Номер 1, страница 343 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Электростатика. Глава 8. Свойства электрического поля. Вопросы и задачи к главе «свойства электрического поля» - номер 1, страница 343.

Условие.

1. В однородное электрическое поле внесли металлический шар. Изобразите схематически, какое распределение зарядов произойдёт на шаре.

Решение.

1. Когда металлический шар, который является проводником, вносят в однородное внешнее электрическое поле, происходит явление электростатической индукции. Суть этого явления заключается в перераспределении свободных носителей заряда (электронов) внутри проводника под действием сил электрического поля.

Пусть внешнее электрическое поле направлено слева направо. Так как электроны являются отрицательно заряженными частицами, на них со стороны поля действует сила, направленная против вектора напряженности поля, то есть влево. Под действием этой силы свободные электроны начинают смещаться к левой стороне шара.

В результате на левой стороне поверхности шара накапливается избыточный отрицательный заряд. На правой стороне, откуда ушли электроны, возникает их недостаток, что эквивалентно появлению избыточного положительного заряда. Эти появившиеся на поверхности заряды называются индуцированными.

Индуцированные заряды создают внутри шара собственное электрическое поле, направленное от положительных зарядов к отрицательным (справа налево). Это внутреннее поле направлено против внешнего поля и ослабляет его. Перемещение электронов продолжается до тех пор, пока напряженность созданного ими внутреннего поля не станет равной по модулю и противоположной по направлению напряженности внешнего поля. В этот момент суммарное электрическое поле внутри металлического шара становится равным нулю, и движение зарядов прекращается. Наступает электростатическое равновесие.

Таким образом, схематически распределение зарядов можно изобразить так: на той половине поверхности шара, которая обращена против направления силовых линий внешнего поля, концентрируется отрицательный заряд, а на противоположной половине — равный ему по модулю положительный заряд. Внутри самого шара заряд отсутствует, и электрическое поле равно нулю.

Ответ: В результате явления электростатической индукции на поверхности металлического шара произойдет перераспределение зарядов. На стороне, обращенной против направления внешнего электрического поля, сконцентрируется избыточный отрицательный заряд, а на противоположной стороне — равный по величине избыточный положительный заряд.