Номер 8, страница 90 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

Приложение «Знаем и применяем» - номер 8, страница 90.

Условие.

8. Можно ли на концах эбонитовой палочки получить одновременно два разноимённых заряда? Теоретическое решение проверьте экспериментально, используя мех (шёлк) для получения отрицательного заряда и бумагу для получения положительного заряда.

Решение.

Решение

Теоретическое обоснование

Да, на концах эбонитовой палочки можно одновременно получить два разноимённых (положительный и отрицательный) заряда. Это возможно благодаря тому, что эбонит является диэлектриком. В диэлектриках, в отличие от проводников, отсутствуют свободные носители заряда (электроны), которые могли бы перемещаться по всему объёму материала. Поэтому любой заряд, сообщённый диэлектрику, остаётся локализованным в месте его возникновения.

Процесс получения заряда трением называется трибоэлектрическим эффектом. При контакте и трении двух различных материалов электроны могут переходить с одного тела на другое. Тело, отдавшее электроны, заряжается положительно, а тело, принявшее электроны, — отрицательно. Направление перехода электронов зависит от свойств материалов (их места в трибоэлектрическом ряду).

В задаче указано, что при трении эбонита о мех (или шёлк) эбонит заряжается отрицательно. Это означает, что электроны переходят с меха на эбонит. При трении эбонита о бумагу он заряжается положительно, то есть электроны переходят с эбонита на бумагу. Таким образом, если натереть один конец эбонитовой палочки мехом, а другой конец — бумагой, то на первом конце образуется избыток электронов (отрицательный заряд), а на втором — их недостаток (положительный заряд). Из-за диэлектрических свойств эбонита эти заряды не смогут переместиться навстречу друг другу и скомпенсироваться. Палочка фактически станет электрическим диполем.

Экспериментальная проверка

Для экспериментальной проверки теоретического вывода необходимо выполнить следующие действия:

1. Взять эбонитовую палочку, кусок меха и лист бумаги. Убедиться, что палочка электрически нейтральна (например, протерев её влажной тканью и высушив, или просто подержав в руках).

2. Удерживая палочку за середину, натереть один её конец мехом. Этот конец должен приобрести отрицательный заряд.

3. Другой конец палочки натереть бумагой. Этот конец должен приобрести положительный заряд.

4. Проверить наличие и знаки зарядов на концах палочки. Это можно сделать с помощью электрометра или лёгкой гильзы из фольги, подвешенной на шёлковой нити.
– Поднесём к незаряженной гильзе сначала один конец палочки, а затем другой. В обоих случаях гильза будет притягиваться к палочке, что свидетельствует о наличии на её концах электрических зарядов.
– Чтобы определить знаки зарядов, сначала сообщим гильзе заряд известного знака, например, отрицательный (коснувшись её другой эбонитовой палочкой, потёртой о мех).
– Теперь поднесём к отрицательно заряженной гильзе конец палочки, потёртый о мех. Наблюдаем отталкивание гильзы, что подтверждает отрицательный знак заряда на этом конце (одноимённые заряды отталкиваются).
– Затем поднесём к этой же гильзе конец палочки, потёртый о бумагу. Наблюдаем притяжение гильзы, что подтверждает положительный знак заряда на этом конце (разноимённые заряды притягиваются).

Таким образом, эксперимент полностью подтверждает теоретическую возможность получения двух разноимённых зарядов на концах эбонитовой палочки.

Ответ: Да, можно. Эбонит является диэлектриком, поэтому заряды, полученные на разных его частях путём трения о разные материалы (мех и бумага), остаются локализованными и не могут перемещаться по палочке для взаимной нейтрализации. В результате на одном конце палочки создается отрицательный заряд, а на другом — положительный.