· Ілля Добрий · ГДЗ · 4 хв. читати

17. Електричне поле. Електроскоп. Електрометр. Закон збереження електричного заряду

💭 Поміркуйте і дайте відповідь

1. У якій точці (1 чи 2) дія електричного поля (мал. 17.2, а), створеного позитивно зарядженою частинкою, є сильнішою? Відповідь обґрунтуйте.

Дія електричного поля є сильнішою в точці 1. Це тому, що точка 1 розташована ближче до заряду, а чим далі від зарядженого тіла, тим електричне поле слабше, що видно по меншій густоті силових ліній.

2. Чи правильно зображено силові лінії електричних полів заряджених частинок (мал. 17.2, б)?

Ні, неправильно. Силові лінії електричного поля мають напрямок від позитивно зарядженої частинки до негативно зарядженої. На малюнку б) силові лінії йдуть від лівої частинки до правої, отже ліва частинка має бути позитивною (+), а права - негативною (-). Але на малюнку обидві частинки позначені як позитивні, що суперечить зображеним силовим лініям.

3. На мал. 17.2 (в) графічно зображено силові лінії електричних полів системи заряджених частинок. Чи правильно позначено їхні заряди?

Так, правильно. На малюнку в) силові лінії мають вигляд замкнених концентричних кіл навколо двох частинок, що характерно для системи з однойменними зарядами. Обидві частинки позначені як позитивні (+), що відповідає зображеній картині поля - силові лінії відштовхуються від обох зарядів і утворюють замкнені петлі між ними.

💭 Поміркуйте і дайте відповідь

1. Електроскопу надали заряд −4,8⋅10−10 Кл-4,8 \cdot 10^{-10} \text{ Кл}. Якій кількості електронів відповідає цей заряд?

Цей заряд відповідає 3⋅1093 \cdot 10^9 електронів. Щоб це порахувати, треба загальний заряд qq поділити на заряд одного електрона ee. Згідно з текстом, заряд електрона e=−1,6⋅10−19 Клe = -1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}.

Формула для знаходження кількості електронів NN така:

N=∣q∣∣e∣N = \dfrac{|q|}{|e|}

Тепер підставимо числа у формулу:

N=∣−4,8⋅10−10 Кл∣∣−1,6⋅10−19 Кл∣=3⋅109N = \dfrac{|-4,8 \cdot 10^{-10}\text{ Кл}|}{|-1,6 \cdot 10^{-19}\text{ Кл}|} = 3 \cdot 10^9

2. Чи можуть заряджені тіла мати заряд, в 1,2 раза більший за заряд електрона?

Ні, не можуть. Заряд будь-якого тіла має бути в ціле число разів більшим за заряд електрона, бо заряд електрона є найменшим неподільним зарядом. Оскільки 1,2 не є цілим числом, то тіло не може мати такий заряд.

3. Чи може заряджене тіло мати заряд −6,4⋅10−10 Кл-6,4 \cdot 10^{-10} \text{ Кл}?

Так, може. Щоб це перевірити, потрібно поділити даний заряд на заряд електрона. Якщо вийде ціле число, то такий заряд можливий.

−6,4⋅10−10 Кл−1,6⋅10−19 Кл=4⋅109\dfrac{-6,4 \cdot 10^{-10}\text{ Кл}}{-1,6 \cdot 10^{-19}\text{ Кл}} = 4 \cdot 10^9

Результат 4⋅1094 \cdot 10^9 є цілим числом, отже, такий заряд існує. Він відповідає надлишку 4⋅1094 \cdot 10^9 електронів.

🔄 Перевірте себе

1. Чи правильно розподілилися заряди на електроскопах (мал. 17.8)?

На малюнку а) заряди розподілилися неправильно, тому що на обох пелюстках має бути однаковий за знаком заряд, і вони повинні відштовхуватися. На малюнку б) розподіл зарядів зображено частково правильно: під дією негативно зарядженої палички вільні електрони в електроскопі перемістилися на пелюстки, надавши їм негативного заряду (тому вони відштовхуються), а на кульці виник надлишок позитивного заряду. Але + на шарі то неправильно.

2. Як за допомогою електроскопа, скляної палички та шовкової тканини встановити знак заряду зарядженого тіла?

Спочатку потрібно натерти скляну паличку об шовкову тканину, внаслідок чого паличка набуде позитивного заряду. Потім цією паличкою треба торкнутися до кульки електроскопа, щоб зарядити його позитивно — його пелюстки розійдуться. Після цього до кульки зарядженого електроскопа підносять тіло з невідомим зарядом. Якщо пелюстки розійдуться ще більше, то тіло заряджене позитивно. Якщо ж кут між пелюстками зменшиться, то тіло має негативний заряд.

3. Цинкові ошурки просіюють через мідне сито. Що відбудеться з паперовими смужками електроскопа, якщо струмінь цих ошурок спрямувати на кульку електроскопа?

Під час тертя цинкових ошурок об мідне сито відбудеться електризація. Цинк зарядиться позитивно, а мідь — негативно. Коли позитивно заряджені цинкові ошурки потраплять на кульку електроскопа, вони передадуть йому свій заряд. Електроскоп зарядиться позитивно, і його паперові смужки розійдуться.

4. Дві однакові мідні кульки мали заряди –5q і –7q. Кульки привели в зіткнення і розсунули на попередню відстань. Як змінилася величина зарядів кульок? Притягуються чи відштовхуються вони між собою? Визначте заряди кульок після дотику.

Після дотику заряд кожної кульки стане –6q. Оскільки заряди кульок однойменні (обидва негативні), вони будуть відштовхуватися. Величина заряду першої кульки збільшилася (з 5q до 6q), а другої — зменшилася (з 7q до 6q).

Це можна розрахувати за законом збереження заряду:

Сумарний заряд до дотику: qсум=(−5q)+(−7q)=−12qq_{сум} = (-5q) + (-7q) = -12q.

Оскільки кульки однакові, після дотику заряд розподілиться порівну: q1′=q2′=−12q2=−6qq_1' = q_2' = \frac{-12q}{2} = -6q.

5. Під час тертя двох тіл одне з них набуло 100 додаткових електронів. Визначте надлишковий заряд цього тіла.

Надлишковий заряд цього тіла становить −1,6⋅10−17 Кл-1,6 \cdot 10^{-17} \text{ Кл}.

Заряд тіла qq дорівнює добутку кількості електронів NN на заряд одного електрона ee. Заряд електрона e=−1,6⋅10−19 Клe = -1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}.

q=N⋅e=100⋅(−1,6⋅10−19 Кл)=−1,6⋅10−17 Клq = N \cdot e = 100 \cdot (-1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}) = -1,6 \cdot 10^{-17} \text{ Кл}.

Поширити:

Оцініть матеріал

Натисніть на зірку для оцінки:

Коментарі

Залишити відповідь:

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься

Назад