Номер 2, страница 119 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 2. Электрические явления. Параграф 32. Объяснение электрических явлений. Закон сохранения электрического заряда. Вопросы после параграфа - номер 2, страница 119.

Условие.

2. Почему при электризации трением на телах появляются равные по абсолютному значению, но противоположные по знаку заряды?

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

1. Объясните электризацию тел при соприкосновении.

Электризация при соприкосновении — это явление перераспределения электрических зарядов между двумя телами при их контакте, в результате которого оба тела приобретают электрические заряды. В основе этого процесса лежит строение вещества.

Все тела состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг него. В обычном состоянии тело электрически нейтрально, так как суммарный положительный заряд ядер равен суммарному отрицательному заряду электронов.

Однако электроны, особенно на внешних оболочках атомов, могут перемещаться от одного тела к другому. Когда два тела, изготовленные из разных материалов, приводятся в соприкосновение, часть электронов с одного тела переходит на другое. То, какой из материалов будет отдавать электроны, а какой принимать, зависит от их химических свойств, в частности от величины так называемой "работы выхода" — энергии, которую необходимо затратить для удаления электрона из вещества. Материал с меньшей работой выхода будет отдавать электроны.

В результате этого перехода тело, потерявшее электроны, приобретает избыток положительного заряда и становится заряженным положительно. В то же время тело, получившее эти электроны, приобретает избыток отрицательного заряда и становится заряженным отрицательно. Таким образом, при соприкосновении происходит разделение зарядов, и тела электризуются. Трение усиливает этот эффект, так как увеличивает площадь и плотность контакта между поверхностями, а также сообщает дополнительную энергию для перехода электронов.

Ответ: Электризация при соприкосновении объясняется переходом части электронов с одного контактирующего тела на другое. Тело, отдавшее электроны, заряжается положительно, а тело, принявшее электроны, — отрицательно.

2. Почему при электризации трением на телах появляются равные по абсолютному значению, но противоположные по знаку заряды?

Появление на телах при электризации трением равных по модулю и противоположных по знаку зарядов является прямым следствием фундаментального закона природы — закона сохранения электрического заряда.

Этот закон гласит, что в замкнутой (изолированной) системе алгебраическая сумма всех электрических зарядов остается постоянной. Два тела, которые трутся друг о друга, можно считать такой замкнутой системой, если пренебречь их взаимодействием с окружающей средой.

До начала трения оба тела, как правило, электрически нейтральны, то есть их суммарный заряд равен нулю: $q_{1} + q_{2} = 0$.

В процессе трения электроны не создаются и не исчезают, они лишь переходят с одного тела на другое. Если с первого тела на второе перешло $N$ электронов, то заряд первого тела изменяется на величину $\Delta q_1 = +Ne$, где $e$ — элементарный заряд. Тело потеряло отрицательный заряд и стало заряженным положительно, его новый заряд $q'_1 = +Ne$. Одновременно заряд второго тела изменяется на величину $\Delta q_2 = -Ne$, так как оно приобрело $N$ электронов. Его новый заряд $q'_2 = -Ne$.

Сравнивая полученные заряды $q'_1$ и $q'_2$, мы видим, что их абсолютные значения (модули) равны: $|q'_1| = |+Ne| = Ne$ и $|q'_2| = |-Ne| = Ne$. Таким образом, $|q'_1| = |q'_2|$. При этом знаки зарядов противоположны. Суммарный заряд системы после электризации остается равным нулю: $q'_{total} = q'_1 + q'_2 = (+Ne) + (-Ne) = 0$, что полностью соответствует закону сохранения заряда.

Ответ: Это происходит из-за закона сохранения электрического заряда. В процессе трения электроны переходят с одного тела на другое. Сколько электронов (отрицательного заряда) ушло с одного тела, ровно столько же пришло на другое. В результате одно тело приобретает положительный заряд, а другое — равный ему по величине отрицательный заряд.

Вопрос под номером 3 на изображении представлен не полностью.