Номер 18, 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 18, страница 14.

Условие.

18. Две незаряженные металлические пластины соединены металлической перемычкой, как показано на рисунке 13.13. В какую (какие) из отмеченных точек надо поместить небольшое заряженное тело, чтобы после удаления перемычки обе пластинки оказались заряженными? Точка B находится на одинаковом расстоянии от пластин.

Рис. 13.13

Решение.

Решение

Данная задача решается с помощью понятия электростатической индукции. Две металлические пластины, соединенные металлической перемычкой, образуют единый проводник. Изначально этот проводник электрически нейтрален, то есть суммарный заряд на нем равен нулю.

Когда к проводнику подносят заряженное тело, свободные заряды внутри проводника (электроны) перераспределяются. Заряды, противоположные по знаку заряду подносимого тела, притягиваются к нему, а заряды того же знака — отталкиваются на как можно большее расстояние. Чтобы после удаления перемычки обе пластины остались заряженными, необходимо, чтобы к моменту разъединения на них были сосредоточены нескомпенсированные заряды разных знаков. Это возможно только при асимметричном расположении заряженного тела относительно системы пластин.

Рассмотрим точки А и С

Поместим небольшое положительно заряженное тело в точку А. Под действием его электрического поля свободные электроны со всего проводника (обе пластины и перемычка) будут притягиваться к телу. Они сместятся к левой пластине, в результате чего она приобретет избыточный отрицательный заряд. Правая пластина, наоборот, потеряет часть электронов и приобретет избыточный положительный заряд. Если теперь убрать перемычку, то левая пластина останется заряженной отрицательно, а правая — положительно. Таким образом, обе пластины будут заряжены. Аналогичный процесс произойдет, если поместить заряженное тело в точку С, только левая пластина станет положительной, а правая — отрицательной. Использование отрицательно заряженного тела изменит знаки зарядов на пластинах, но результат останется тем же — обе пластины будут заряжены.

Рассмотрим точку B

Точка B расположена симметрично, на одинаковом расстоянии от обеих пластин. Если поместить в эту точку положительно заряженное тело, оно будет притягивать электроны к себе. Вследствие симметрии, электроны будут притягиваться к внутренним поверхностям обеих пластин в равной мере. Положительные же заряды (ионы кристаллической решетки) останутся на месте, но их поле будет не скомпенсировано ушедшими электронами, что приведет к появлению избыточного положительного заряда на внешних, наиболее удаленных от точки B, поверхностях обеих пластин. Из-за симметрии распределение индуцированных зарядов будет симметричным: на левой и правой пластинах индуцируются одинаковые по величине и знаку заряды на внутренних и внешних поверхностях. В результате суммарный (полный) заряд каждой отдельной пластины останется равным нулю. Произойдет лишь поляризация каждой из пластин. Поэтому, если убрать перемычку, мы просто разделим две нейтральные пластины. После удаления заряженного тела из точки B обе пластины останутся незаряженными.

Ответ: Небольшое заряженное тело надо поместить в точку A или в точку C.