Номер 2, страница 10, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. К шару заряженного электроскопа поднесите, не касаясь его, заряженное металлическое тело. Как изменится отклонение лепестков электроскопа в зависимости от знака заряда тела? Почему?

Изменение отклонения лепестков электроскопа зависит от знака заряда подносимого тела по сравнению со знаком заряда самого электроскопа. Когда заряженное тело подносят к шару электроскопа (не касаясь), происходит явление электростатической индукции — перераспределение электрических зарядов в проводнике (коим является электроскоп) под действием внешнего электрического поля. Лепестки электроскопа изначально отклонены, так как они имеют заряд одного знака и отталкиваются друг от друга. Величина отклонения зависит от величины заряда на лепестках.

Рассмотрим два возможных случая.

1. Знак заряда тела совпадает со знаком заряда электроскопа

Пусть электроскоп заряжен положительно. Это означает, что на его шаре, стержне и лепестках имеется недостаток электронов (избыточный положительный заряд). Если к шару поднести тело, также заряженное положительно, то его электрическое поле будет отталкивать положительные заряды электроскопа. В металлическом стержне электроскопа это проявится в том, что свободные электроны будут притягиваться к шару, а положительно заряженные ионы решетки останутся на месте. Таким образом, на лепестках и нижней части стержня недостаток электронов увеличится, то есть их суммарный положительный заряд возрастет. Увеличение одноименных зарядов на лепестках приведет к усилению их взаимного отталкивания (согласно закону Кулона). В результате угол расхождения лепестков увеличится. То же самое произойдет, если и электроскоп, и подносимое тело заряжены отрицательно: избыточные электроны из шара будут оттолкнуты на лепестки, увеличивая их отрицательный заряд и, соответственно, силу отталкивания.

Ответ: Если знаки зарядов тела и электроскопа совпадают, отклонение лепестков увеличится.

2. Знак заряда тела противоположен знаку заряда электроскопа

Пусть электроскоп снова заряжен положительно, а к его шару подносят отрицательно заряженное тело. Электрическое поле отрицательно заряженного тела будет притягивать положительные заряды электроскопа. В реальности это означает, что свободные электроны со стержня и лепестков будут притягиваться к шару электроскопа, стремясь расположиться ближе к поднесенному отрицательному телу. Перемещение электронов вверх, к шару, приведет к частичной компенсации положительного заряда на лепестках. В результате суммарный положительный заряд на лепестках уменьшится. Уменьшение заряда на лепестках ослабит силу их взаимного отталкивания, и угол расхождения лепестков уменьшится. Если заряд подносимого тела и расстояние до него будут подобраны определенным образом, лепестки могут полностью опасть (когда их заряд станет равным нулю).

Ответ: Если знаки зарядов тела и электроскопа противоположны, отклонение лепестков уменьшится.