Объяснение особенностей протекания физических явлений · 72 задания
- Задание №5№5
Существует много способов (физических и химических) для разделения смесей. На рисунке представлен один из физических способов разделения смесей. Можно…
Магнитное поле магнита
- Задание №5№5
В теплоизолированной картонной трубке длиной 1 м находится небольшое количество свинцовой дроби. Трубку в вертикальной плоскости переворачивают n раз…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №5№5
Лёгкий алюминиевый шарик, подвешенный на нити, притянулся к поднесённой заряженной стеклянной палочке (см. рисунок). Можно ли сделать однозначный выво…
Проводники и диэлектрики
- Задание №5№5
Изучая колебания пружинного маятника, ученик собрал из пружин разной жёсткости и грузов одинаковой массы четыре установки (см. рисунок). Какую из указ…
Маятники
- Задание №5№5
Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний математического маятника от длины нити. Какую из указанных на рисунке пар маятнико…
Маятники
- Задание №5№5
Греческий учёный Герон, живший в I в. н.э., написал несколько книг об инженерном деле. В них он описывал самые разные изобретения, в том числе так наз…
Закон сохранения импульса
- Задание №5№5
Даша на белом листе бумаги красным карандашом нарисовала цветок. Что она увидит, рассматривая при солнечном свете листок с рисунком через зелёный филь…
Явления в природе
- Задание №5№5
Горячий чайник какого цвета – чёрного или белого – при прочих равных условиях остывает быстрее и почему? 1) белый, так как его теплопроводность выше 2…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5
На белой бумаге красными чернилами написан текст. Удастся ли ученику прочесть текст через фильтр красного цвета? 1) Не удастся: ученик увидит просто л…
Дисперсия света
- Задание №5№5
Какой снег – грязный или чистый – при прочих равных условиях тает быстрее в солнечную погоду и почему? 1) грязный снег, так как он отражает солнечные…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5
Если пластмассовой расчёской тщательно расчесать сухие волосы, а затем поднести расчёску к тонкой струе воды, то можно видеть, как струя изгибается в…
Электризация тел
- Задание №5№5
Два одинаковых бруска льда внесли в тёплое помещение. Первый брусок оставили открытым, а второй обернули шерстяным шарфом, находившимся в том же помещ…
Виды теплопередачи
Лёгкий алюминиевый шарик, подвешенный на нити, притянулся к поднесённой заряженной стеклянной палочке (см. рисунок).
Можно ли сделать однозначный вывод, что изначально шарик был заряжен?
Правильный ответ
4
Пояснение
Решение.
Для того чтобы ответить на вопрос задачи, разберём физические процессы, происходящие при поднесении заряженного тела к проводнику.
1. Взаимодействие заряженных тел. Согласно закону Кулона, тела, имеющие заряды противоположных знаков, притягиваются друг к другу. Стеклянная палочка, потёртая о шёлк, заряжается положительно. Если бы алюминиевый шарик изначально имел отрицательный заряд, он бы притянулся к палочке. Однако это не единственный возможный сценарий.
2. Явление электростатической индукции (электризация через влияние). Алюминий является проводником, то есть содержит большое количество свободных носителей заряда — электронов. Когда мы подносим положительно заряженную палочку к нейтральному (незаряженному) шарику, электрическое поле палочки начинает действовать на свободные электроны в металле.
3. Перераспределение зарядов. Под действием притяжения к положительному заряду палочки свободные электроны смещаются на ту сторону шарика, которая ближе к палочке. Таким образом, на ближней стороне шарика образуется избыточный отрицательный заряд, а на дальней — избыточный положительный заряд (недостаток электронов). Суммарный заряд шарика при этом остаётся равным нулю.
4. Притяжение. Сила электрического взаимодействия зависит от расстояния: чем ближе заряды, тем сильнее они взаимодействуют. Отрицательно заряженная сторона шарика находится ближе к палочке, чем положительно заряженная. Следовательно, сила притяжения отрицательных зарядов к палочке будет больше, чем сила отталкивания положительных зарядов. В результате шарик в целом притянется к палочке.
Вывод: Притяжение наблюдается как в случае, если шарик заряжен отрицательно, так и в случае, если он изначально был нейтрален. Следовательно, сделать однозначный вывод о наличии первоначального заряда у шарика нельзя.
Ответ: 4
Источник: ФИПИ