Номер 11, страница 80, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Задания для подготовки к основному государственному экзамену по физике. Вариант 1 - номер 11, страница 80.

Условие.

11. К металлическому стержню отрицательно заряженного электроскопа поднесли, не касаясь его, палочку из диэлектрика. При этом листочки электроскопа разошлись на значительно больший угол. Палочка может быть

1) заряжена отрицательно

2) заряжена положительно

3) заряжена как положительно, так и отрицательно

4) не заряжена

Ответ: _______________.

Решение.

Решение

Изначально электроскоп заряжен отрицательно. Это означает, что на его металлическом стержне и листочках находится избыток электронов. Листочки отталкиваются друг от друга, так как они имеют одноименные (отрицательные) заряды.

Когда к стержню электроскопа подносят заряженное тело, не касаясь его, происходит явление электростатической индукции: свободные заряды внутри проводника (электроскопа) перераспределяются под действием электрического поля подносимого тела.

В условии задачи сказано, что листочки электроскопа разошлись на значительно больший угол. Это говорит о том, что сила кулоновского отталкивания между ними увеличилась. Сила отталкивания прямо пропорциональна произведению зарядов, поэтому увеличение силы означает, что отрицательный заряд на каждом из листочков стал больше по модулю.

Поскольку электроскоп является изолированной системой (касания не было), общий заряд на нем не изменился. Увеличение отрицательного заряда на листочках могло произойти только за счет перемещения свободных электронов с верхней части стержня электроскопа вниз, на листочки.

Чтобы отрицательно заряженные электроны переместились от стержня вниз, на них должна была подействовать сила, направленная вниз. Такую силу создает электрическое поле, отталкивающее электроны. Поскольку электроны заряжены отрицательно, их будет отталкивать другое тело, также заряженное отрицательно.

Следовательно, поднесенная палочка из диэлектрика должна быть заряжена отрицательно. Ее отрицательное поле оттолкнуло свободные электроны в стержне электроскопа, заставив их сместиться к листочкам. Это и привело к увеличению их заряда и, соответственно, угла расхождения.

Рассмотрим другие варианты:

• Если бы палочка была заряжена положительно, она бы притягивала электроны. Электроны со стержня и листочков переместились бы вверх, к шару электроскопа. Отрицательный заряд на листочках бы уменьшился, и они бы сошлись на меньший угол.
• Если бы палочка была не заряжена, то из-за поляризации она бы притягивала электроны, и листочки бы сходились, хотя эффект был бы слабее.

Таким образом, единственно верный вариант — палочка заряжена отрицательно.

Ответ: 1