ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 95.4: Напряжённость электрического поля. Силовые линии

План решения:

Для определения правильного ответа необходимо вспомнить определение напряжённости электрического поля. Напряжённость E — это векторная физическая величина, которая численно равна силе, действующей на единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля.

Связь между силой F, действующей на заряд q, и напряжённостью поля E выражается формулой: F=qE

Вычисление и анализ вариантов:

Рассмотрим каждый предложенный вариант с точки зрения векторного характера величины q:

• Вариант 1: Незаряженный металлический шар (q=0). Сила, действующая на него со стороны однородного поля, равна нулю (или возникает сложная картина индукции, но направление силы не совпадает с направлением поля как таковым для «пробного» заряда). Это не является определением направления E.
• Вариант 2: Отрицательный пробный заряд (q<0). Если подставить отрицательное число в формулу F=qE, то вектор силы F будет направлен противоположно вектору напряжённости E. То есть F≠направление E.
• Вариант 3: Положительный пробный заряд (q>0). Если q положительно, то векторы F и E сонаправлены. Именно так определяется направление вектора напряжённости: оно совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.
• Вариант 4: Утверждение о скалярности неверно, так как напряжённость имеет направление.

Проверка:

Согласно классическому определению из курса электродинамики, за направление вектора напряжённости электрического поля принимается направление силы, действующей на положительный точечный заряд, помещённый в эту точку поля. Таким образом, вариант 3 является корректным ответом.