Номер 181, страница 97, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 181, страница 97.

Условие.

181. К двум незаряженным гильзам 1 и 2, находящимся на деревянном столе, подносят металлический стержень на ручке и соединяют им гильзы (рис. 52). Затем к гильзе 1 подносят отрицательно заряженную палочку, не касаясь гильзы. Объясните, почему гильзы приобрели электрические заряды. Останутся ли гильзы заряженными, если металлический стержень убрать, оставляя заряженную палочку вблизи гильзы 1?

Рис. 52

Решение.

Объясните, почему гильзы приобрели электрические заряды.

Изначально две незаряженные гильзы, соединенные металлическим стержнем, представляют собой единый проводник. В этом проводнике количество положительных и отрицательных зарядов одинаково, и они распределены равномерно, поэтому суммарный заряд системы равен нулю.

Когда к гильзе 1 подносят отрицательно заряженную палочку, ее электрическое поле воздействует на свободные электроны в проводнике (гильзы + стержень). Поскольку одноименные заряды отталкиваются, свободные электроны (отрицательно заряженные частицы) начинают двигаться от палочки в противоположный конец проводника, то есть перетекают с гильзы 1 на гильзу 2.

В результате этого перераспределения заряда на гильзе 1 образуется недостаток электронов, и она приобретает положительный заряд. На гильзе 2, наоборот, скапливается избыток электронов, и она приобретает отрицательный заряд. Этот процесс называется электростатической индукцией (или электризацией через влияние).

Ответ: Гильзы приобретают заряды из-за явления электростатической индукции: под действием электрического поля отрицательно заряженной палочки свободные электроны перераспределяются по соединенным гильзам. Ближняя к палочке гильза 1 заряжается положительно, а дальняя гильза 2 — отрицательно.

Останутся ли гильзы заряженными, если металлический стержень убрать, оставляя заряженную палочку вблизи гильзы 1?

Да, гильзы останутся заряженными.

В тот момент, когда мы убираем металлический стержень, заряды на гильзах уже разделены: на гильзе 1 — положительный заряд, на гильзе 2 — отрицательный. Отрицательно заряженная палочка, находящаяся рядом, своим полем удерживает это разделение.

Убрав соединительный стержень, мы разделяем единый проводник на два изолированных друг от друга тела. Теперь избыточные электроны на гильзе 2 не могут вернуться на гильзу 1, чтобы скомпенсировать недостаток электронов, так как путь для них разорван. Таким образом, на гильзе 1 останется нескомпенсированный положительный заряд, а на гильзе 2 — нескомпенсированный отрицательный заряд.

Ответ: Да, гильзы останутся заряженными, так как после удаления соединяющего их стержня они становятся электрически изолированными друг от друга, и перераспределенные заряды не могут вернуться в исходное состояние. Гильза 1 останется заряженной положительно, а гильза 2 — отрицательно.