Номер 1, страница 410 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Электростатика. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Параграф 89. Распределение зарядов по поверхности проводника - номер 1, страница 410.

Условие.

1. Почему электронейтральный проводник заряжается при контакте с заряженным проводником?

Решение.

1. Электронейтральный проводник заряжается при контакте с заряженным проводником из-за перераспределения свободных носителей заряда. Ключевое свойство проводников — это наличие в них свободных зарядов (в металлах — электронов), которые могут свободно перемещаться по всему объему материала. В электронейтральном проводнике суммарный положительный заряд атомных ядер скомпенсирован суммарным отрицательным зарядом электронов, поэтому его общий заряд равен нулю.

Когда заряженный проводник, который имеет избыток (отрицательный заряд) или недостаток (положительный заряд) электронов, соприкасается с нейтральным проводником, они образуют единую проводящую систему. Свободные заряды стремятся распределиться по всему доступному объему, чтобы минимизировать энергию электростатического взаимодействия (отталкивания). Они перемещаются до тех пор, пока электрический потенциал во всех точках поверхности объединенных проводников не станет одинаковым.

Рассмотрим два возможных сценария:

Случай 1: Заряженный проводник заряжен отрицательно.
Он имеет избыток свободных электронов. При контакте с нейтральным проводником эти избыточные электроны, отталкиваясь друг от друга, переходят на нейтральный проводник, чтобы распределиться по большей площади. В результате нейтральный проводник получает избыток электронов и становится отрицательно заряженным.

Случай 2: Заряженный проводник заряжен положительно.
Он имеет недостаток электронов. При контакте с нейтральным проводником его положительный заряд притягивает свободные электроны из нейтрального проводника. Часть электронов перемещается с нейтрального проводника на заряженный. В результате в нейтральном проводнике возникает недостаток электронов, и он приобретает положительный заряд.

Таким образом, при контакте всегда происходит передача части заряда, и изначально нейтральный проводник приобретает заряд того же знака, что и у тела, с которым он контактировал. Этот способ электризации называется зарядкой через соприкосновение (или проводимость).

Ответ: При контакте заряженного и электронейтрального проводников они образуют единую проводящую систему. Свободные заряды перераспределяются между ними: часть заряда переходит с заряженного проводника на нейтральный. В результате этого процесса нейтральный проводник приобретает электрический заряд того же знака, что и у первоначально заряженного проводника.