Номер 1, страница 168, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Электрический заряд. Электрическое поле. Параграф 42. Природа электризации тел. Закон сохранения заряда. Вопросы и задания - номер 1, страница 168.

Условие.

1. Почему при электризации трением заряды разнородных тел равны по величине, но противоположны по знаку?

Решение.

1. Это явление объясняется законом сохранения электрического заряда и микроскопическим механизмом электризации.

Изначально оба разнородных тела электрически нейтральны, то есть суммарный заряд каждого из них (и всей системы из двух тел) равен нулю. В атомах любого вещества есть положительно заряженные протоны в ядре и отрицательно заряженные электроны, вращающиеся вокруг него. При трении тел происходит их тесный контакт.

Материалы различаются по своей способности удерживать электроны (так называемой работе выхода электрона). При трении электроны переходят от материала с меньшей работой выхода к материалу с большей работой выхода. То есть, одно тело теряет некоторое количество электронов, а другое тело приобретает точно такое же количество электронов. Заряд не создается из ничего и не исчезает, он только перераспределяется.

Пусть в процессе трения с первого тела на второе перешло $\text{N}$ электронов. Заряд одного электрона равен $-e$, где $\text{e}$ — элементарный электрический заряд.

• Первое тело потеряло $\text{N}$ электронов, то есть лишилось отрицательного заряда величиной $-N \cdot e$. В результате на нем возник избыток положительного заряда, и его итоговый заряд стал $q_1 = +N \cdot e$.
• Второе тело приобрело $\text{N}$ электронов, то есть получило отрицательный заряд величиной $-N \cdot e$. Его итоговый заряд стал $q_2 = -N \cdot e$.

Таким образом, модули (величины) зарядов обоих тел равны: $|q_1| = |q_2| = N \cdot e$.
Однако знаки их зарядов противоположны, так как одно тело потеряло отрицательно заряженные частицы, а другое — приобрело их.

Суммарный заряд системы из двух тел остается неизменным (равным нулю), что и является проявлением закона сохранения заряда: $q_{общ} = q_1 + q_2 = (+N \cdot e) + (-N \cdot e) = 0$.

Ответ: При электризации трением происходит переход электронов от одного тела к другому. Сколько электронов теряет одно тело, ровно столько же приобретает другое. Поскольку электрон является носителем элементарного отрицательного заряда, тело, потерявшее электроны, заряжается положительно, а тело, получившее их — отрицательно. Равенство числа переданных электронов обеспечивает равенство величин зарядов, а сам факт передачи (потеря и приобретение) — противоположность их знаков, что является следствием закона сохранения электрического заряда.