Номер 1, страница 265 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

1. В чём заключается явление электризации проводников в электрическом поле?

1. Решение

Явление электризации проводников в электрическом поле, также известное как электростатическая индукция, заключается в перераспределении свободных носителей заряда внутри проводника под действием внешнего электростатического поля.

Проводники (например, металлы) содержат большое количество свободных зарядов (электронов), которые могут перемещаться по всему объёму материала. В обычном состоянии (без внешнего поля) эти заряды распределены равномерно, и проводник в целом электрически нейтрален.

Когда такой проводник помещают во внешнее электрическое поле с напряженностью $\vec{E}_{внешн}$, на каждый свободный заряд $\text{q}$ начинает действовать электрическая сила $\vec{F} = q\vec{E}_{внешн}$. Поскольку свободными носителями в металлах являются электроны с отрицательным зарядом ($q = -e$), они начинают смещаться в направлении, противоположном вектору напряженности $\vec{E}_{внешн}$.

Это приводит к следующему:

1. На одной стороне проводника, обращенной против направления поля, накапливается избыточный отрицательный заряд (избыток электронов).

2. На противоположной стороне, откуда ушли электроны, образуется недостаток электронов, что равносильно появлению избыточного положительного заряда (заряда положительных ионов кристаллической решётки, которые ранее были скомпенсированы электронами).

Эти появившиеся на поверхности заряды называются индуцированными зарядами. Они создают собственное внутреннее электрическое поле $\vec{E}_{внутр}$, которое направлено от положительных индуцированных зарядов к отрицательным, то есть навстречу внешнему полю $\vec{E}_{внешн}$.

Перераспределение зарядов продолжается до тех пор, пока создаваемое ими внутреннее поле не скомпенсирует полностью внешнее поле внутри проводника. В состоянии равновесия результирующая напряжённость поля в любой точке внутри проводника становится равной нулю:

$\vec{E} = \vec{E}_{внешн} + \vec{E}_{внутр} = 0$

Таким образом, явление электростатической индукции приводит к двум основным следствиям:

• Внутри проводника, помещенного в электростатическое поле, напряженность поля равна нулю.
• На поверхности проводника происходит разделение зарядов.

Ответ: Явление электризации проводников в электрическом поле (электростатическая индукция) заключается в перераспределении свободных зарядов в проводнике под действием этого поля, в результате чего на поверхности проводника возникают индуцированные заряды противоположных знаков, а напряжённость электрического поля внутри самого проводника становится равной нулю.