Номер 8, страница 114, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VII. Электростатика. Параграф 37. Проводники и диэлектрики в электрическом поле - номер 8, страница 114.

Условие.

8. К состоящему из двух частей A и B незаряженному телу поднесли положительно заряженную палочку, как показано на рисунке 37.7. Части тела развели в стороны и после этого убрали палочку.

а) Будут ли заряжены части, и если будут, то как, если тело изготовлено из проводника?

б) Будут ли заряжены части, и если будут, то как, если тело изготовлено из диэлектрика?

в) Как изменятся ответы, если палочка будет заряжена отрицательно?

Рис. 37.7

Решение 2.

а) Будут ли заряжены части, и если будут, то как, если тело изготовлено из проводника?

Да, части будут заряжены. В проводниках есть свободные электроны, которые могут перемещаться по всему объему тела. Когда к телу подносят положительно заряженную палочку со стороны части В, она притягивает свободные электроны. Электроны со всего тела (включая часть А) перемещаются к палочке и скапливаются в части В. Из-за этого часть В приобретает избыточный отрицательный заряд. В части А, наоборот, возникает недостаток электронов, и она приобретает избыточный положительный заряд. Этот процесс называется электростатической индукцией. Если теперь, не убирая палочку, разделить части А и В, то их заряды сохранятся. Часть А останется заряженной положительно, а часть В — отрицательно.

Ответ: Часть А будет заряжена положительно, а часть В — отрицательно.

б) Будут ли заряжены части, и если будут, то как, если тело изготовлено из диэлектрика?

Нет, части тела не приобретут избыточного заряда. В диэлектриках нет свободных носителей заряда, которые могли бы перемещаться по всему объему. Под действием электрического поля положительной палочки происходит поляризация диэлектрика: молекулы или атомы ориентируются по полю, или их электронные оболочки смещаются относительно ядер. В результате на поверхности части В, ближайшей к палочке, возникает небольшой связанный отрицательный заряд, а на поверхности части А, самой дальней от палочки, — небольшой связанный положительный заряд. Однако переноса заряда между частями А и В не происходит. Каждая часть в целом остается электрически нейтральной. Поэтому после разделения обе части останутся незаряженными.

Ответ: Обе части останутся незаряженными.

в) Как изменятся ответы, если палочка будет заряжена отрицательно?

Если палочка будет заряжена отрицательно, то направления сил, действующих на заряды, изменятся на противоположные, что приведет к изменению знаков индуцированных зарядов в случае проводника.

Для проводника (пункт а): отрицательно заряженная палочка будет отталкивать свободные электроны. Они переместятся из части В в часть А. В результате часть А станет заряженной отрицательно, а часть В — положительно.

Для диэлектрика (пункт б): ответ не изменится. Произойдет поляризация, но переноса заряда между частями не будет, и обе части после разделения останутся незаряженными.

Ответ: Для проводника ответ изменится: часть А будет заряжена отрицательно, а часть В — положительно. Для диэлектрика ответ не изменится: обе части останутся незаряженными.