Вариант 10, страница 78 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-6. Электризация тел. Электрическое поле. Строение атома - страница 78.

Условие.

Вариант 10

1. Может ли одно и то же тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то положительно, то отрицательно?

2. На рисунке 92 пунктиром показано первоначальное положение листочков электроскопа. Каким зарядом был заряжен электроскоп в каждом случае?
а) б)
Рис. 92

3. Почему провода электрической сети прикрепляют к столбам при помощи фарфоровых держателей, а не прямо к металлическим крюкам?

Решение.

1. Да, может. Знак заряда, который приобретает тело при трении, зависит от того, с каким телом оно контактирует. В соответствии с трибоэлектрическим рядом, при трении двух материалов электроны переходят от материала, находящегося выше в ряду, к материалу, который находится ниже. Например, эбонитовая палочка при трении о шерсть заряжается отрицательно, так как эбонит имеет большее сродство к электрону, чем шерсть, и забирает электроны у нее. Однако, если потереть эбонитовую палочку о материал, у которого сродство к электрону еще выше, чем у эбонита (например, о полиэтилен или серу), то эбонитовая палочка отдаст свои электроны и зарядится положительно.

Ответ: Да, может. Знак заряда зависит от материала второго тела, с которым происходит трение.

2. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо проанализировать взаимодействие заряженного тела и заряженного электроскопа.

а) К электроскопу подносят отрицательно заряженное тело. Листочки электроскопа, которые изначально были отклонены (пунктирная линия), сближаются. Это означает, что сила отталкивания между ними уменьшилась. Когда отрицательно заряженное тело подносят к шару электроскопа, свободные электроны из стержня и листочков отталкиваются и перемещаются вниз, к листочкам. Если бы электроскоп был заряжен отрицательно, то дополнительный приток электронов к листочкам увеличил бы их заряд и они разошлись бы еще сильнее. Если же электроскоп был заряжен положительно, то приток электронов частично скомпенсировал бы положительный заряд на листочках, уменьшив силу их отталкивания, что и привело бы к их сближению. Следовательно, в этом случае электроскоп был заряжен положительно.

б) К электроскопу подносят положительно заряженное тело. Листочки электроскопа, которые изначально были отклонены, расходятся еще дальше. Это означает, что сила отталкивания между ними увеличилась. Когда положительно заряженное тело подносят к шару электроскопа, оно притягивает к себе свободные электроны со стержня и листочков. Если бы электроскоп был заряжен отрицательно, отток электронов с листочков уменьшил бы их заряд, и они бы сблизились. Если же электроскоп был заряжен положительно, то отток электронов с листочков еще больше увеличил бы их положительный заряд, что привело бы к увеличению силы отталкивания и большему расхождению листочков. Следовательно, в этом случае электроскоп также был заряжен положительно.

Ответ: В обоих случаях (а и б) электроскоп был заряжен положительно.

3. Провода электрической сети находятся под высоким напряжением. Фарфор является диэлектриком, то есть материалом, который очень плохо проводит электрический ток. Металл, наоборот, является хорошим проводником. Если бы провода крепились непосредственно к металлическим крюкам, вмонтированным в столб, то электрический ток уходил бы с проводов через крюки и столб в землю. Это привело бы к короткому замыканию, огромным потерям электроэнергии и создало бы смертельную опасность для всего живого вблизи столба. Фарфоровые держатели (изоляторы) используются для того, чтобы изолировать находящийся под напряжением провод от столба и земли, обеспечивая безопасную и эффективную передачу электроэнергии.

Ответ: Фарфор является изолятором и не проводит электрический ток, предотвращая его утечку на столб и в землю. Металлические крюки являются проводниками и вызвали бы короткое замыкание.