Номер 2, страница 182, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Олимпиадные задачи. Глава III. Электрические явления. Параграф 13. Электризация тел. Носители электрического заряда - номер 2, страница 182.

Условие.

2. Две подвешенные рядом на нитях гильзы 1 и 2 притягиваются. Опишите опыт, с помощью которого можно определить, заряжены ли обе гильзы, а если заряжена только одна, то какая именно.

Решение.

Решение

Наблюдаемое притяжение между двумя подвешенными гильзами может быть вызвано двумя причинами:

1. Обе гильзы имеют электрические заряды, противоположные по знаку (одна заряжена положительно, другая — отрицательно).

2. Одна из гильз заряжена, а вторая является электрически нейтральной. Заряженная гильза вызывает на ближней к ней стороне нейтральной гильзы заряд противоположного знака (явление электростатической индукции), что приводит к их взаимному притяжению.

Чтобы определить, какой из этих случаев имеет место, и, если заряжена только одна гильза, выяснить какая именно, необходимо провести следующий опыт. Ключевым моментом является то, что отталкивание наблюдается только между телами, заряженными одноименно. Притяжение же возможно как между разноименно заряженными телами, так и между заряженным и нейтральным телом. Поэтому для однозначного вывода нужно искать явление отталкивания.

Для опыта понадобится тело с известным знаком заряда, например, эбонитовая палочка, которая при натирании мехом приобретает отрицательный заряд.

Порядок проведения опыта и анализ результатов:

Шаг 1: Поднесем отрицательно заряженную эбонитовую палочку поочередно к гильзе 1 и гильзе 2, не касаясь их.

Возможны два исхода:

а) Одна из гильз (например, гильза 1) отталкивается от палочки, а другая (гильза 2) притягивается к ней.
Поскольку отталкивание происходит только между одноименно заряженными телами, мы можем сделать вывод, что гильза 1 заряжена отрицательно. Так как по условию задачи гильзы 1 и 2 притягиваются друг к другу, их заряды должны быть противоположны. Следовательно, гильза 2 заряжена положительно.
Вывод для случая (а): Обе гильзы заряжены.

б) Обе гильзы притягиваются к палочке.
Притяжение к отрицательно заряженной палочке означает, что каждая из гильз может быть либо положительно заряженной, либо нейтральной. Поскольку гильзы притягиваются друг к другу, они не могут быть обе заряжены положительно (иначе они бы отталкивались). Также они не могут быть обе нейтральны (иначе бы не взаимодействовали). Единственная оставшаяся возможность — одна гильза заряжена положительно, а другая нейтральна. Чтобы определить, какая из них какая, нужен второй шаг.

Шаг 2 (только если на Шаге 1 обе гильзы притянулись): Возьмем тело с известным положительным зарядом, например, стеклянную палочку, потертую о шелк. Поднесем ее поочередно к обеим гильзам.
Та гильза, которая оттолкнется от положительно заряженной стеклянной палочки, и будет являться положительно заряженной. Другая гильза, которая притянется, — нейтральная.
Вывод для случая (б): Заряжена только одна гильза (та, которая оттолкнется от стеклянной палочки).

Ответ: Необходимо поочередно поднести к обеим гильзам тело с известным знаком заряда (например, отрицательно заряженную палочку). Если одна из гильз оттолкнется, а другая притянется, то обе гильзы заряжены разноименно. Если обе гильзы притянутся, то одна из них заряжена положительно, а вторая — нейтральна. Чтобы определить, какая именно заряжена, нужно поднести к ним тело с положительным зарядом: та гильза, которая оттолкнется, является заряженной.