Кипятильник включен и на нем выделяется тепло Q=UI^2*t по закону Джоуля-Ленца. Воды нет,значит выделившееся тепло идет на нагрев металла из которого изготовлен кипятильник, обычно алюминий. Температура плавления алюминия 660 градусов Цельсия, а масса использованого алюминия несколько сот грамм. Т.е чтобы он расплавится потребуется Q= Q1+Q2= cm(t2-20)+лm=0,1*880(660-20)+380000*0,1=94320 Дж.При напряжении в сети 220 В и силе тока не более 8 А( предохранители в квартирах рассчитаны, в основном, на 8А), То чтобы выделилось количество тепла при котором кипятильник расплавится потребуется времени t=Q/UI ^2=94320/(220*8*8)=7 секунд минимальное время разрушения. Сначала плавится изоляционная обмотка между проводами внутри кипятильника и происходит короткое замыкание.
Боюсь в данном случае теорему Остроградского-Гаусса вряд ли можно использовать. Разве что для того, чтобы вывести закон Кулона. Разобьем кольцо на бесконечно малые участки длиной dl. Каждый участок находится на одинаковом расстоянии от точки A, где требуется определить напряженность. Это расстояние равно L=корень (a^2+r^2) Два участка, расположенных с противоположных сторон от центра кольца создают напряженности dE в точке A. При сложении этих векторов их проекции вдоль оси симметрии кольца сложатся, а в поперечном направлении уничтожатся. Поэтому каждая напряженность маленького участка при суммировании с напряженностью противоположного участка проектируется на ось кольца. Эта напряженность направлена от участка к точке A, поэтому образует с осью кольца угол, косинус которого равен a/L. В результате напряженность каждого маленького участка при проектировании умножается на этот косинус, то есть проекция равна dE*a/L. Сама напряженность точечного заряда (бесконечно малый участок можно считать точечным) находится по закону Кулона: dE=dq/(4*пи*эпсилон0*L^2), где dq=t*dl -- заряд участка. Тогда суммарная напряженность в точке A равна сумме t*dl/(4*пи*эпсилон0*L^2) * a/L для всех участков. При суммировании dl превращается в длину кольца равную 2*пи*r Тогда ответ E=t*r/(2*эпсилон0*(a^2+r^2)) * a/корень (a^2+r^2) Если посчитать, получится примерно 3,2 кВ/м
