Номер 5, страница 130 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

5. Пробный заряд помещают в разные точки электростатического поля, созданного зарядом Q (рис. 108). В каких точках модуль напряжённости поля максимален? минимален? В каких точках он одинаков?

Рис. 108

Модуль напряжённости электростатического поля $E$, созданного точечным зарядом $Q$, в некоторой точке пространства определяется по формуле: $E = k \frac{|Q|}{r^2}$ где $k$ — коэффициент пропорциональности (постоянная в законе Кулона), $|Q|$ — модуль заряда, создающего поле, а $r$ — расстояние от заряда до точки, в которой измеряется напряжённость.

Из этой формулы видно, что модуль напряжённости поля обратно пропорционален квадрату расстояния от заряда. Это означает, что:

• Чем меньше расстояние $r$ до заряда, тем больше напряжённость поля $E$.
• Чем больше расстояние $r$ до заряда, тем меньше напряжённость поля $E$.
• Во всех точках, находящихся на одинаковом расстоянии от заряда (то есть на сфере с центром в заряде), модуль напряжённости поля будет одинаковым. На двумерном рисунке такие точки лежат на окружности.

Проанализируем расположение точек на рисунке 108 относительно заряда $Q$.

• Точка B находится ближе всех к заряду $Q$.
• Точки A, D и E лежат на одной пунктирной окружности, а значит, находятся на одинаковом расстоянии от заряда $Q$.
• Точка C лежит на второй, более далёкой, пунктирной окружности.
• Точка F находится дальше всех от заряда $Q$.

Таким образом, расстояния от заряда до точек соотносятся как $r_B < r_A = r_D = r_E < r_C < r_F$.

В каких точках модуль напряжённости поля максимален?

Максимальная напряжённость поля будет в точке, наиболее близкой к заряду $Q$. Согласно анализу рисунка, это точка B. Ответ: Модуль напряжённости поля максимален в точке B.

В каких точках модуль напряжённости поля минимален?

Минимальная напряжённость поля будет в точке, наиболее удалённой от заряда $Q$. Согласно анализу рисунка, это точка F. Ответ: Модуль напряжённости поля минимален в точке F.

В каких точках он одинаков?

Модуль напряжённости поля одинаков в точках, находящихся на равном расстоянии от заряда $Q$. На рисунке точки A, D и E лежат на одной окружности с центром в заряде $Q$, следовательно, расстояния $r_A$, $r_D$ и $r_E$ равны. Поэтому и модули напряжённости в этих точках будут одинаковы. Ответ: Модуль напряжённости поля одинаков в точках A, D и E.