راهنمایی کوتاه: بیایید هر گزاره را در شرایط الکترواستاتیک بررسی کنیم.
گامبهگام:
- گام ۱: بررسی گزاره الف
در یک رسانای دوکیشکل منزوی (ایزوله)، پتانسیل الکتریکی در تمام نقاط سطح یکسان است. در شرایط الکترواستاتیک، سطح رسانا همپتانسیل است. بنابراین، پتانسیل در نقاط نوکتیز و پهن برابر است. پس گزاره الف غلط است. - گام ۲: بررسی گزاره ب
در اطراف نقاط نوکتیز یک رسانا، چگالی بار سطحی بیشتر است. در نتیجه، چگالی خطوط میدان الکتریکی (تعداد خطوط در واحد سطح) در نزدیکی نقاط نوکتیز بیشتر (متراکمتر) است. این یک اصل شناختهشده در الکترواستاتیک است. پس گزاره ب صحیح است. - گام ۳: بررسی گزاره ج
اگر یک گوی رسانای خنثی در یک میدان الکتریکی خارجی قرار گیرد، بارهای داخل آن بازآرایی میکنند (القا میشوند). یک خاصیت مهم رساناها این است که میدان الکتریکی خالص درون حجم یک رسانا در شرایط الکترواستاتیک همیشه صفر است. این قانون نقض نمیشود. میدان خارجی توسط میدان حاصل از بارهای القاشده روی سطح، دقیقاً در داخل رسانا خنثی میشود. بنابراین، میدان خالص درون گوی همچنان صفر خواهد بود. پس گزاره ج غلط است. - گام ۴: شمارش گزارههای صحیح
از بین سه گزاره، فقط گزاره ب صحیح است. بنابراین، تعداد گزارههای صحیح برابر است با ۱.
پاسخ نهایی: تعداد گزارههای صحیح برابر با ۱ است. (گزینه ۲)
مثال مشابه: یک میله نوکتیز باردار را تصور کن. اگر یک قطعه کاغذ سبک را نزدیک نوک آن بگیری، کاغذ با نیروی بیشتری جذب میشود تا وقتی که نزدیک قسمت پهن میله باشد. این به دلیل میدان قویتر (خطوط متراکمتر) در نوک است.
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: درباره مفهوم «اثر نوک» در الکتریسیته و چگونگی توزیع بار روی سطوح با انحنای مختلف تحقیق کن. همچنین، قانون فارادی درباره قفس فارادی و صفر بودن میدان درون رساناها را مرور کن.
