Номер 1, страница 118 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

1. Как взаимодействует стрелка компаса с наэлектризованными эбонитовой и стеклянной палочками? Какие выводы можно из этого сделать?

Решение

При поднесении к стрелке компаса наэлектризованной эбонитовой палочки (заряженной отрицательно) или наэлектризованной стеклянной палочки (заряженной положительно), в обоих случаях стрелка компаса будет притягиваться к палочке. Этот эффект является не магнитным, а электростатическим.

Объяснение этого явления заключается в электростатической индукции. Стрелка компаса является металлическим проводником, содержащим свободные носители заряда (электроны). Когда к стрелке подносят заряженное тело, его электрическое поле заставляет свободные заряды в проводнике перемещаться:

– При поднесении отрицательно заряженной эбонитовой палочки, она отталкивает свободные электроны на дальний конец стрелки. В результате ближний к палочке конец стрелки приобретает избыточный положительный заряд, а дальний — избыточный отрицательный.

– При поднесении положительно заряженной стеклянной палочки, она притягивает свободные электроны к ближнему концу стрелки. В результате ближний конец становится отрицательно заряженным, а дальний — положительно.

В обоих сценариях на ближнем к палочке конце стрелки образуется заряд, противоположный по знаку заряду палочки (индуцированный заряд). Сила кулоновского взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния. Поскольку разноименные заряды (палочка и ближний конец стрелки) находятся ближе друг к другу, чем одноименные (палочка и дальний конец стрелки), сила притяжения превосходит силу отталкивания. В итоге стрелка в целом притягивается к палочке, независимо от знака ее заряда.

Какие выводы можно из этого сделать?

1. Вокруг неподвижных электрических зарядов существует электрическое поле, которое способно оказывать силовое воздействие на другие тела, включая незаряженные проводники.

2. Наблюдаемое взаимодействие — это электростатическое притяжение, вызванное поляризацией проводника (стрелки) в электрическом поле. Оно не является магнитным.

3. Характер этого взаимодействия (только притяжение) принципиально отличает его от магнитного взаимодействия, которое может быть как притяжением (между разноименными полюсами), так и отталкиванием (между одноименными полюсами).

4. Главный вывод состоит в том, что электрические и магнитные взаимодействия — это явления разной природы. Неподвижные электрические заряды создают вокруг себя статическое электрическое поле, но не создают магнитного поля. Магнитное поле, способное отклонять стрелку компаса, создается движущимися зарядами (электрическим током) или постоянными магнитами.

Ответ: Наэлектризованная эбонитовая (отрицательно заряженная) и стеклянная (положительно заряженная) палочки будут притягивать к себе стрелку компаса. Это происходит из-за явления электростатической индукции: в металлической стрелке под действием электрического поля палочки перераспределяются заряды, и возникает сила притяжения. Основной вывод заключается в том, что силы, действующие со стороны неподвижных зарядов, являются электрическими, а не магнитными, и отличаются от магнитных сил по своему характеру (магнитные силы могут быть и силами отталкивания, а в данном опыте наблюдается только притяжение).