Номер 6, страница 418 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 74. Проводники в постоянном электрическом поле. Глава 10. Электростатика. Электродинамика - номер 6, страница 418.

Условие.

6. Почему проводники используют для создания электростатической защиты?

Решение.

Решение

Проводники используются для создания электростатической защиты из-за явления электростатической индукции. Суть этого явления заключается в следующем.

Проводники — это материалы, содержащие большое количество свободных носителей заряда (в металлах это электроны), которые могут свободно перемещаться по всему объему материала.

Когда проводник помещают во внешнее электростатическое поле с напряженностью $ \vec{E}_{внеш} $, это поле начинает действовать на свободные заряды, вызывая их направленное движение. Положительные заряды смещаются по направлению поля, а отрицательные (электроны) — против направления поля. В результате на одной поверхности проводника скапливается избыточный положительный заряд, а на противоположной — избыточный отрицательный.

Эти разделенные, или индуцированные, заряды создают внутри проводника собственное электрическое поле с напряженностью $ \vec{E}_{индуц} $. Это внутреннее поле направлено в сторону, противоположную внешнему полю. Перераспределение зарядов происходит очень быстро (практически мгновенно) и продолжается до тех пор, пока создаваемое ими внутреннее поле не станет по модулю равным внешнему полю.

В состоянии равновесия напряженность результирующего (суммарного) электростатического поля в каждой точке внутри проводника становится равной нулю, так как внешнее и внутреннее поля взаимно компенсируют друг друга:$ \vec{E} = \vec{E}_{внеш} + \vec{E}_{индуц} = 0 $.

Таким образом, внешнее электростатическое поле не проникает внутрь проводника. Если сделать проводник полым (в виде замкнутой оболочки), то электрическое поле будет отсутствовать и в полости внутри него. Это явление и называется электростатическим экранированием. Любой объект, помещенный внутрь такой проводящей оболочки (например, клетки Фарадея), оказывается защищенным от внешних электростатических полей.

Ответ: Проводники используют для создания электростатической защиты, потому что свободные заряды в них под действием внешнего электрического поля перераспределяются, создавая внутри проводника собственное поле. Это внутреннее поле полностью компенсирует внешнее поле, в результате чего напряженность суммарного поля внутри проводника (и в любой полости внутри него) становится равной нулю.