Номер 14, страница 23 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-9. Электризация тел. Закон Кулона. Электрическое поле. Строение атома - номер 14, страница 23.

Условие.

14. Почему заряженный электроскоп разрядится быстрее, если его шар покрыт пылью?

Решение.

Заряженный электроскоп постепенно разряжается, потому что его заряд утекает в окружающий воздух. В обычном состоянии воздух является хорошим изолятором, но в нем всегда присутствует небольшое количество свободных ионов. Эти ионы, соприкасаясь с шаром электроскопа, постепенно нейтрализуют его заряд. Этот процесс, однако, довольно медленный.

Когда шар электроскопа покрыт пылью, скорость разрядки значительно возрастает. Причина этого заключается в явлении стекания заряда с острия.

Частицы пыли, осевшие на шаре, имеют неправильную форму с множеством острых выступов и углов. На любом заряженном проводнике электрический заряд распределяется неравномерно: его поверхностная плотность максимальна на участках с наименьшим радиусом кривизны, то есть на остриях. В результате напряженность электрического поля $\text{E}$ вблизи этих острых пылинок становится чрезвычайно высокой.

Это сильное электрическое поле вызывает ионизацию молекул воздуха в непосредственной близости от шара. Воздух вблизи острий становится проводящим, так как в нем образуется большое количество положительно и отрицательно заряженных ионов. Этот процесс называется коронным разрядом.

Образовавшиеся ионы приходят в движение: ионы с зарядом, противоположным заряду шара, притягиваются к нему и нейтрализуют его, а ионы с одноименным зарядом отталкиваются, унося часть заряда от электроскопа. Этот интенсивный обмен зарядами с окружающим ионизированным воздухом приводит к быстрой разрядке электроскопа.

Ответ: Заряженный электроскоп разрядится быстрее, если его шар покрыт пылью, так как острые края пылинок действуют как микроскопические острия. На них концентрируется электрический заряд, что создает очень сильное электрическое поле. Это поле ионизирует окружающий воздух, делая его проводящим и способствуя быстрой утечке (стеканию) заряда с шара электроскопа в атмосферу.