Задание 21 ЕГЭ по физике

Question

Крупная шарообразная полость, заполненная воздухом, находится в нижней половине незаряженного металлического шара. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. Отрицательный точечный заряд $q<0$ расположен в центре полости. Нарисуйте картину линий напряженности электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области $\vec{E}=0$ . Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряженности. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Accepted Answer

Покажем линии напряженности:
1) Внутри полости линии напряженности направлены к центру, так как там находится отрицательный заряд.
2) Так как в металлическом шаре напряженность должна равняться нулю (иначе бы тек ток), то по поверхности полости располагается такой же по модулю положительный заряд, тем самым нейтрализуя действие отрицательного заряда вне полости. При этом внутри полости положительные положительный заряд напряженности не создает.
3) Так как начальный заряд шара равнялся нулю, то снаружи равномерно распределится такой же по модулю отрицательный заряд, который будет создавать снаружи электрическое поле, будто заряд $-q$ располагается в центре шара.
https://youtu.be/8DkFgm06vyQ

Задание 21 ЕГЭ по физике

Электрическое поле