Номер 1, страница 79 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

1. Что является источником вихревого электрического поля?

1. Что является источником вихревого электрического поля?

Решение

Электрическое поле может быть двух видов: потенциальное (электростатическое) и вихревое.

Потенциальное электрическое поле создается неподвижными электрическими зарядами. Его силовые линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных (или уходят в бесконечность). Такое поле является консервативным, то есть работа по перемещению заряда по любому замкнутому контуру в этом поле равна нулю.

Вихревое электрическое поле, в отличие от потенциального, порождается не зарядами, а изменяющимся во времени магнитным полем. Это фундаментальное явление называется электромагнитной индукцией и было открыто Майклом Фарадеем.

Основные свойства вихревого электрического поля:

• Его силовые линии являются замкнутыми кривыми, они не имеют ни начала, ни конца. Это свойство и дало полю название "вихревое".

• Оно является неконсервативным (непотенциальным). Работа по перемещению заряда в вихревом электрическом поле вдоль замкнутого контура не равна нулю. Эта работа представляет собой электродвижущую силу (ЭДС) индукции.

Связь между вихревым электрическим полем $\vec{E}$ и порождающим его изменяющимся магнитным полем с индукцией $\vec{B}$ описывается одним из уравнений Максвелла (законом Фарадея в дифференциальной форме): $$ \oint_L \vec{E} \cdot d\vec{l} = -\frac{d\Phi_B}{dt} $$ или в дифференциальной форме: $$ \nabla \times \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t} $$ где $\nabla \times \vec{E}$ — это ротор вектора напряженности электрического поля, который как раз и характеризует его вихревую структуру. Уравнение показывает, что если магнитное поле изменяется со временем ($\frac{\partial \vec{B}}{\partial t} \neq 0$), то электрическое поле имеет ненулевой ротор, то есть является вихревым.

Ответ: Источником вихревого электрического поля является изменяющееся во времени магнитное поле.