Номер 4, страница 166 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 6. Электрические явления. Параграф 41. Электризация тел. Вопросы для самопроверки - номер 4, страница 166.

Условие.

4. Равны ли модули зарядов наэлектризованных пар тел? Почему в обычном состоянии тела электрически нейтральны?

Решение.

Равны ли модули зарядов наэлектризованных пар тел?

Да, при электризации соприкосновением (например, трением) двух первоначально незаряженных тел, они приобретают заряды, равные по модулю и противоположные по знаку. Это является прямым следствием закона сохранения электрического заряда. Этот закон гласит, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной.

До соприкосновения оба тела были электрически нейтральны, то есть их суммарный заряд был равен нулю. В процессе электризации часть электронов переходит с одного тела на другое. Тело, которое потеряло $\text{N}$ электронов, приобретает положительный заряд $q_1 = +N \cdot e$, где $\text{e}$ – элементарный заряд. Второе тело, которое приняло эти $\text{N}$ электронов, приобретает отрицательный заряд $q_2 = -N \cdot e$. Суммарный заряд системы остается равным нулю: $q_1 + q_2 = (+N \cdot e) + (-N \cdot e) = 0$. Модули этих зарядов будут равны: $|q_1| = |+N \cdot e| = Ne$ и $|q_2| = |-N \cdot e| = Ne$. Следовательно, $|q_1| = |q_2|$.

Ответ: Да, модули зарядов равны. Это объясняется законом сохранения электрического заряда: количество заряда, ушедшего с одного тела, равно количеству заряда, пришедшего на другое.

Почему в обычном состоянии тела электрически нейтральны?

В обычном состоянии тела являются электрически нейтральными, потому что вещество, из которого они состоят, построено из атомов, а атомы в свою очередь электрически нейтральны. Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся вокруг него.

Ядро атома содержит протоны, имеющие положительный заряд, и нейтроны, не имеющие заряда. В нейтральном атоме количество протонов в ядре строго равно количеству электронов на электронных оболочках. Так как модуль заряда протона в точности равен модулю заряда электрона (этот заряд называют элементарным, $e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл), то суммарный положительный заряд всех протонов в ядре полностью компенсирует суммарный отрицательный заряд всех электронов. В результате, полный электрический заряд атома равен нулю. Поскольку любое макроскопическое тело состоит из огромного числа таких нейтральных атомов, его суммарный заряд в обычном состоянии также равен нулю.

Ответ: Тела в обычном состоянии электрически нейтральны, так как состоят из атомов, в которых число протонов равно числу электронов, и их суммарные заряды взаимно компенсируют друг друга.