Номер 3, страница 42 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Электрические явления. Самостоятельные работы. СР-32. Объяснение электрических явлений. Закон сохранения электрического заряда. Вариант 2 - номер 3, страница 42.

Условие.

3. Одинаковые металлические шарики, имеющие равные положительные заряды, приводятся в соприкосновение с незаряженными металлическими шарами разного размера (рис. 33). В каком случае на незаряженный шар перейдёт наименьший заряд? Ответ поясните.

Рис. 33

Решение.

Решение

При соприкосновении двух проводящих тел, таких как металлические шарики, заряд перераспределяется между ними до тех пор, пока их электрические потенциалы не станут равными. Это состояние называется электростатическим равновесием.

Электрическая емкость уединенного проводящего шара пропорциональна его радиусу. При контакте общий заряд распределяется между шарами пропорционально их емкостям, а значит, и их радиусам.

Пусть $\text{q}$ – начальный заряд первого шарика (он одинаков во всех трех случаях), а $R_1$ – его радиус. Второй шарик изначально не заряжен, и его радиус равен $R_2$. После соприкосновения общий заряд $\text{q}$ перераспределится между шариками, и на втором шарике окажется заряд $q_2'$. Величина этого заряда определяется соотношением:

$q_2' = q \frac{R_2}{R_1 + R_2}$

Из этой формулы видно, что заряд $q_2'$, который перейдет на изначально незаряженный шарик, зависит от соотношения радиусов. Поскольку начальный заряд $\text{q}$ и радиус первого шарика $R_1$ во всех трех случаях одинаковы, величина $q_2'$ будет тем меньше, чем меньше радиус второго шарика $R_2$.

Анализируя рисунок, можно сделать вывод о размерах незаряженных шариков:

• В случае 1 радиус незаряженного шарика примерно равен радиусу заряженного.
• В случае 2 радиус незаряженного шарика самый большой.
• В случае 3 радиус незаряженного шарика самый маленький.

Следовательно, наименьший заряд перейдет на незаряженный шарик в том случае, где его размер наименьший, то есть в случае 3.

Ответ: Наименьший заряд перейдет на незаряженный шар в случае 3. При контакте двух проводящих шаров общий заряд распределяется между ними пропорционально их радиусам. Так как в случае 3 незаряженный шар имеет наименьший радиус, он получит и наименьшую долю общего заряда.