Номер 46.22, страница 170 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 46. Сведения о строении атома. Глава 7. Электрические явления - номер 46.22, страница 170.

46.22 [1225] Подвешенная гильза сначала касалась незаряженной металлической палочки, но, когда к палочке поднесли заряженный шар, гильза заняла другое положение (рис. VII-5). Почему?

Рис. VII-5

Решение

Это явление объясняется электростатической индукцией (или электризацией через влияние). Разберем процесс по шагам:

1. В начальном состоянии металлическая палочка и подвешенная гильза (которая также является проводником) электрически нейтральны. Так как они соприкасаются, их можно рассматривать как единую проводящую систему.

2. Когда к левому концу палочки подносят положительно заряженный шар, его электрическое поле начинает действовать на свободные заряды в проводящей системе «палочка-гильза».

3. Свободные электроны (отрицательные заряды), которые могут свободно перемещаться по металлу, притягиваются к положительному шару и скапливаются на левом конце палочки. В результате этот конец палочки приобретает избыточный отрицательный заряд.

4. На дальнем от шара конце системы, то есть на правом конце палочки и на гильзе, возникает недостаток электронов. Эта область приобретает избыточный положительный заряд.

5. Таким образом, и гильза, и правая часть палочки становятся положительно заряженными. Согласно основному закону электростатики, одноимённые заряды отталкиваются.

6. Вследствие этого между положительно заряженной гильзой и положительно заряженным концом палочки возникает сила электростатического отталкивания, которая заставляет гильзу отклониться от палочки. Гильза занимает новое положение равновесия, в котором сила отталкивания уравновешивается составляющей силы тяжести и силы натяжения нити.

Ответ: При поднесении заряженного шара к металлической палочке происходит явление электростатической индукции. Свободные заряды в единой системе «палочка + гильза» перераспределяются. На гильзе и на ближней к ней части палочки накапливается заряд того же знака, что и у поднесенного шара (в данном случае — положительный). В результате взаимного отталкивания одноимённых зарядов гильза отклоняется от палочки.