Как изменяется напряженность электрического поля е(r) в зависимости от расстояния от заряда q, окруженного сферической

Тема: Зависимость напряженности электрического поля от расстояния от заряда, окруженного сферической оболочкой диэлектрика

Разъяснение:
Напряженность электрического поля e(r) является мерой интенсивности поля в точке, находящейся на расстоянии r от заряда. При наличии сферической оболочки из диэлектрика с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 2, электрическое поле изменяется следующим образом.

Внутри диэлектрика:
Внутри сферической оболочки (r < R, где R - радиус оболочки) электрическое поле уменьшается в ε раз по сравнению с полем в вакууме. То есть, e(r) = e(0) / ε, где e(0) - напряженность электрического поля в вакууме.

Вне диэлектрика:
Вне сферической оболочки (r > R) электрическое поле определяется только зарядом q, и его значение не изменяется.

График зависимости напряженности электрического поля от расстояния r может быть получен, учитывая описанные выше свойства поля:

[ГРАФИК]

Пример использования:
Пусть е(0) = 10 Н/Кл - напряженность электрического поля в вакууме, а q = 5 Кл - заряд, окруженный сферической оболочкой диэлектрика с ε = 2. Найдем напряженность электрического поля e(r) на расстоянии r = 3 м от заряда:

1. Внутри оболочки (r < R): e(r) = e(0) / ε = 10 Н/Кл / 2 = 5 Н/Кл.
2. Вне оболочки (r > R): e(r) = e(0) = 10 Н/Кл.

Совет: Чтобы лучше понять зависимость поля итогового графика, важно понимать, что внутри диэлектрика поле ослаблено, а вне диэлектрика поле остается неизменным.

Упражнение:
Пусть заряд q = 8 мкКл окружен сферической оболочкой диэлектрика с ε = 3. Найдите значение напряженности электрического поля на расстоянии r = 2 м от заряда.