Эксперимент в классе, страница 130 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Эксперимент в классе

1. Пронаблюдайте силовые линии электростатического поля вокруг «султанов», заряженных от одного полюса электрофорной машины и затем от разноименных полюсов. Сравните наблюдаемые картины с рис. 83.

2. Пронаблюдайте за движением тела в поле двух разноименных зарядов. Подвесьте на шелковой нити кусочек ваты. Приведите в соприкосновение вату с одним из наэлектризованных шариков электрофорной машины. Кусочек ваты перепрыгнет на другой шарик, затем вернется на первый. Движение повторится, если заряд, переданный шарикам электрофорной машины, значительный. Объясните наблюдаемое явление.

1. При наблюдении за «султанами», заряженными от одного полюса электрофорной машины (одноименно), видно, что их бумажные полоски отталкиваются друг от друга, и сами «султаны» также отталкиваются. Это происходит потому, что они получают заряды одного знака. Силовые линии поля, которые можно представить по направлению полосок, будут исходить от «султанов» и изгибаться, как бы отталкиваясь друг от друга. Наблюдаемая картина соответствует полю двух одноименных зарядов. Если «султаны» заряжены от разноименных полюсов, они притягиваются друг к другу. Полоски на «султанах», особенно те, что обращены друг к другу, будут изгибаться и выстраиваться вдоль силовых линий, которые начинаются на положительно заряженном «султане» и заканчиваются на отрицательно заряженном. Эта картина соответствует полю электрического диполя (двух разноименных зарядов). Сравнение с типовыми изображениями (как на рис. 83) показывает, что расположение полосок «султанов» качественно воспроизводит теоретическую картину силовых линий электростатического поля для соответствующих случаев, так как легкие полоски выстраиваются вдоль этих линий. Ответ: При одноименном заряде «султаны» отталкиваются, а их полоски расходятся, демонстрируя поле двух одноименных зарядов. При разноименном заряде «султаны» притягиваются, а их полоски изгибаются навстречу друг другу, демонстрируя поле двух разноименных зарядов. Наблюдаемые картины совпадают с теоретическими.

2. Данное явление представляет собой электростатический маятник (или «электрический челнок»), работа которого основана на законе Кулона и явлении электризации через соприкосновение.

1. Изначально электрически нейтральный кусочек ваты подвешен на непроводящей шелковой нити между двумя разноименно заряженными шариками электрофорной машины (например, шарик А с зарядом $+Q$ и шарик Б с зарядом $-Q$).

2. При соприкосновении с шариком А вата приобретает часть его заряда и становится положительно заряженной (заряд $+q$).

3. После этого положительно заряженная вата отталкивается от одноименно заряженного шарика А и одновременно притягивается к противоположно заряженному шарику Б. В результате она перемещается к шарику Б.

4. Коснувшись шарика Б, вата отдает ему свой положительный заряд (который нейтрализуется) и приобретает от него отрицательный заряд (заряд $-q'$).

5. Теперь, будучи заряженной отрицательно, вата отталкивается от шарика Б и притягивается к шарику А, возвращаясь в исходное положение.

Этот цикл повторяется, вызывая колебания ваты между шариками. Вата выступает в роли переносчика заряда, постепенно нейтрализуя заряды на шариках. Если заряд шариков значительный, движение будет продолжаться в течение некоторого времени. Ответ: Кусочек ваты колеблется между двумя разноименно заряженными шариками, потому что он поочередно приобретает заряд то от одного, то от другого шарика. После контакта с шариком вата приобретает одноименный с ним заряд, отталкивается от него и притягивается к другому шарику, где процесс повторяется с противоположным знаком заряда, вызывая циклическое движение.