Номер 6, страница 20 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 3. Электричество. Вариант 1 - номер 6, страница 20.

Условие.

6*. Незаряженную металлическую коробку, состоящую из двух частей, внесли на подставках из диэлектрика в пространство между двумя заряженными металлическими пластинами, как показано на рисунке. После этого обе части коробки раздвинули, касаясь их только диэлектриками. Будут ли после разделения эти части иметь электрические заряды, и если да, то какие?

А. Левая будет заряжена положительно, правая — отрицательно.

Б. Левая будет заряжена положительно, правая останется незаряженной.

В. Левая останется незаряженной, правая будет заряжена положительно.

Г. Левая будет заряжена отрицательно, правая — положительно.

Решение.

Решение

Когда незаряженную металлическую коробку, состоящую из двух соприкасающихся частей, помещают в пространство между двумя заряженными пластинами, на нее начинает действовать внешнее электрическое поле. На рисунке правая пластина заряжена положительно (+), а левая — отрицательно (–). Следовательно, вектор напряженности электрического поля $\vec{E}$ направлен от правой пластины к левой (справа налево).

Металлическая коробка является проводником, что означает наличие в ней свободных электронов. На каждый свободный электрон с зарядом $q = -e$ в электрическом поле действует сила $\vec{F} = q\vec{E}$. Поскольку заряд электрона отрицателен, вектор силы $\vec{F}$ будет направлен в сторону, противоположную вектору напряженности $\vec{E}$. Таким образом, свободные электроны в коробке начнут смещаться вправо, к положительно заряженной пластине.

Это явление называется электростатической индукцией. В результате перемещения электронов:

1. На правой части коробки, ближайшей к положительной пластине, скапливается избыток свободных электронов. Эта часть приобретает отрицательный заряд.

2. На левой части коробки, ближайшей к отрицательной пластине, образуется недостаток электронов (остаются положительно заряженные ионы кристаллической решетки). Эта часть приобретает положительный заряд.

При этом общий заряд всей коробки остается равным нулю.

Когда две части коробки раздвигают, не убирая их из электрического поля, индуцированные на них заряды разделяются. Поскольку части раздвигают, касаясь только диэлектрических подставок, заряд не может стечь или перераспределиться. В итоге левая часть коробки оказывается изолированной и несет на себе положительный заряд, а правая часть — изолированной и несет отрицательный заряд.

Следовательно, после разделения левая часть будет заряжена положительно, а правая — отрицательно.

Ответ: А. Левая будет заряжена положительно, правая — отрицательно.