Вопрос школьника
Проводящий шар радиусом 5 см с зарядом 4 нКл окружен сферической оболочкой из диэлектрика радиусом 10 см. Диэлектрическая проницаемость вещества оболочки равна 2. Найдите напряженность поля вблизи внутренней (1) и внешней (2) поверхностей диэлектрика.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать формулу для электрического поля внутри и снаружи сферы с радиусом R и зарядом Q:
1) Внутри сферы: E = Q/(4πεr^2), где ε — диэлектрическая проницаемость вакуума, r — расстояние от центра сферы до точки, в которой ищется напряженность поля.
В данном случае, так как проводящий шар находится внутри диэлектрической оболочки, то внутренняя поверхность оболочки является эквипотенциальной поверхностью, на которой потенциал равен потенциалу проводника. Следовательно, напряженность поля вблизи внутренней поверхности диэлектрика равна нулю.
2) Снаружи сферы: E = Q/(4πεr^2), где r — расстояние от центра сферы до точки, в которой ищется напряженность поля.
В данном случае, так как заряд находится внутри проводящего шара, то заряд на внешней поверхности диэлектрика равен нулю. Следовательно, напряженность поля вблизи внешней поверхности диэлектрика также равна нулю.
Таким образом, напряженность поля вблизи внутренней поверхности диэлектрика равна нулю, а напряженность поля вблизи внешней поверхности диэлектрика также равна нулю.
