ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 95.2: Напряжённость электрического поля. Силовые линии

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо дать определение силовых линий, описать их геометрические свойства (направление касательной) и указать правила построения для точечных зарядов. Также важно упомянуть, что линии не пересекаются.

Вычисление и обоснование:

Силовые линии электрического поля — это воображаемые линии, которые проводятся в пространстве так, чтобы вектор напряжённости E в любой точке был направлен по касательной к этой линии. Это означает, что если поместить в данную точку положительный пробный заряд, то сила, действующая на него, будет направлена вдоль касательной к силовой линии.

Направление силовых линий определяется знаком заряда-источника: они начинаются на положительных зарядах (или уходят из бесконечности) и заканчиваются на отрицательных зарядах (или уходят в бесконечность). Плотность линий характеризует модуль напряжённости: чем гуще расположены линии, тем сильнее поле (|E| больше).

Важным свойством является то, что две силовые линии никогда не могут пересекаться. Если бы они пересеклись, то в точке пересечения вектор напряжённости имел бы два различных направления одновременно, что физически невозможно для статического поля.

Проверка:

Определение согласуется с законом Кулона и принципом суперпозиции полей. Для одиночного положительного заряда линии радиально расходятся, для отрицательного — сходятся, что соответствует направлению силы отталкивания или притяжения. Отсутствие пересечений подтверждается однозначностью вектора напряжённости в каждой точке пространства.