В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещен положительный точечный заряд q > 0 (см. рисунок). Нарисуйте картину линий напряженности электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области:
Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряженности. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
1. Приведен схематический рисунок картины линий напряженности: внутри полости — семейство прямых лучей, исходящих из заряда и приходящих на поверхность полости по нормали; снаружи шара — семейство прямых лучей, по нормали к ней и уходящих в бесконечность.
2. Внутри проводника — электростатическое поле
3. Заряд q помещен в центр шарообразной полости, поэтому его электростатическое поле в полости обладает центральной симметрией и выглядит как поле уединенного точечного заряда находящегося в центре полости. Линии напряженности этого поля подходят по нормали к поверхности полости, где равномерно распределен отрицательный индуцированный заряд
4. На наружной поверхности шара находится (в силу нейтральности шара в целом) положительный заряд Поскольку внутри проводника
а снаружи окружающие предметы расположены далеко от шара, этот заряд распределен по поверхности шара равномерно. Его поле вне шара выглядит как поле уединенного точечного заряда q > 0, расположенного в центре шара. Линии напряженности отходят от шара по нормали к его поверхности.

