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

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

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

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.