Решебник по физике 8 класс Перышкин | Страница 110

Подвесим заряженную лёгкую гильзу на нити и приблизим к ней заряженную палочку, не касаясь гильзы. Гильза отклонится, хотя тела не соприкасаются: между ними действует электрическая сила.

Точечным зарядом называют заряженное тело, размеры которого малы по сравнению с расстояниями до других рассматриваемых заряженных тел.

Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: F = k|q₁q₂|/r². Силы направлены вдоль соединяющей заряды прямой, равны по модулю и противоположны по направлению.

Источником электрического поля является электрический заряд: любое заряженное тело создаёт вокруг себя электрическое поле.

Электрическое поле обнаруживают по действию на пробный заряд. Если на помещённое в данную область заряженное тело действует электрическая сила, в этой области есть электрическое поле.

Электрическое поле характеризует напряжённость E = F/q. Она показывает, какая электрическая сила приходилась бы на единичный положительный пробный заряд в данной точке поля.

Единица напряжённости электрического поля в СИ — ньютон на кулон (Н/Кл).

В нужную точку помещают малый положительный пробный заряд и определяют направление действующей на него силы. В эту же сторону направлен вектор напряжённости поля.

Заряженную палочку поднесём к лёгкой заряженной гильзе с разных сторон: гильза отклоняется и без соприкосновения, что показывает наличие действия вокруг палочки. Затем будем изменять расстояние: при приближении палочки отклонение гильзы увеличивается, при удалении уменьшается. Это подтверждает предположение о поле, действие которого ослабевает с расстоянием.

На заряд 2 со стороны заряда 1 действует сила отталкивания вправо, а со стороны заряда 3 — сила притяжения тоже вправо. Равнодействующая направлена вправо и равна сумме модулей этих сил; первая сила больше второй, поскольку |q₁| > |q₃| и r₁ < r₂. Схема: 1(+) → 2(+) → 3(−); у заряда 2 обе стрелки сил направлены вправо. В середине отрезка между зарядами 1 и 3 оба поля направлены вправо, поэтому результирующая напряжённость направлена от положительного заряда 1 к отрицательному заряду 3.

По закону Кулона F ∼ 1/r². Поэтому F₂/F₁ = 1/4² = 1/16: сила взаимодействия уменьшилась в 16 раз.

По закону Кулона F ∼ |q₁q₂|. Произведение зарядов увеличится в 3 · 3 = 9 раз, поэтому сила взаимодействия увеличится в 9 раз.

От увеличения заряда сила возрастает в 4 раза, а от увеличения расстояния вдвое уменьшается в 2² = 4 раза. Поэтому F₂/F₁ = 4/4 = 1: сила не изменится.