Металлическому шару радиусом 20 см сообщён заряд 10 нКл. Определите напряжённость поля в точке, расположенной на расстоянии 12 см от центра.

Дано:

• Радиус металлического шара: $R = 20\text{ см} = 0{,}2\text{ м}$.

• Заряд шара: $q = 10\text{ нКл} = 10^{-8}\text{ Кл}$.

• Расстояние от центра шара до рассматриваемой точки: $r = 12\text{ см} = 0{,}12\text{ м}$.

Найти: напряжённость электрического поля $E$.

Решение

Металлический шар является проводником. В состоянии электростатического равновесия избыточный электрический заряд распределяется по его внешней поверхности.

Внутри заряженного металлического шара напряжённость электрического поля равна нулю:

Это объясняется тем, что свободные электроны в металле перераспределяются таким образом, чтобы электрическое поле внутри проводника полностью компенсировалось.

По условию задачи радиус шара составляет $20\text{ см}$, а рассматриваемая точка находится на расстоянии $12\text{ см}$ от его центра.

Поскольку

точка расположена внутри металлического шара.

Следовательно, независимо от величины сообщённого шару заряда напряжённость электрического поля в этой точке равна нулю.

Ответ:

Напряжённость электрического поля на расстоянии 12 см от центра металлического шара равна нулю, поскольку точка находится внутри проводника.