Номер 2, страница 69 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Самостоятельные работы. СР-52. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Вариант 2 - номер 2, страница 69.

Условие.

2. В чём отличие электрического поля, порождаемого переменным магнитным полем, от электростатического поля, которое существует вокруг неподвижных электрических зарядов?

Решение.

Электрическое поле, порождаемое переменным магнитным полем (вихревое электрическое поле), и электростатическое поле, создаваемое неподвижными зарядами, имеют ряд фундаментальных отличий.

1. Источники поля

Электростатическое поле создается непосредственно электрическими зарядами, которые находятся в состоянии покоя. Величина и конфигурация поля определяются распределением и величиной этих зарядов.

Вихревое электрическое поле порождается не зарядами, а изменением магнитного поля во времени. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, любое изменение магнитного потока через некоторую поверхность приводит к возникновению в окружающем пространстве вихревого электрического поля.

2. Характер силовых линий

Силовые линии электростатического поля являются незамкнутыми. Они всегда начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, либо уходят в бесконечность.

Силовые линии вихревого электрического поля всегда замкнуты и не имеют ни начала, ни конца. Они подобны линиям индукции магнитного поля и "обвивают" линии изменяющегося магнитного поля, которое их порождает.

3. Потенциальность поля и работа по замкнутому контуру

Электростатическое поле является потенциальным (консервативным). Это означает, что работа, совершаемая силами этого поля при перемещении заряда по любому замкнутому контуру, равна нулю. Математически это выражается как равенство нулю циркуляции вектора напряженности $\vec{E}_{ст}$ по замкнутому контуру $\text{L}$:
$ \oint_L \vec{E}_{ст} \cdot d\vec{l} = 0 $
Благодаря этому свойству для электростатического поля вводится понятие потенциала.

Вихревое электрическое поле не является потенциальным (оно неконсервативно). Работа, совершаемая силами этого поля при перемещении заряда по замкнутому контуру, в общем случае не равна нулю. Она равна ЭДС индукции в этом контуре. Циркуляция вектора напряженности вихревого поля $\vec{E}_{вихр}$ равна скорости изменения магнитного потока $\Phi_B$ через поверхность, ограниченную этим контуром, взятой с обратным знаком:
$ \oint_L \vec{E}_{вихр} \cdot d\vec{l} = \mathcal{E}_{инд} = -\frac{d\Phi_B}{dt} $
Для вихревого поля понятие потенциала в классическом смысле ввести нельзя.

Ответ: Основные отличия заключаются в следующем:
1. Источник: электростатическое поле создается неподвижными зарядами, а вихревое электрическое поле — изменяющимся во времени магнитным полем.
2. Структура поля: силовые линии электростатического поля незамкнуты (начинаются и заканчиваются на зарядах), а силовые линии вихревого поля всегда замкнуты.
3. Свойства: электростатическое поле является потенциальным (консервативным), и работа по перемещению заряда по замкнутому контуру в нем равна нулю. Вихревое электрическое поле не является потенциальным (неконсервативным), и его работа по замкнутому контуру не равна нулю и определяет ЭДС индукции.