НОФ 2022, II кръг (областен), 10. клас — Задача 2. Свойства на проводник в електростатично поле

Олимпиада по физика 2022, областен кръг, тема за 10. клас (четвърта състезателна група) · 19 февруари 2022 г. · 10 т.

Условие

В електростатиката поведението на проводник в електростатично поле може да се предскаже чисто логически, знаейки основните свойства на електростатичното поле и електричните заряди и използвайки т. нар. „метод на опровергаване на отрицанието“, т.е. да допуснем обратната ситуация и да докажем, че е невъзможна. Предполагаме, че разполагаме с идеален проводник, т.е. в него има „достатъчно много“ свободни заряди. Докажете, че:

а) електростатичното поле $E_{\mathrm{в}}$ във вътрешността на един проводник е нула, $E_{\mathrm{в}} = 0$ [2 т.]

б) потенциалът $\varphi_{\mathrm{П}}$ на всички точки от проводника (вътре в него и на повърхността му) е постоянен, $\varphi_{\mathrm{П}} = const.$ [2 т.]

в) силовите линии на електростатичното поле от външната страна на повърхността на проводника са перпендикулярни на повърхността му. [3 т.]

г) ако има кухина в проводника, то в нея липсва електростатично поле (или интензитетът на електростатичното поле е нула), дори вън от проводника да има електростатично поле. Този ефект се нарича „екраниране“. [3 т.]

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF2_2022_10problems.pdf · официални решения: NOF2_2022_10solutions.pdf