Номер 12.21, страница 62 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 12. Электрическое поле - номер 12.21, страница 62.

Условие.

12.21. Как с помощью заряженной эбонитовой палочки сообщить двум металлическим шарикам заряды разного знака, причем так, чтобы заряд самой палочки при этом не изменился?

Решение.

Для того чтобы сообщить двум металлическим шарикам заряды разного знака с помощью заряженной эбонитовой палочки, не изменяя её собственный заряд, необходимо использовать явление электростатической индукции. Этот процесс можно выполнить в несколько шагов:

1. Расположить два незаряженных металлических шарика так, чтобы они соприкасались друг с другом. В таком состоянии они представляют собой единый проводник.

2. Поднести к одному из шариков заряженную эбонитовую палочку, но не касаться ею шарика. Эбонитовая палочка, потёртая о мех или шерсть, обычно имеет отрицательный заряд. Электрическое поле этой палочки будет действовать на свободные электроны в металлических шариках.

3. Свободные электроны, будучи отрицательно заряженными, оттолкнутся от отрицательно заряженной палочки и переместятся на дальний от неё шарик. В результате на ближнем к палочке шарике образуется недостаток электронов, и он приобретет положительный заряд ($q_1 > 0$). На дальнем шарике, наоборот, возникнет избыток электронов, и он приобретет отрицательный заряд ($q_2 < 0$). По закону сохранения заряда, $q_1 = -q_2$.

4. Не убирая эбонитовую палочку, раздвинуть шарики, прекратив контакт между ними. Это зафиксирует разделение зарядов.

5. Убрать эбонитовую палочку. Теперь шарики останутся заряженными: один — положительно, другой — отрицательно. Поскольку палочка не вступала в контакт с шариками, передачи заряда между ними не происходило, и заряд самой палочки остался неизменным.

Ответ: Необходимо сблизить два металлических шарика, поднести к ним, не касаясь, заряженную палочку. Затем, не убирая палочку, развести шарики в стороны. После этого убрать палочку. В результате шарики приобретут равные по модулю и противоположные по знаку заряды, а заряд палочки не изменится.