Задание 14 ЕГЭ по физике · задача D35251
|
|
На рисунке изображены линии напряжённости однородного электростатического поля, созданного равномерно заряженной протяжённой вертикальной пластиной. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно ситуации, показанной на рисунке.
| 1) | Заряд пластины положительный. | |
| 2) | Потенциал электростатического поля в точке С выше, чем в точке В . | |
| 3) | Работа силы электростатического поля по перемещению точечного положительного заряда из точки А в точку В равна нулю. | |
| 4) | Если в точку В поместить точечный положительный заряд, то на него со стороны электростатического поля пластины будет действовать сила, направленная горизонтально влево. | |
| 5) | Модуль напряжённости электростатического поля в точке А меньше, чем в точке С . |
Показать ответ и разбор
Ответ: 13 (верны: 1, 3)
Разбор
Разбираем рисунок. Линии напряжённости — параллельные прямые, направленные горизонтально вправо, от пластины; значит, поле однородно: $E = \text{const}$ во всех точках. Точка $A$ расположена над точкой $B$ (отрезок $AB$ перпендикулярен линиям напряжённости), точка $C$ — правее $B$ на той же линии напряжённости.
Утверждение 1. Линии напряжённости выходят из положительных зарядов. На рисунке они начинаются на пластине и направлены от неё вправо, следовательно, пластина заряжена положительно. Верно.
Утверждение 2. Потенциал убывает вдоль линии напряжённости: $\varphi$ уменьшается в направлении $\vec{E}$. Точка $C$ лежит дальше по ходу поля, чем $B$, поэтому $\varphi_C \lt \varphi_B$. Неверно.
Утверждение 3. Отрезок $AB$ перпендикулярен линиям напряжённости, то есть лежит на эквипотенциальной поверхности: $\varphi_A = \varphi_B$. Работа поля $A = q(\varphi_A - \varphi_B) = 0$. То же видно из формулы $A = qEd\cos\alpha$ при $\alpha = 90^\circ$: $\cos 90^\circ = 0$. Верно.
Утверждение 4. Сила, действующая на положительный заряд со стороны поля, сонаправлена с напряжённостью: $\vec{F} = q\vec{E}$. Поскольку $\vec{E}$ направлено вправо, сила в точке $B$ тоже направлена вправо, а не влево. Неверно.
Утверждение 5. Поле однородно, линии напряжённости параллельны и густота их одинакова, поэтому $E_A = E_C$. Неверно.
Итог: верны утверждения 1 и 3. Ответ: 13.
Утверждение 1. Линии напряжённости выходят из положительных зарядов. На рисунке они начинаются на пластине и направлены от неё вправо, следовательно, пластина заряжена положительно. Верно.
Утверждение 2. Потенциал убывает вдоль линии напряжённости: $\varphi$ уменьшается в направлении $\vec{E}$. Точка $C$ лежит дальше по ходу поля, чем $B$, поэтому $\varphi_C \lt \varphi_B$. Неверно.
Утверждение 3. Отрезок $AB$ перпендикулярен линиям напряжённости, то есть лежит на эквипотенциальной поверхности: $\varphi_A = \varphi_B$. Работа поля $A = q(\varphi_A - \varphi_B) = 0$. То же видно из формулы $A = qEd\cos\alpha$ при $\alpha = 90^\circ$: $\cos 90^\circ = 0$. Верно.
Утверждение 4. Сила, действующая на положительный заряд со стороны поля, сонаправлена с напряжённостью: $\vec{F} = q\vec{E}$. Поскольку $\vec{E}$ направлено вправо, сила в точке $B$ тоже направлена вправо, а не влево. Неверно.
Утверждение 5. Поле однородно, линии напряжённости параллельны и густота их одинакова, поэтому $E_A = E_C$. Неверно.
Итог: верны утверждения 1 и 3. Ответ: 13.