ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Электростатика. Задача 14.9

[Александр Сакович]

14.9 (17.9). Металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электростатическое поле напряжённостью E.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, описывающие результаты воздействия этого поля на металлическое тело.
1) Напряжённость электростатического поля в точке D не равна нулю.
2) Потенциалы электростатического поля в точках A и C равны.
3) Концентрация свободных электронов в точке B наибольшая.
4) В точке A индуцируется положительный заряд.
5) В точке D индуцируется отрицательный заряд.
Ответ: ____.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Немного теории. Т1. Сила, с которой электрическое поле действует на свободные электроны металлического тела, направлена в противоположную сторону напряженности E, т.к. заряд электрона отрицательный. Поэтому под действием электрического поля эти электроны начнут перемещаться влево до тех пор, пока напряженность Eпр внутри проводника не станет равной нулю. И на этом процесс смещения электронов прекращается.
Т2. Слева в точке В образуется избыток электронов и на этом участке индуцируется отрицательный заряд. Справа в точке C будет недостаток электронов — положительный заряд.
Т3. Если по проводнику не идет ток, то потенциалы во всех его точках равны.

Решение. 1) Напряженность электрического поля внутри проводника (в точке D) равна нулю (см. теорию Т1).
Утверждение № 1 неверное.

2) Потенциалы всех точек на поверхности проводника равны (см. теорию Т3).
Утверждение № 2 верное.

3) Под действием электрического поля свободные электроны смещаются против напряженности, т.е. влево (в точку B). Там и будет наибольшая концентрация электронов (см. теорию Т1, Т2).
Утверждение № 3 верное.

4-5) Так как свободные электроны смещаются влево, то слева будет индуцироваться отрицательный заряд (в точке B), справа — положительный (в точке C) (см. теорию Т2).
Утверждение № 4 неверное.
Утверждение № 5 неверное.
Ответ: 23.