Номер 13.24, страница 65 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 13. Домашние экспериментальные задания - номер 13.24, страница 65.

Условие.

13.24. Поднесите к электрометру заряженное тело, не прикасаясь к прибору. Почему стрелка прибора при этом отклоняется? Объясните опыт.

Решение.

Отклонение стрелки электрометра при поднесении к нему заряженного тела без касания объясняется явлением, которое называется электростатическая индукция или электризация через влияние.

В начальном состоянии электрометр электрически нейтрален. Это означает, что в его проводящих частях (металлический стержень, стрелка и шар на верхнем конце) содержится одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов (свободных электронов), и они распределены равномерно. Суммарный заряд прибора равен нулю.

Когда к шару электрометра подносят, например, положительно заряженное тело, его электрическое поле воздействует на свободные заряды внутри прибора. Свободные электроны, имеющие отрицательный заряд, притягиваются к поднесенному телу и перемещаются из нижней части электрометра (стержня и стрелки) в верхнюю часть — к шару. В результате на шаре концентрируется избыточный отрицательный заряд.

Одновременно на стержне и стрелке, откуда ушли электроны, возникает их недостаток. Это приводит к тому, что стержень и стрелка приобретают избыточный положительный заряд. Так как одноименные заряды отталкиваются, между положительно заряженными стержнем и стрелкой возникает сила электростатического отталкивания. Под действием этой силы подвижная стрелка отклоняется от стержня.

Если к электрометру поднести отрицательно заряженное тело, произойдет аналогичный процесс, но с противоположным перемещением зарядов. Свободные электроны оттолкнутся от отрицательно заряженного тела и переместятся из шара вниз, на стержень и стрелку. В результате стержень и стрелка приобретут избыточный отрицательный заряд, а шар — положительный. Стержень и стрелка снова окажутся заряженными одноименно (в данном случае отрицательно), что опять же приведет к их взаимному отталкиванию и отклонению стрелки.

Таким образом, в обоих случаях стрелка отклоняется, так как она и стержень прибора приобретают одноименный заряд и отталкиваются друг от друга.

Ответ: Стрелка прибора отклоняется из-за явления электростатической индукции. Под действием электрического поля поднесенного заряженного тела свободные заряды внутри электрометра перераспределяются таким образом, что его стержень и стрелка приобретают электрические заряды одного знака. Возникающая между ними сила электростатического отталкивания и заставляет стрелку отклоняться.