Номер 6, страница 142 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тренировочный тест № 4 «Электрическое поле» - номер 6, страница 142.

Условие.

6. Стеклянную палочку, потёртую о шёлк, подносят к шарику незаряженного электрометра, не касаясь его. В результате стрелка прибора отклоняется. Выберите правильное объяснение этого явления.

Электрическое поле заряженной палочки действует

1) на протоны шарика электрометра так, что они перемещаются на стрежень и стрелку прибора, заряжая их одноимённым зарядом

2) на свободные электроны шарика электрометра так, что они перемещаются на стержень и стрелку прибора, заряжая их одноимённым зарядом

3) на свободные электроны стержня и стрелки электрометра так, что они перемещаются на шарик прибора, при этом стержень и стрелка заряжаются положительно

4) на свободные электроны шарика электрометра так, что они по воздуху перескакивают на заряженную палочку, в результате электрометр заряжается положительно

Ответ: ☐

Решение.

Для решения этой задачи необходимо понимать явление электростатической индукции.

1. Сначала определим заряд стеклянной палочки. При трении о шёлк стеклянная палочка отдаёт электроны шёлку и заряжается положительно.

2. Электрометр, являясь проводником, содержит свободные электроны, которые могут перемещаться под действием внешнего электрического поля. Изначально электрометр не заряжен, то есть число протонов в нём равно числу электронов.

3. Когда положительно заряженную палочку подносят к шарику электрометра (не касаясь), её электрическое поле начинает действовать на свободные заряды в электрометре. Положительный заряд палочки притягивает к себе отрицательные заряды (свободные электроны) и отталкивает положительные (ионы кристаллической решётки, которые, однако, неподвижны).

4. В результате свободные электроны со всего объёма электрометра (включая его стержень и стрелку) перемещаются к шарику, так как он находится ближе всего к притягивающей их палочке. На шарике возникает избыток электронов, и он приобретает отрицательный заряд.

5. На стержне и стрелке, откуда ушли электроны, образуется их недостаток. Поэтому стержень и стрелка приобретают суммарный положительный заряд.

6. Так как и стержень, и стрелка заряжены одноимённо (положительно), между ними возникают силы электростатического отталкивания, которые заставляют стрелку отклониться от стержня.

Проанализируем предложенные варианты объяснения:

1) Неверно. Носителями свободного заряда в металлах являются электроны, а не протоны. Протоны входят в состав ядер атомов и зафиксированы в узлах кристаллической решётки.

2) Неверно. Положительно заряженная палочка притягивает свободные электроны, поэтому они будут перемещаться с дальних частей (стержня и стрелки) на ближнюю (шарик), а не наоборот.

3) Верно. Это описание точно соответствует явлению электростатической индукции в данном случае. Свободные электроны из стержня и стрелки притягиваются к палочке и перемещаются на шарик. В результате стержень и стрелка остаются с нескомпенсированным положительным зарядом и отталкиваются друг от друга.

4) Неверно. Перескакивание электронов по воздуху является электрическим разрядом и происходит при очень сильных полях. В данном опыте происходит лишь перераспределение заряда внутри проводника без его перехода на палочку.

Ответ: 3