Номер 2, страница 55 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. На рисунке 87 представлены электроскоп и три палочки A, B, C, одна из которых заряжена положительно, другая — отрицательно, третья не имеет заряда. Предложите способы определения:

а) какая палочка не заряжена;

б) какие палочки имеют заряд;

в) одинаковы ли абсолютные величины зарядов палочек.

Рис. 87

а) какая палочка не заряжена;

Для определения незаряженной палочки необходимо использовать незаряженный электроскоп (его лепестки опущены). Следует поочередно подносить каждую из трех палочек (A, B и C) к шару электроскопа, не касаясь его.

Когда к электроскопу подносят заряженное тело (неважно, положительно или отрицательно), на его лепестках индуцируется одноименный заряд. Силы электростатического отталкивания заставят лепестки разойтись на некоторый угол. Если же к электроскопу поднести незаряженное (нейтральное) тело, то явление электростатической индукции будет выражено крайне слабо (или отсутствовать), и лепестки электроскопа останутся в прежнем положении.

Таким образом, две палочки, при поднесении которых лепестки электроскопа расходятся, являются заряженными, а та палочка, которая не вызывает движения лепестков, не имеет заряда.

Ответ: Незаряженной является та палочка, при приближении которой к шару незаряженного электроскопа его лепестки не приходят в движение.

б) какие палочки имеют заряд;

В предыдущем пункте мы определили две заряженные палочки. Чтобы определить знаки их зарядов, необходим эталонный заряд. Его можно получить, например, потерев стеклянную палочку о шелк (она зарядится положительно) или эбонитовую палочку о мех (она зарядится отрицательно). Проведем эксперимент с использованием положительно заряженной стеклянной палочки.

1. Зарядим электроскоп положительно, коснувшись его шара наэлектризованной стеклянной палочкой. Лепестки электроскопа разойдутся.

2. Теперь поочередно будем подносить к шару заряженного электроскопа две исследуемые заряженные палочки (например, A и B).

3. Если при поднесении одной из палочек (например, A) угол расхождения лепестков увеличится, это означает, что заряд этой палочки имеет тот же знак, что и заряд электроскопа, то есть она заряжена положительно. Это происходит потому, что палочка A оттолкнет еще больше положительных зарядов из шара в лепестки, увеличив их взаимное отталкивание.

4. Если при поднесении другой палочки (B) угол расхождения лепестков уменьшится, это означает, что ее заряд противоположен заряду электроскопа, то есть она заряжена отрицательно. Отрицательный заряд палочки B притянет к себе часть положительных зарядов из лепестков в шар, уменьшив их отталкивание.

Поскольку по условию одна палочка заряжена положительно, а другая — отрицательно, мы однозначно определим знак каждой из них.

Ответ: Сначала нужно зарядить электроскоп зарядом известного знака (например, положительным). Затем, поднося к нему поочередно исследуемые палочки, наблюдать за поведением лепестков. Палочка, от которой лепестки разойдутся еще сильнее, заряжена одноименно с электроскопом. Палочка, от которой лепестки сойдутся, заряжена противоположно.

в) одинаковы ли абсолютные величины зарядов палочек.

Для сравнения абсолютных величин (модулей) зарядов двух заряженных палочек можно использовать следующий метод, основанный на явлении электростатической индукции. Этот метод предпочтительнее, так как он не изменяет заряды на исследуемых палочках.

1. Возьмем незаряженный электроскоп.

2. Поднесем первую заряженную палочку (например, A) на определенное, строго фиксированное расстояние к шару электроскопа и зафиксируем максимальный угол расхождения лепестков $\alpha_A$.

3. Уберем палочку A. Лепестки электроскопа опадут.

4. Теперь поднесем вторую заряженную палочку (B) на точно такое же расстояние к шару электроскопа и зафиксируем максимальный угол расхождения лепестков $\alpha_B$.

Угол расхождения лепестков электроскопа является мерой величины индуцированного на них заряда, которая, в свою очередь, зависит от величины заряда на подносимом теле. Сравнив углы, можно сделать вывод о модулях зарядов палочек.

• Если $\alpha_A = \alpha_B$, то абсолютные величины зарядов палочек одинаковы: $|q_A| = |q_B|$.

• Если $\alpha_A \neq \alpha_B$, то абсолютные величины зарядов различны. Палочка, вызвавшая большее расхождение лепестков, имеет больший по модулю заряд.

Ответ: Нужно поочередно подносить заряженные палочки на одно и то же расстояние к шару незаряженного электроскопа и сравнивать углы расхождения лепестков. Если углы одинаковы, то модули зарядов палочек равны. Если углы разные, то модули зарядов не равны.