Номер 11, страница 88, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Задания для подготовки к основному государственному экзамену по физике. Вариант 2 - номер 11, страница 88.

Условие.

11. На штативе при помощи шёлковой нити подвешена незаряженная лёгкая гильза из фольги. К ней медленно приближают отрицательно заряженный шар на изолирующей подставке. При достаточно близком положении шара гильза займёт положение, показанное на рисунке

1

2

3

4

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Ответ: ___________.

Решение.

В условии задачи говорится о незаряженной лёгкой гильзе из фольги и отрицательно заряженном шаре. Гильза из фольги является проводником, а это значит, что в ней есть свободные электроны, которые могут перемещаться по всему её объёму.

Когда к незаряженной проводящей гильзе подносят отрицательно заряженный шар, происходит явление электростатической индукции. Под действием электрического поля отрицательно заряженного шара свободные электроны в гильзе начинают перемещаться. Так как одноименные заряды отталкиваются, электроны (отрицательные заряды) в гильзе переместятся на сторону, наиболее удалённую от шара.

В результате этого перераспределения зарядов на ближней к шару стороне гильзы возникнет избыток положительного заряда (недостаток электронов), а на дальней стороне — избыток отрицательного заряда (избыток электронов).

Теперь между заряженным шаром и гильзой действуют две основные силы:

1. Сила притяжения между отрицательным зарядом шара и положительным зарядом на ближней стороне гильзы.
2. Сила отталкивания между отрицательным зарядом шара и отрицательным зарядом на дальней стороне гильзы.

Согласно закону Кулона, сила электростатического взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами ($F \sim \frac{1}{r^2}$). Поскольку положительные заряды на гильзе находятся ближе к шару, чем отрицательные, сила притяжения будет больше, чем сила отталкивания.

Вследствие этого результирующая сила, действующая на гильзу, будет направлена в сторону шара, то есть гильза притянется к шару. Этому случаю соответствует рисунок под номером 2.

Ответ: 2