Номер 2, страница 410 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Электростатика. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Параграф 89. Распределение зарядов по поверхности проводника - номер 2, страница 410.

Условие.

2. Почему при соединении заряженного проводника с землёй (при заземлении) проводник становится электронейтральным?

Решение.

2. Землю можно рассматривать как огромный проводник, обладающий практически бесконечной электрической ёмкостью. Это означает, что Земля может принять или отдать очень большое количество электрических зарядов, при этом её собственный электрический потенциал практически не изменится. Потенциал Земли условно принимают равным нулю.

Когда заряженный проводник соединяют с землёй (заземляют), они образуют единую проводящую систему. В этой системе происходит перераспределение свободных зарядов до тех пор, пока потенциал всей системы не выровняется и не станет одинаковым во всех точках. Поскольку потенциал Земли остаётся равным нулю, то и потенциал соединённого с ней проводника также становится равным нулю. Это достигается за счёт перехода зарядов между проводником и Землёй.

Если проводник заряжен положительно, это означает, что на нём недостаток электронов, а его потенциал выше потенциала земли ($V > 0$). При заземлении свободные электроны из Земли перетекают на проводник и нейтрализуют его положительный заряд, пока потенциал проводника не станет равным нулю.

Если же проводник заряжен отрицательно, то на нём имеется избыток электронов, а его потенциал ниже потенциала земли ($V < 0$). При заземлении эти избыточные электроны, отталкиваясь друг от друга, уходят с проводника в землю, которая способна вместить их практически неограниченное количество. Этот процесс продолжается до тех пор, пока избыточный заряд не исчезнет и потенциал проводника не станет равным нулю.

В обоих случаях конечным результатом является то, что проводник теряет свой изначальный избыточный заряд и становится электронейтральным.

Ответ: При соединении заряженного проводника с Землёй они образуют единую проводящую систему. Поскольку Земля является огромным резервуаром зарядов с условно нулевым потенциалом, происходит перетекание зарядов (электронов) между проводником и Землёй до тех пор, пока их потенциалы не выровняются и не станут равными нулю. Если проводник был заряжен положительно, он получает недостающие электроны из Земли; если отрицательно — отдаёт избыточные электроны в Землю. В результате этого процесса избыточный заряд на проводнике исчезает, и он становится электронейтральным.