Номер 715, страница 93 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

715. К заряженному электрометру подносили:

а) изолированный незаряженный проводник;

б) заземлённый проводник.

Как изменялись показания электрометра в каждом из этих случаев?

Для ответа на вопрос предположим, что электроскоп заряжен положительно. В этом случае его стрелка (или листочки) отклонена, так как одноименные заряды на стержне и стрелке отталкиваются. Величина отклонения стрелки зависит от величины заряда на ней, а точнее, от потенциала электроскопа.

а) изолированный незаряженный проводник

Когда к заряженному электроскопу подносят изолированный незаряженный проводник, в этом проводнике происходит явление электростатической индукции. Под действием электрического поля электроскопа свободные заряды внутри проводника перераспределяются. На стороне проводника, ближайшей к электроскопу, скапливаются заряды противоположного знака (в нашем случае — отрицательные), а на дальней стороне — заряды того же знака (положительные).

Индуцированные отрицательные заряды на ближней стороне проводника находятся ближе к электроскопу, чем индуцированные положительные заряды на дальней стороне. Поэтому их влияние оказывается сильнее. Они притягивают к себе часть положительных зарядов со стрелки и нижней части стержня электроскопа, заставляя их переместиться вверх, на шарик (или верхнюю часть стержня). В результате заряд на стрелке уменьшается, сила отталкивания между стрелкой и стержнем ослабевает, и стрелка опускается. Таким образом, показания электрометра уменьшаются.

Ответ: Показания электрометра уменьшатся.

б) заземлённый проводник

Когда к заряженному электроскопу подносят заземлённый проводник, в нём также происходит перераспределение зарядов под действием поля электроскопа. Однако, поскольку проводник соединён с Землёй (которую можно считать бесконечным резервуаром зарядов), ситуация меняется. Положительно заряженный электроскоп притягивает к себе отрицательные заряды (электроны) из земли, которые перетекают на проводник и концентрируются на его стороне, обращённой к электроскопу. В отличие от случая с изолированным проводником, на заземлённом проводнике не образуется область с избыточным положительным зарядом, так как он имеет возможность "забрать" из земли столько отрицательного заряда, сколько необходимо для компенсации поля электроскопа.

В результате на заземлённом проводнике индуцируется суммарный отрицательный заряд, который по абсолютной величине больше, чем отрицательный заряд, индуцированный на ближней стороне в случае (а). Этот больший отрицательный заряд оказывает еще более сильное притягивающее действие на положительные заряды электроскопа. Еще большее количество положительных зарядов переместится со стрелки вверх, что приведёт к более сильному уменьшению заряда на стрелке. Следовательно, стрелка опустится еще ниже, чем в первом случае.

Ответ: Показания электрометра уменьшатся (причём сильнее, чем в случае а).