Номер 47.20, страница 172 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 47. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда. Глава 7. Электрические явления - номер 47.20, страница 172.

47.20 [1183] На стержень электроскопа насажен полый металлический шар, в который помещён эбонитовый стержень, обёрнутый мехом. Стержень вынули, а мех остался в шаре. Почему после этого разошлись листочки электроскопа?

При трении эбонитового стержня о мех происходит электризация: эбонитовый стержень приобретает отрицательный заряд $q_{ст}$, а мех — равный по модулю положительный заряд $q_{м}$, то есть $q_{м} = -q_{ст}$. Пока стержень и мех находятся вместе внутри полого металлического шара, их суммарный заряд равен нулю, и они не оказывают влияния на электроскоп. Его листочки остаются в исходном положении.

Когда отрицательно заряженный эбонитовый стержень вынимают из шара, внутри остается только мех, обладающий положительным зарядом $q_{м}$. Этот заряд, находясь внутри проводящей полости, по закону электростатической индукции вызывает перераспределение свободных зарядов в проводнике (шар, стержень и листочки электроскопа).

Положительный заряд меха притягивает к внутренней поверхности полого шара свободные электроны. В результате внутренняя поверхность шара приобретает отрицательный заряд, равный по величине $-q_{м}$. Поскольку система электроскопа была изначально электрически нейтральной, на его внешней поверхности, а также на стержне и листочках, возникает избыточный положительный заряд, равный по величине $q_{м}$.

Так как оба листочка электроскопа получают одноименный (положительный) заряд, они начинают отталкиваться друг от друга под действием кулоновских сил, что и приводит к их расхождению.

Ответ: В процессе электризации трением мех приобретает положительный заряд, а эбонитовый стержень — отрицательный. После удаления стержня внутри полого шара электроскопа остается положительно заряженный мех. За счет электростатической индукции он вызывает появление на листочках электроскопа положительного заряда. Одноименно заряженные листочки отталкиваются друг от друга, поэтому они расходятся.