Номер 17, страница 17, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Электрические явления. Параграф 36. Электроскоп - номер 17, страница 17.

Условие.

17*. Предложите способ, как с помощью одной наэлектризованной эбонитовой палочки сообщить двум одинаковым металлическим шарам равные по модулю, но противоположные по знаку заряды так, чтобы заряд самой палочки при этом не изменился.

Решение.

Решение

Чтобы зарядить два одинаковых металлических шара равными по модулю и противоположными по знаку зарядами, не изменяя при этом заряд наэлектризованной эбонитовой палочки, необходимо использовать метод электростатической индукции. Эбонитовая палочка, потёртая о шерсть или мех, приобретает отрицательный заряд.

Последовательность действий должна быть следующей:

1. Сдвинуть два незаряженных металлических шара так, чтобы они соприкасались друг с другом. В таком положении они представляют собой единый проводник.

2. Поднести к одному из шаров (например, к левому) отрицательно заряженную эбонитовую палочку, не касаясь шара. Под действием электрического поля палочки свободные электроны в металле шаров начнут перемещаться. Они будут отталкиваться от отрицательно заряженной палочки и скопятся на противоположном, правом шаре. В результате этого на правом шаре возникнет избыточный отрицательный заряд ($-q$), а на левом шаре, ближайшем к палочке, образуется недостаток электронов, что эквивалентно появлению положительного заряда ($+q$).

3. Не убирая эбонитовую палочку, раздвинуть шары. Теперь они изолированы друг от друга, и индуцированные заряды не могут вернуться в исходное состояние.

4. После того как шары разведены на некоторое расстояние, можно убрать эбонитовую палочку. Избыточные заряды на каждом шаре равномерно распределятся по их поверхностям.

В итоге левый шар будет иметь положительный заряд $+q$, а правый — отрицательный заряд $-q$. По закону сохранения заряда, так как изначально оба шара были нейтральны (суммарный заряд равен нулю), то и после разделения их суммарный заряд остался нулевым ($+q + (-q) = 0$), а значит, их заряды равны по модулю и противоположны по знаку.

Поскольку эбонитовая палочка не вступала в контакт с шарами, передачи заряда с неё или на неё не происходило. Таким образом, её собственный заряд остался неизменным, что и требовалось в условии задачи.

Ответ: Необходимо сблизить два металлических шара до соприкосновения, затем поднести к ним наэлектризованную палочку (не касаясь), что вызовет перераспределение зарядов (электростатическую индукцию). После этого, не убирая палочку, раздвинуть шары. Наконец, убрать палочку. В результате шары окажутся заряженными равными по модулю и противоположными по знаку зарядами, при этом заряд самой палочки не изменится.