Давайте разберем ваши задачи по порядку.
Задача 1:
В каком случае заряженная частица в электрическом поле движется вдоль силовой линии?
Заряженная частица движется вдоль силовой линии электрического поля в следующих случаях:
Направление силы: Если заряд положительный, он будет двигаться в направлении силовых линий, поскольку сила, действующая на такой заряд, направлена от положительного заряда к отрицательному. Если заряд отрицательный, он будет двигаться против направления силовых линий.
Отсутствие боковых сил: Если на частицу не действуют силы, перпендикулярные направлению силовых линий (например, магнитные поля в случае движения заряженной частицы в магнитном поле), то она будет двигаться вдоль силовых линий.
Начальная скорость: Если заряженная частица изначально имеет скорость, направленную вдоль силовых линий, и на неё не действуют дополнительные силы, такие как трение или другие поля, она продолжит движение в этом направлении.
Задача 2:
Чему равна сила, действующая на заряд, помещенный в центр равномерно заряженной сферы?
По законам электростатики, сила, действующая на заряд, помещенный в центр равномерно заряженной сферы, равна нулю. Это происходит по следующим причинам:
Симметрия заряженной сферы: Внутри равномерно заряженной сферы электрическое поле в любой точке, находящейся внутри этой сферы, равно нулю. Это следствие теоремы Гаусса. Поскольку все заряды распределены равномерно по поверхности сферы, сила, действующая на заряд в центре, уравновешивается.
Вывод: Если заряд помещён в центр сферы, на него действуют силы от всех частей сферы, но они направлены в разные стороны и компенсируют друг друга. Поэтому результирующая сила равна нулю.
Итог
- Заряженная частица движется вдоль силовой линии, если она не испытывает боковых сил и направлена в сторону, соответствующую её заряду.
- Сила, действующая на заряд в центре равномерно заряженной сферы, равна нулю.