Номер 5, 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 5, страница 119.

Условие.

5. Сформулируйте закон сохранения электрического заряда.

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

4. Какую систему называют электрически изолированной?

Электрически изолированной, или электрически замкнутой, системой называют такую совокупность тел, через условную границу которой не могут проходить электрические заряды. Это означает, что система не обменивается зарядами с внешними телами: заряженные частицы не могут ни войти в систему извне, ни покинуть ее. Вследствие этого полный электрический заряд всех тел, входящих в состав такой системы, остается неизменным во времени.

Ответ: Электрически изолированной называют систему тел, которая не обменивается электрическими зарядами с телами, не входящими в эту систему.

5. Сформулируйте закон сохранения электрического заряда.

Закон сохранения электрического заряда — это фундаментальный закон физики, который утверждает, что алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел и частиц в электрически изолированной системе остается постоянной при любых процессах, происходящих внутри этой системы. Это означает, что заряд не может возникнуть из ничего или исчезнуть бесследно. Возникновение или исчезновение заряда возможно только в парах с равным по модулю и противоположным по знаку зарядом (например, рождение электрон-позитронной пары).

Математически закон сохранения заряда для системы из $n$ тел выражается следующим образом:
$q_1 + q_2 + \dots + q_n = \text{const}$
где $q_1, q_2, \dots, q_n$ — заряды тел, входящих в изолированную систему.

Ответ: В электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел сохраняется. Математически это выражается как $q_1 + q_2 + \dots + q_n = \text{const}$.

6. Объясните, почему электрически нейтральные тела притягиваются к заряженным.

Притяжение электрически нейтрального тела к заряженному объясняется явлением электростатической индукции. Когда к нейтральному телу, в котором суммарный положительный и отрицательный заряды равны, подносят заряженное тело (например, положительно заряженную палочку), его электрическое поле вызывает перераспределение зарядов внутри нейтрального тела.

В случае проводника свободные электроны смещаются под действием поля. Отрицательные заряды (электроны) притягиваются к положительной палочке и скапливаются на ближней к ней стороне проводника. Соответственно, на дальней стороне возникает недостаток электронов, то есть избыточный положительный заряд.

В случае диэлектрика происходит поляризация — смещение зарядов внутри атомов или молекул и их ориентация вдоль поля. Отрицательные части атомов смещаются к палочке, а положительные — от нее. В результате на поверхности диэлектрика, обращенной к палочке, появляется связанный отрицательный заряд, а на противоположной — связанный положительный.

В обоих случаях на ближней к заряженному телу стороне нейтрального тела индуцируется заряд противоположного знака, а на дальней — того же знака. Согласно закону Кулона, сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния ($F \sim 1/r^2$). Поэтому сила притяжения между заряженным телом и более близкими разноименными зарядами оказывается сильнее, чем сила отталкивания от более далеких одноименных зарядов. В результате возникает результирующая сила притяжения.

Ответ: При поднесении заряженного тела к нейтральному происходит перераспределение зарядов в последнем (электростатическая индукция). На стороне нейтрального тела, ближней к заряженному, образуется индуцированный заряд противоположного знака, а на дальней — того же знака. Поскольку разноименные заряды находятся ближе друг к другу, чем одноименные, сила притяжения между ними оказывается больше силы отталкивания, что и приводит к притяжению тел.