В каком направлении указывает вектор градиента потенциала в точке А, если поле образовано бесконечной плоскостью

В каком направлении указывает вектор градиента потенциала в точке А, если поле образовано бесконечной плоскостью, равномерно заряженной со поверхностной плотностью заряда -Q(сигма)? Варианты ответов: 1) направление А-1; 2) направление А-3; 3) направление А-2; 4) направление А-4.
Elf_4544

Elf_4544

А-4.

Обратимся к определению вектора градиента. Градиент потенциала \(\varphi\) - это вектор, который указывает на направление наибольшего возрастания потенциала в данной точке, а его модуль равен величине наибольшего угла наклона поверхности потенциала в этой точке.

В случае с равномерно заряженной плоскостью, потенциал образуется электрическим полем, которое убывает с расстоянием от плоскости. В точке А расстояние до плоскости находится на минимальной высоте над поверхностью плоскости, следовательно, потенциал в этой точке будет ниже, чем в точках B, C и D.

С учетом этого, вектор градиента потенциала будет указывать в направлении увеличения потенциала. Так как потенциал увеличивается при движении от точки А в направлении, противоположном направлению убывания расстояния от плоскости, то вектор градиента указывает в направлении А-4.

Таким образом, правильный ответ - направление А-4.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello