Номер 5, страница 89, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VII. Электростатика. Параграф 35. Электрические взаимодействия - номер 5, страница 89.

Условие.

Поставим опыт

Поставим на пластмассовый или деревянный стол две незаряженные металлические гильзы 1 и 2, соединим их проводником на изолированной ручке и поднесём к гильзе 1 положительно заряженную палочку, не касаясь ею гильзы (рис. 35.3, а).

Рис. 35.3

Не убирая заряженной палочки, уберём проводник (рис. 35.3, б).

°5. Используя рисунки 35.3, а, б, объясните, почему обе гильзы в описанном выше опыте оказались заряженными, хотя их не касались заряженными телами.

Решение 2.

Решение

В данном опыте происходит зарядка тел через влияние, или электростатическая индукция. Этот процесс можно объяснить поэтапно:

1. В начальном состоянии две металлические гильзы, соединенные проводником, представляют собой единую проводящую систему. Как и любой металл, они содержат большое количество свободных электронов. В целом эта система электрически нейтральна, так как число электронов равно числу протонов в атомных ядрах.

2. Когда к гильзе 1 подносят положительно заряженную палочку (рис. 35.3, а), её электрическое поле воздействует на свободные электроны в проводящей системе. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, они притягиваются к положительно заряженной палочке. Это вызывает перемещение свободных электронов из дальней гильзы 2 через проводник к ближней гильзе 1.

3. В результате на гильзе 1 накапливается избыток электронов, и она приобретает суммарный отрицательный заряд. На гильзе 2, наоборот, образуется недостаток электронов, что приводит к появлению у неё суммарного положительного заряда. Важно отметить, что вся система (обе гильзы и проводник) остается в целом нейтральной; произошло лишь перераспределение заряда.

4. Далее, не убирая заряженную палочку, разрывают контакт между гильзами, убирая проводник (рис. 35.3, б). Поле палочки продолжает удерживать разделенные заряды: избыток электронов на гильзе 1 и недостаток на гильзе 2. Теперь гильзы изолированы друг от друга, и электроны не могут вернуться с гильзы 1 на гильзу 2.

5. После того как заряженную палочку убирают, заряды на каждой гильзе перераспределяются по их поверхностям более равномерно. Гильза 1 остается с постоянным отрицательным зарядом, а гильза 2 — с постоянным положительным зарядом.

Таким образом, обе гильзы оказались заряженными, хотя и не касались заряженного тела, благодаря явлению электростатической индукции.

Ответ: Гильзы оказались заряженными в результате явления электростатической индукции (электризации через влияние). Под действием поля положительно заряженной палочки свободные электроны из обеих гильз переместились в гильзу 1. После того как гильзы разъединили, на гильзе 1 остался избыток электронов (отрицательный заряд), а на гильзе 2 — их недостаток (положительный заряд).