Номер 2, страница 24 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-10. Электрический ток - номер 2, страница 24.

Условие.

2. a) Пойдёт ли электрический ток по проводнику, соединяющему заряженные электроскопы (рис. 15, а и б)? Если да, то какие заряженные частицы, почему и в каком направлении будут перемещаться по проводнику?

Рис. 15

б) Будут ли двигаться электроны по проводнику, если им соединить электроскопы, наэлектризованные так, как показано на рисунке 16, а и б? Если да, то в каком направлении?

Рис. 16

Решение.

а) Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Условием возникновения и существования электрического тока в проводнике является наличие разности потенциалов на его концах. Разность потенциалов создаёт в проводнике электрическое поле, которое заставляет свободные заряженные частицы двигаться направленно.

На рисунке 15, а показаны два одинаково заряженных положительных электроскопа. Судя по одинаковому углу расхождения лепестков, их заряды, а следовательно, и электрические потенциалы равны ($V_1 = V_2$). Разность потенциалов между ними отсутствует ($\Delta V = V_1 - V_2 = 0$). Поэтому при их соединении проводником электрический ток не возникнет.

На рисунке 15, б один электроскоп заряжен положительно (его потенциал $V_1$ положителен), а другой — отрицательно (его потенциал $V_2$ отрицателен). Между ними существует разность потенциалов ($\Delta V = V_1 - V_2 > 0$). В металлическом проводнике, соединяющем электроскопы, свободными носителями заряда являются электроны. Электроны имеют отрицательный заряд, поэтому они будут перемещаться от точки с более низким потенциалом к точке с более высоким. То есть, электроны будут двигаться от отрицательно заряженного электроскопа к положительно заряженному, создавая кратковременный электрический ток.

Ответ: В случае а электрический ток по проводнику не пойдёт, так как потенциалы электроскопов одинаковы. В случае б электрический ток пойдёт. Перемещаться по проводнику будут свободные электроны от отрицательно заряженного электроскопа к положительно заряженному, так как между ними существует разность потенциалов.

б) Да, в обоих случаях электроны будут двигаться по проводнику, так как в обоих случаях существует разность потенциалов между электроскопами. Электроны, как отрицательно заряженные частицы, всегда движутся от точки с меньшим потенциалом к точке с большим потенциалом.

На рисунке 16, а левый электроскоп заряжен отрицательно (имеет низкий потенциал, $V_{лев} < 0$), а правый — положительно (имеет высокий потенциал, $V_{прав} > 0$). Следовательно, потенциал правого электроскопа выше, чем левого ($V_{прав} > V_{лев}$). Электроны будут перемещаться от левого электроскопа к правому.

На рисунке 16, б оба электроскопа заряжены положительно. Однако угол расхождения лепестков у правого электроскопа больше, что указывает на больший по величине положительный заряд ($Q_{прав} > Q_{лев}$). Так как потенциал проводника пропорционален его заряду, потенциал правого электроскопа выше, чем левого ($V_{прав} > V_{лев} > 0$). Из-за наличия этой разности потенциалов электроны будут перемещаться от левого электроскопа (с меньшим потенциалом) к правому (с большим потенциалом) до тех пор, пока их потенциалы не выровняются.

Ответ: Да, в обоих случаях электроны будут двигаться по проводнику. В случае а электроны будут двигаться от отрицательно заряженного электроскопа (левого) к положительно заряженному (правому). В случае б электроны будут двигаться от электроскопа с меньшим положительным зарядом (левого) к электроскопу с большим положительным зарядом (правому).