Номер 985, страница 106 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Электрические явления. 38. Электризация тел при соприкосновении. Два рода зарядов. Электроскоп. Электрическое поле. Делимость электрического заряда. Электрон. Строение атомов. Объяснение электрических явлений - номер 985, страница 106.

Решение.

а) в цилиндр вносится положительно заряженный шарик, не соприкасающийся с ним;

Это явление электростатической индукции. Когда положительно заряженный шарик ($+q$) вносят внутрь полого проводящего цилиндра, его электрическое поле вызывает перераспределение свободных зарядов (электронов) в металле цилиндра. Свободные электроны, имеющие отрицательный заряд, притягиваются к положительно заряженному шарику и скапливаются на внутренней поверхности цилиндра. В результате внутренняя поверхность приобретает индуцированный отрицательный заряд ($-q$). Поскольку до внесения шарика цилиндр был электрически нейтрален, уход электронов с внешней поверхности приводит к появлению на ней избыточного положительного заряда ($+q$). Этот положительный заряд распределяется по всей внешней поверхности цилиндра и соединенного с ним электроскопа. Стрелка (или лепестки) электроскопа отклонится, показывая наличие положительного заряда.

Ответ: Электроскоп покажет наличие положительного заряда.

б) заряженным шариком прикасаются к внутренней поверхности цилиндра;

В момент прикосновения шарика к внутренней поверхности цилиндра, они образуют единый проводник. Положительный заряд шарика ($+q$) и индуцированный на внутренней поверхности отрицательный заряд ($-q$) взаимно нейтрализуются. Шарик и внутренняя поверхность становятся нейтральными. Однако вся система в целом (цилиндр + шарик) обладает полным зарядом $+q$. Согласно законам электростатики, в равновесии весь избыточный заряд проводника располагается на его внешней поверхности. Поэтому весь положительный заряд $+q$ перейдет на внешнюю поверхность цилиндра и соединенный с ним электроскоп. Таким образом, электроскоп покажет наличие положительного заряда.

Ответ: Электроскоп покажет наличие положительного заряда.

в) шарик вводят внутрь цилиндра (не касаясь его), затем прикасаются к цилиндру рукой, отнимают руку и удаляют шарик из цилиндра?

Этот процесс называется зарядкой через влияние (или индукцией) с заземлением. Процесс происходит в несколько этапов:
1. Положительно заряженный шарик вносят в цилиндр. Как и в пункте (а), на внутренней поверхности индуцируется отрицательный заряд, а на внешней — положительный. Электроскоп показывает положительный заряд.
2. К цилиндру прикасаются рукой. Тело человека является проводником, соединяющим цилиндр с Землей (заземление). Положительный заряд на внешней поверхности цилиндра притягивает электроны из Земли, которые перетекают на цилиндр и нейтрализуют этот положительный заряд. В результате заряд на внешней поверхности и электроскопе становится равным нулю, и лепестки электроскопа опадают.
3. Руку отнимают. Цилиндр снова становится электрически изолированным. На нем остается избыточный отрицательный заряд, который по-прежнему удерживается на внутренней поверхности полем положительного шарика.
4. Шарик удаляют из цилиндра. Притяжение, удерживавшее избыточные электроны на внутренней поверхности, исчезает. Под действием сил взаимного отталкивания эти электроны перераспределяются по всей поверхности проводника, перемещаясь на его внешнюю сторону, включая стержень и лепестки электроскопа. В результате электроскоп заряжается отрицательно и его лепестки расходятся.

Ответ: Электроскоп покажет наличие отрицательного заряда.