Задание №14 — Закон электромагнитной индукции

#68474Задание №14ФИПИ

Проводники в электростатическом поле

Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью $\overset{\rightarrow}{E} .$

undefined
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, описывающие результаты воздействия этого поля на металлическое тело.

1) Напряжённость электрического поля в точке D равна нулю.
2) Потенциалы в точках В и С равны.
3) Концентрация свободных электронов в точке A наибольшая.
4) В точке А индуцируется положительный заряд.
5) В точке D индуцируется отрицательный заряд.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Металлическое тело — проводник, внесённый во внешнее электростатическое поле. Свободные электроны смещаются против направления вектора $\vec{E}$ , то есть влево, поэтому на левом конце (у точки $B$ ) накапливается избыточный отрицательный заряд, а на правом (у точки $C$ ) остаётся нескомпенсированный положительный. Это явление электростатической индукции.

Перераспределение зарядов продолжается до тех пор, пока поле индуцированных зарядов внутри тела полностью не скомпенсирует внешнее поле.

1) Точка $D$ находится внутри проводника, где результирующее поле равно нулю: $E_{D} = 0$ — верно.

2) В состоянии равновесия весь проводник эквипотенциален, поэтому $\varphi_{B} = \varphi_{C}$ — верно.

3) Избыток свободных электронов возникает у левого конца тела, у точки $B$ , а не у точки $A$ — неверно.

4) Точка $A$ лежит на боковой поверхности посередине тела, индуцированный заряд там практически отсутствует; положительный заряд появляется у правого конца, у точки $C$ — неверно.

5) Внутри проводника нескомпенсированного заряда нет, весь индуцированный заряд расположен на его поверхности, поэтому в точке $D$ заряд не индуцируется — неверно.

Ответ: 12