1 – B
Wewnątrz ciała przewodzącego, umieszczonego w zewnętrznym polu elektrostatycznym, po ustaleniu się równowagi natężenie pola jest równe zeru, PONIEWAŻ natężenie pola zewnętrznego jest zrównoważone przez natężenie pola wyindukowanego.
2 – D
Linie pola elektrostatycznego zaczynają się lub kończoną na powierzchni naelektryzowanego przewodnika i w każdym punkcie są prostopadłe do tej powierzchni, PONIEWAŻ gdyby natężenie pola elektrostatycznego przewodnika miało składową styczną do jego powierzchni, to ładunek ciągle poruszałby się po tej powierzchni.
3 – A
Ładunek wprowadzony w dowolnym punkcie na przewodzą powierzchnię sferyczną (np. kula pusta w środku), rozmieście się zawsze na jej zewnętrznej powierzchni, PONIEWAŻ ładunki jednoimienne się odpychają.
4 – C
Za pomocą skrawków bibułki przyczepionych do ciała wykonanego z przewodnika można zilustrować kształt linii pola elektrostatycznego wytworzonego po naelektryzowaniu ciała, PONIEWAŻ pod działaniem sił pola elektrostatycznego ładunki w obrębie cząsteczek przesuwają się i tworzą dipole, które ustawiają się wzdłuż linii pola.
Stwierdzenie 1:
Gdy przewodnik zostanie umieszczony w jednorodnym polu elektrostatycznym, to zarówno na jony dodatnie tworzące jego sieć krystaliczną oraz elektrony swobodne działają siły elektryczne. Te drugie poruszają się zgodnie z wektorem przyłożonej siły (jony pozostają nieruchome, ponieważ oddziaływania jądrowe są silniejsze).
Obszar, do którego napływają elektrony, elektryzuje się ujemnie, natomiast obszar ich pozbawiony – dodatnio. Taki uporządkowany ruch ładunków ujemnych trwa do momentu, gdy przeciwne pole, które jest wytworzone wewnątrz przewodnika (przez przemieszczone ładunki), nie zrównoważy zewnętrznego pola.
Wówczas wartości natężeń pola zewnętrznego
oraz pola wyindukowanego wewnątrz ciała
będą miały jednakowe wartości, czyli zajdzie równość
. W takim razie
, czyli całkowite pole wewnątrz przewodnika będzie równe zeru.
Stwierdzenie 2:
Po ustaleniu się równowagi rozkład ładunku na powierzchni przewodnika nie ulega zmianie, czyli cały zgromadzony na niej ładunek pozostaje w spoczynku.
Załóżmy, że gdyby wektor natężenia w pewnym punkcie
na powierzchni przewodnika można byłoby rozłożyć na dwie składowe – styczną do przewodnika
i normalną
. W takim razie na ładunek w tym punkcie będzie działać stycznie do powierzchni pewna siła
, która powodowałaby jego przemieszczanie.
Skoro jednak ładunek się nie porusza, to wartość tej siły jest równa zeru, czyli natężenie styczne również jest równe zeru. Innymi słowy, w każdym punkcie wektor natężenia
jest prostopadły do powierzchni ciała.
Stwierdzenie 3:
Zauważ, że wprowadzany na powierzchnię sferyczną ładunek jest takiego samego znaku. Ze względu na wzajemne odpychanie ładunków jednoimiennych cały zgromadzony ładunek chce się rozłożyć w taki sposób, aby być jak najdalej od siebie. Dlatego też przepływa ona na zewnętrzną powierzchnię, ponieważ umożliwia ona uzyskanie największych odległości między ładunkami.