Номер 47.22, страница 172 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 47. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда. Глава 7. Электрические явления - номер 47.22, страница 172.

$47.22^\circ [1185^\circ]$

На стержень электроскопа насадили полый металлический шар, над которым поместили воронку с песком так, что песок тонкой струйкой сыплется в шар. Почему при этом расходятся листочки электроскопа?

Решение

Расхождение листочков электроскопа всегда свидетельствует о том, что на них появился электрический заряд. В данном опыте заряд возникает вследствие явления, известного как электризация трением или трибоэлектрический эффект.

Когда струйка песка (который является диэлектриком) сыплется в полый металлический шар, песчинки при движении и падении трутся о его внутреннюю поверхность. При контакте и трении двух разнородных веществ (в данном случае — песчинок и металла) происходит обмен электронами между ними. Одно вещество отдает электроны и заряжается положительно, а другое их принимает и заряжается отрицательно.

Таким образом, металлический шар, который является частью электроскопа, приобретает электрический заряд определенного знака. Песок, который скапливается внутри шара, приобретает равный по модулю, но противоположный по знаку заряд.

Поскольку металлический шар, стержень и листочки электроскопа образуют единую проводящую систему, полученный шаром заряд распределяется по всем ее частям, включая и листочки. В результате оба листочка оказываются заряженными одноименно (оба положительно или оба отрицательно).

Согласно закону Кулона, тела, имеющие одноименные заряды, отталкиваются друг от друга. Возникающая между листочками сила электростатического отталкивания заставляет их разойтись в стороны. Угол расхождения листочков будет тем больше, чем больший заряд накопится на электроскопе.

Ответ: Листочки электроскопа расходятся, потому что при трении падающих песчинок о внутреннюю поверхность металлического шара происходит электризация. Шар, стержень и листочки электроскопа приобретают электрический заряд одного знака, и в результате взаимного отталкивания одноименно заряженных листочков они расходятся.