Номер 15, страница 14, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 13. Электризация тел. Носители электрического заряда - номер 15, страница 14.

Условие.

Поставим опыт

К двум незаряженным гильзам 1 и 2, находящимся на деревянном столе, подносят металлический стержень на деревянной ручке (рис. 13.11, а) и соединяют им гильзы. Затем к гильзе 1, соединённой металлическим стержнем с гильзой 2, подносят положительно заряженную палочку, не касаясь гильзы (рис. 13.11, б).

Рис. 13.11

15. Объясните, почему в описанном опыте гильзы приобрели электрические заряды (см. рис. 13.11, б).

Держа заряженную палочку поблизости от гильзы 1, убирают металлический стержень, соединявший гильзы (рис. 13.11, в). А затем убирают заряженную палочку.

Решение.

15. Решение

В описанном опыте гильзы приобретают электрические заряды благодаря явлению электростатической индукции (также называемой электризацией через влияние). Этот процесс можно объяснить следующим образом:

1. Изначально две металлические гильзы соединены металлическим стержнем. Вместе они образуют единый проводник. В любом проводнике есть свободные электроны, которые могут перемещаться по всему его объему. В целом этот составной проводник электрически нейтрален, так как количество положительных зарядов (протонов в ядрах атомов) равно количеству отрицательных зарядов (электронов).

2. Когда к гильзе 1 подносят положительно заряженную палочку, она создает вокруг себя электрическое поле. Это поле действует на свободные заряды внутри проводника.

3. Положительный заряд палочки притягивает к себе отрицательно заряженные частицы — свободные электроны. Под действием этой силы притяжения свободные электроны со всего проводника (включая гильзу 2 и соединительный стержень) начинают перемещаться к тому концу, который ближе к палочке, то есть к гильзе 1.

4. В результате этого перемещения на гильзе 1 скапливается избыточное количество электронов. Это означает, что гильза 1 приобретает суммарный отрицательный заряд.

5. Одновременно на противоположном конце проводника — на гильзе 2 — возникает недостаток электронов, поскольку они «ушли» на гильзу 1. Недостаток электронов приводит к тому, что положительный заряд ионов кристаллической решетки металла становится нескомпенсированным. Таким образом, гильза 2 приобретает суммарный положительный заряд.

Таким образом, под действием внешнего электрического поля на концах изначально нейтрального проводника возникают заряды противоположных знаков. Этот эффект и называется электростатической индукцией.

Ответ:

Гильзы приобрели электрические заряды в результате явления электростатической индукции. Под действием электрического поля положительно заряженной палочки, поднесенной к гильзе 1, свободные электроны в едином проводнике (две гильзы и стержень) перераспределились: они притянулись к палочке и скопились на гильзе 1, придав ей отрицательный заряд. На дальнем конце проводника, на гильзе 2, образовался недостаток электронов, из-за чего она приобрела положительный заряд.