Номер 722, страница 94 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

722. Отклонится ли стрелка электрометра, если между его стержнем и заряженной палочкой поместить стеклянную пластину так, чтобы она не касалась ни стержня, ни палочки; если, оставив пластину, убрать палочку; если, оставив палочку, убрать пластину?

Отклонится ли стрелка электрометра, если между его стержнем и заряженной палочкой поместить стеклянную пластину так, чтобы она не касалась ни стержня, ни палочки;
Да, стрелка электрометра отклонится. Заряженная палочка создаёт вокруг себя электрическое поле. Это поле вызывает явление электростатической индукции в проводящей системе электрометра (стержень и стрелка): свободные заряды в ней перераспределяются. Заряды, противоположные по знаку заряду палочки, концентрируются на стержне, а заряды, одноименные с зарядом палочки, отталкиваются к стрелке и нижней части стержня. В результате силы электростатического отталкивания между одноименно заряженными стрелкой и стержнем, стрелка отклоняется.
Стеклянная пластина является диэлектриком. Когда её помещают в электрическое поле, она поляризуется — происходит смещение связанных зарядов внутри её атомов или молекул. Поляризованный диэлектрик создаёт собственное внутреннее электрическое поле, направленное против внешнего поля палочки. В результате этого электрическое поле, действующее на электрометр, ослабевает. Напряжённость поля внутри диэлектрика $E$ уменьшается по сравнению с полем в вакууме $E_0$ в $\epsilon$ раз: $E = E_0 / \epsilon$, где $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость стекла (для стекла $\epsilon > 1$).
Несмотря на ослабление, электрическое поле всё равно будет воздействовать на электрометр и вызывать электростатическую индукцию. Поэтому стрелка отклонится, хотя и на меньший угол, чем в отсутствие стеклянной пластины.

Ответ: Да, стрелка электрометра отклонится.

если, оставив пластину, убрать палочку;
В этом случае мы начинаем с ситуации, когда заряженная палочка, стеклянная пластина и электрометр находятся рядом, и стрелка электрометра отклонена. Отклонение стрелки и поляризация пластины вызваны исключительно электрическим полем заряженной палочки.
Когда мы убираем заряженную палочку, внешнее электрическое поле, действующее на систему, исчезает. Следовательно, исчезает и причина для поляризации стеклянной пластины и для разделения зарядов в электрометре. Индуцированные заряды на стержне и стрелке под действием сил кулоновского притяжения перераспределятся, и проводник снова станет электронейтральным в каждой своей точке. Сила отталкивания между стрелкой и стержнем пропадёт, и стрелка под действием силы тяжести вернётся в своё начальное вертикальное положение.

Ответ: Стрелка вернётся в исходное (вертикальное) положение.

если, оставив палочку, убрать пластину?
Этот сценарий также начинается с состояния, когда палочка, пластина и электрометр находятся рядом, а стрелка отклонена на определённый угол. Как было объяснено, стеклянная пластина (диэлектрик) ослабляет электрическое поле заряженной палочки.
Если убрать пластину, то на электрометр будет действовать более сильное, неослабленное электрическое поле от заряженной палочки. Усиление поля приведёт к более сильной электростатической индукции: большее количество свободных зарядов перераспределится в электрометре. На стрелке и нижней части стержня накопится больший по величине заряд, одноименный с зарядом палочки. Вследствие этого сила электростатического отталкивания между стрелкой и стержнем возрастёт, что приведёт к увеличению угла отклонения стрелки.

Ответ: Угол отклонения стрелки увеличится.