Global EE

Электростатика — Задание 14 ЕГЭ по физике №00025965

Задание №14. Электродинамика. Выбор Утверждений

Электростатика

№2. Задание 14

ID: 00025965

На уединённой неподвижной проводящей сфере радиусом R находится положительный заряд Q . Сфера находится в вакууме. Напряжённость электростатического поля сферы в точке A равна 36 В/м. Все расстояния указаны на рисунке.

Выберите два верных утверждения, описывающих данную ситуацию.

1) Напряжённость поля в точке B $E_{B} =576$ В/м.

2) Напряжённость поля в точке C $E_{C} =36$ В/м.

3) Потенциал электростатического поля в точке B выше, чем в точке D : $\mathrm{\varphi}_{B} >\mathrm{\varphi}_{D} .$

4) Потенциал электростатического поля в точках D и F одинаков: $\mathrm{\varphi}_{D} =\mathrm{\varphi}_{F} .$

5) Потенциал электростатического поля в точке C выше, чем в точке F : $\mathrm{\varphi}_{C} >\mathrm{\varphi}_{F} .$

Рисунок к заданию 14 ЕГЭ по физике — Электростатика

Источник: ФИПИ

Решение

По рисунку расстояния от центра сферы такие: точка B лежит ВНУТРИ сферы, на расстоянии $R/2$ от центра; точки D и F — прямо на поверхности сферы, на расстоянии $R$; точки A и C — снаружи, на расстоянии $2R$ от центра (по $R$ до поверхности плюс ещё $R$ дальше).

Сфера — проводник, весь его избыточный заряд лежит на поверхности, а поле ВНУТРИ проводника равно нулю. Точка B находится внутри сферы, значит $E_B=0$, а вовсе не $576$ В/м — утверждение 1 неверно.

Вне сферы (и на её поверхности) поле убывает как поле точечного заряда в центре: $E=\dfrac{kQ}{r^2}$. Точки A и C находятся на ОДИНАКОВОМ расстоянии $2R$ от центра — значит поле там одинаково: раз $E_A=36$ В/м, то и $E_C=36$ В/м. Утверждение 2 верно.

Для проводника все точки внутри него и на его поверхности имеют ОДИНАКОВЫЙ потенциал (поверхность — эквипотенциальна, и внутри поле нулевое, значит потенциал не меняется). B лежит внутри, D — на поверхности, значит $\varphi_B=\varphi_D$, они не могут отличаться. Утверждение 3 неверно.

По той же причине точки D и F, обе лежащие на поверхности сферы, имеют одинаковый потенциал: $\varphi_D=\varphi_F$. Утверждение 4 верно.

Потенциал вне заряженной сферы убывает с расстоянием: $\varphi=\dfrac{kQ}{r}$. Точка F ближе к сфере ($r=R$), чем точка C ($r=2R$), значит $\varphi_F\gt \varphi_C$, а не наоборот. Утверждение 5 неверно.

Ответ

24

Разбор зашёл? Дальше — вживую

Эту задачу мы уже разобрали 🦾 На пробном найдём тему, где у тебя сейчас пробел, и закроем её вместе.

Попробовать →
Влад Перетрухин
Потренируй предмет в боюНа Арену →
Следующее задание темы →
Похожие задания по теме «Электростатика» (8)