Номер 182, страница 98, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 182, страница 98.

Условие.

182. К верхнему концу стержня заряженного электроскопа поднесли отрицательно заряженную палочку, не касаясь ею стержня. При этом угол между листочками электроскопа уменьшился. Каков знак заряда электроскопа? Обоснуйте свой ответ схематическими рисунками: изобразите заряды на различных элементах электроскопа до того, как к нему поднесли заряженную палочку, и когда она находится вблизи верхнего конца стержня электроскопа.

Решение.

Каков знак заряда электроскопа?

Электроскоп имеет положительный знак заряда. Это следует из того, что при поднесении отрицательно заряженной палочки угол между листочками уменьшился. Уменьшение угла означает ослабление силы отталкивания между листочками, что происходит из-за уменьшения их заряда.

Когда отрицательная палочка приближается к электроскопу, она притягивает положительные заряды и отталкивает отрицательные (свободные электроны). Если электроскоп был заряжен положительно, то свободные электроны из его нижней части (включая листочки) перемещаются вверх, к стержню, частично нейтрализуя положительный заряд листочков. Это уменьшает их заряд и угол расхождения.

Если бы электроскоп был заряжен отрицательно, то отрицательная палочка оттолкнула бы еще больше электронов на листочки, их заряд бы увеличился, и угол расхождения возрос бы, что противоречит условию.

Ответ: Знак заряда электроскопа — положительный.

Обоснуйте свой ответ схематическими рисунками: изобразите заряды на различных элементах электроскопа до того, как к нему поднесли заряженную палочку, и когда она находится вблизи верхнего конца стержня электроскопа.

На рисунках ниже показано распределение зарядов на электроскопе в двух случаях.

а) Распределение зарядов до поднесения палочки:
Электроскоп заряжен положительно. Положительный заряд равномерно распределен по шарику, стержню и листочкам. Листочки отталкиваются друг от друга из-за действия кулоновских сил.

б) Распределение зарядов, когда палочка находится вблизи:
К шарику поднесена отрицательно заряженная палочка. Под действием ее электрического поля происходит перераспределение зарядов (электростатическая индукция). Положительные заряды притягиваются к палочке и концентрируются на шарике. Часть положительного заряда на листочках компенсируется свободными электронами, переместившимися из верхней части электроскопа. В результате заряд листочков уменьшается, и угол между ними сокращается.

Ответ: Схематические рисунки, объясняющие уменьшение угла расхождения листочков при положительном заряде электроскопа, представлены выше.