в решении, только с объяснением что и откуда берется.
На рисунке изображены точечный заряд, заряженный шарик
радиусом 1 см и сфера радиусом 2
см. Величины зарядов шарика и точечного заряда одинаковы. Сравнивая поток вектора напряженности
электростатического поля через
сферу от точечного заряда и шарика, можно убедиться, что…
Поток вектора напряженности электростатического поля через поверхность определяет, сколько "линий сил" проходит через данную поверхность. Чем больше поток, тем больше силовых линий поля проходит через эту поверхность, что свидетельствует о более сильном электрическом поле.
Дано, что на рисунке изображены точечный заряд и заряженный шарик радиусом 1 см, а также сфера радиусом 2 см. И мы знаем, что величины зарядов шарика и точечного заряда одинаковы.
Теперь мы хотим сравнить поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от точечного заряда и шарика.
Поток вектора напряженности электростатического поля через поверхность можно вычислить, учитывая формулу потока Ф = ∫ E · dA, где E - вектор напряженности электростатического поля, dA - элементарная площадка поверхности.
Мы знаем, что вектор напряженности электростатического поля пропорционален заряду Q и обратно пропорционален квадрату расстояния r: E ∝ Q/r^2.
Также мы знаем, что на поверхности шарика и сферы, который его окружает, значения вектора напряженности электростатического поля будут одинаковыми, так как заряды одинаковы и расстояния от центров этих объектов до каждой точки поверхности одинаковые.
Теперь рассмотрим поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от точечного заряда. Обозначим его как Ф1.
Так как вектор напряженности электростатического поля на поверхности сферы и шарика одинаков и зависит только от расстояния от центра заряда до каждой точки поверхности, то величина E также будет одинаковой на сфере и шарике.
Теперь посмотрим на поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от шарика. Обозначим его как Ф2.
Так как шарик заряженный, то вектор напряженности электростатического поля перпендикулярен поверхности шарика в каждой его точке. Это значит, что элементарная площадка dA на поверхности шарика параллельна вектору напряженности E, и их скалярное произведение E · dA будет равно нулю. То есть поток Ф2 будет равен нулю.
Таким образом, сравнивая Ф1 и Ф2, можно убедиться, что поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от точечного заряда не равен нулю, в то время как поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от шарика равен нулю.
Это свидетельствует о том, что электрическое поле, создаваемое точечным зарядом, проходит через сферу, а поля, создаваемые заряженным шариком, не проходят через сферу. Таким образом, можно утверждать, что электрическое поле вокруг точечного заряда сильнее, чем вокруг заряженного шарика.
Ответ: Поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от точечного заряда не равен нулю, в то время как поток вектора напряженности электростатического поля через сферу от заряженного шарика равен нулю. Следовательно, можно утверждать, что электрическое поле вокруг точечного заряда сильнее, чем вокруг заряженного шарика.