Номер 13.15, страница 64 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 13. Домашние экспериментальные задания - номер 13.15, страница 64.

Условие.

13.15. Положите на сухое стекло или пластинку текстолита лист бумаги. Проведите несколько раз по бумаге резиновым валиком, применяемым в фотографии. Если теперь лист бумаги поднести к электрометру, то он обнаруживает электрический заряд. То же самое наблюдается с резиновым валиком. Как объяснить наблюдаемое явление?

Решение.

Решение

Наблюдаемое явление называется электризацией трением или трибоэлектрическим эффектом. Оно заключается в том, что при тесном контакте и последующем разделении двух разнородных тел между ними происходит перераспределение электронов.

В данном эксперименте контактируют два материала: резина (валик) и целлюлоза (бумага). Эти вещества имеют разную способность удерживать свои внешние электроны. Резина обладает большим сродством к электрону, чем бумага. Поэтому, когда резиновый валик прокатывается по бумаге, происходит переход части электронов с поверхности бумаги на поверхность валика.

В результате этого процесса:

1. Лист бумаги теряет электроны и приобретает избыточный положительный электрический заряд.

2. Резиновый валик получает такое же количество электронов и приобретает равный по величине, но противоположный по знаку, отрицательный электрический заряд.

Это соответствует закону сохранения электрического заряда: в изолированной системе алгебраическая сумма зарядов остается постоянной. Если до взаимодействия валик и бумага были нейтральны (суммарный заряд равен нулю), то после взаимодействия их суммарный заряд также останется нулевым. Заряд бумаги $q_{бумаги}$ и заряд валика $q_{валика}$ будут связаны соотношением: $q_{бумаги} + q_{валика} = 0$, или $q_{бумаги} = -q_{валика}$.

Электрометр — это прибор, который обнаруживает наличие электрического заряда. Когда к нему подносят наэлектризованный лист бумаги, стрелка электрометра отклоняется, указывая на наличие положительного заряда. Аналогично, при поднесении резинового валика стрелка также отклонится, но в другую сторону (если электрометр позволяет определить знак заряда), что свидетельствует о наличии отрицательного заряда. Таким образом, оба тела оказываются заряженными.

Стеклянная или текстолитовая пластинка используется в качестве изолятора. Она предотвращает стекание заряда с бумаги на другие предметы или землю, позволяя ему накопиться и быть обнаруженным.

Ответ: Наблюдаемое явление объясняется электризацией трением. При контакте резинового валика с бумагой происходит переход электронов от бумаги к резине. В результате бумага заряжается положительно, а валик — отрицательно. Электрометр обнаруживает наличие электрического заряда на каждом из этих тел.