Номер 2, страница 134 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

2. Каковы особенности линий напряжённости электростатического поля?

Линии напряжённости (или силовые линии) электростатического поля — это графический способ изображения электрического поля. Они представляют собой воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают по направлению с вектором напряжённости электрического поля $\vec{E}$ в этой точке. Основные особенности (свойства) линий напряжённости электростатического поля:

• Начало и конец линий. Линии напряжённости электростатического поля начинаются на положительных электрических зарядах и заканчиваются на отрицательных. В случае уединённого заряда линии уходят в бесконечность (если заряд положительный) или приходят из бесконечности (если заряд отрицательный). Они не могут начинаться или заканчиваться в пространстве, свободном от зарядов, и не могут обрываться.

• Отсутствие пересечений. Линии напряжённости никогда не пересекаются друг с другом. Это связано с тем, что в каждой точке пространства вектор напряжённости электрического поля имеет только одно определённое направление. Если бы линии пересекались, то в точке пересечения вектор $\vec{E}$ имел бы два разных направления, что физически невозможно.

• Густота линий и модуль напряжённости. Густота линий напряжённости (количество линий, пронизывающих единичную площадку, перпендикулярную им) пропорциональна модулю вектора напряжённости поля. В областях, где поле сильнее, линии расположены гуще; в областях, где поле слабее, — реже. Для однородного поля, где напряжённость во всех точках одинакова по модулю и направлению, линии напряжённости параллельны и расположены с одинаковой густотой.

• Разомкнутость. Линии напряжённости электростатического поля всегда разомкнуты, они не образуют замкнутых контуров. Это свойство является прямым следствием того, что электростатическое поле является потенциальным (консервативным). Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любому замкнутому контуру равна нулю: $\oint \vec{E} \cdot d\vec{l} = 0$. Если бы линии напряжённости были замкнутыми, работа вдоль такой линии не была бы равна нулю.

• Перпендикулярность к поверхности проводника. В состоянии электростатического равновесия линии напряжённости всегда направлены перпендикулярно поверхности проводника в каждой её точке. Если бы существовала касательная составляющая вектора $\vec{E}$ к поверхности, она бы приводила в движение свободные заряды вдоль поверхности, создавая поверхностный ток. Это нарушило бы условие статического равновесия, при котором перемещение зарядов прекращается.

Ответ:

Ключевые особенности линий напряжённости электростатического поля: 1) они начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных (или на бесконечности); 2) они не пересекаются; 3) их густота пропорциональна величине напряжённости поля; 4) они не замкнуты (разомкнуты); 5) они перпендикулярны поверхности проводников в состоянии электростатического равновесия.