Номер 32, страница 41, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 15. Электрическое поле - номер 32, страница 41.

Условие.

32. Если подвесить маленький шарик между разноимённо заряженными шариками электрофорной машины (рис. 15.8), то он будет совершать колебания, касаясь то одного шарика, то другого. Объясните это явление.

Рис. 15.8

Решение.

Решение

Данное явление можно объяснить на основе законов электростатики. Шарики электрофорной машины, к которым подключены лейденские банки, несут на себе большие разноимённые заряды. Пусть один шар заряжен положительно, а другой — отрицательно.

1. Когда между этими шарами помещают маленький проводящий шарик на нити, он изначально электрически нейтрален. Однако в сильном электрическом поле между заряженными шарами в нём происходит явление электростатической индукции. Свободные электроны внутри маленького шарика смещаются к его стороне, обращённой к положительно заряженному большому шару. Соответственно, на противоположной стороне маленького шарика возникает недостаток электронов, то есть избыточный положительный заряд.

2. Из-за этого перераспределения зарядов шарик начинает притягиваться к ближайшему большому шару (например, к положительному), так как сила притяжения между разноимёнными зарядами будет больше силы отталкивания между одноимёнными из-за меньшего расстояния.

3. Прикоснувшись к положительно заряженному большому шару, маленький шарик заряжается от него по принципу зарядки через соприкосновение. Часть положительного заряда переходит на него, и он сам становится положительно заряженным.

4. Сразу после этого маленький шарик, имея теперь одноимённый (положительный) заряд, начинает отталкиваться от большого положительного шара. В то же время он сильно притягивается к большому отрицательно заряженному шару. Обе силы действуют в одном направлении, заставляя шарик ускоряться к отрицательному шару.

5. Коснувшись отрицательного шара, маленький шарик передаёт ему свой заряд и сам заряжается отрицательно.

6. Теперь, будучи отрицательно заряженным, он отталкивается от отрицательного шара и притягивается к положительному. Это заставляет его двигаться обратно к исходной точке.

Этот процесс циклически повторяется, что и приводит к колебаниям шарика. По сути, шарик работает как переносчик электрического заряда от одного полюса машины к другому.

Ответ:

Колебания шарика вызваны циклическим процессом: притяжение изначально нейтрального шарика к одному из заряженных шаров из-за электростатической индукции, получение им заряда того же знака при касании, последующее отталкивание от этого шара и притяжение к другому, противоположно заряженному шару. При контакте со вторым шаром происходит перезарядка, и процесс повторяется в обратном направлении. Шарик непрерывно переносит заряд между шарами электрофорной машины.