2018-01-11
Электрическое поле создано двумя одинаковыми точечными зарядами, находящимися на некотором расстоянии друг от друга. На таком же расстоянии от одного из них на прямой линии, проведенной через оба заряда, напряженность электрического поля $E = 0,25 В/см$. Определить напряженность электрического поля в точках пространства, находящихся на одинаковых расстояниях от обоих зарядов, равных расстоянию между этими зарядами.
Решение:
В точке А (рис.), находящейся на прямой линии, проведенной через оба заряда, на расстоянии $s$ от одного из них, равном расстоянию между зарядами, напряженность электрического поля $E$ равна сумме напряженностей полей $E_{1} = \frac{q}{4 \pi \epsilon_{0} s^{2}}$ и $E_{2} = \frac{q}{4 \pi \epsilon_{0} (2s)^{2}}$, создаваемых каждым зарядом в отдельности (учитываем, что векторы $\vec{E}_{1}$ и $\vec{E}_{2}$ имеют одинаковые направления):
$E = E_{1} + E_{2} = \frac{5}{4} E_{1}$. (1)
В точках пространства, находящихся на одинаковом удалении от обоих зарядов, равном расстоянию между ними, найдем напряженность $\vec{E}^{ \prime}$ электрического поля, произведя векторное сложение напряженностей $\vec{E}_{1}^{ \prime}$ и $\vec{E}_{2}^{ \prime}$ полей от каждого заряда. На рис. указана одна такая точка В, расположенная в плоскости чертежа, и произведено графическое сложение векторов $\vec{E}_{1}^{ \prime}$ и $\vec{E}_{2}^{ \prime}$. Из равнобедренного треугольника BCD находим
$E^{ \prime} = BD = 2BC \sin 60^{ \circ} = E_{1} \sqrt{3}$. (2)
Из соотношений (1) и (2) определяем напряженность
$E^{ \prime} = \frac{4 \sqrt{3}}{5} E = 0,35 В/см$.