Задание №5 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Если пластмассовой расчёской тщательно расчесать сухие волосы, а затем поднести расчёску к тонкой струе воды, то можно видеть, как струя изгибается в сторону расчёски. Как можно объяснить этот эксперимент?
При трении о волосы расчёска приобретает электрический заряд, а струя воды электризуется через влияние при поднесении электрически заряженного тела.
Расчёска приобретает электрический заряд и передаёт часть этого заряда струе воды.
Расчёска и струя воды намагничиваются в магнитном поле Земли и притягиваются разноимёнными полюсами.
Струя воды электризуется за счёт трения движущихся относительно друг друга частичек воды, расчёска при поднесении к струе воды электризуется через влияние.
Правильный ответ
1
Пояснение
Решение.
Для объяснения данного физического явления проанализируем процессы, происходящие на каждом этапе эксперимента:
1. Электризация расчёски: При расчёсывании сухих волос происходит трение между пластмассой и волосами. В результате этого процесса (электризация трением) часть электронов переходит с одного тела на другое. Расчёска приобретает отрицательный или положительный электрический заряд (в зависимости от материала).
2. Взаимодействие со струёй воды: Когда заряженную расчёску подносят к тонкой струе воды, непосредственного контакта между ними нет. Однако электрическое поле, создаваемое расчёской, начинает воздействовать на молекулы воды. Вода является диэлектриком, состоящим из полярных молекул (диполей). Под действием внешнего поля происходит перераспределение зарядов внутри струи — это явление называется электризацией через влияние (или электростатической индукцией).
3. Притяжение: На той стороне струи, которая ближе к расчёске, скапливается заряд, противоположный по знаку заряду расчёски. Согласно закону Кулона, разноимённые заряды притягиваются. Поскольку сила притяжения со стороны ближних зарядов больше, чем сила отталкивания со стороны одноимённых зарядов на дальнем крае струи, вся струя изгибается в сторону расчёски.
Разберём предложенные варианты ответа:
— Вариант 2 неверен, так как расчёска не касается воды и не может передать ей часть своего заряда.
— Вариант 3 неверен, так как пластмасса и вода не являются ферромагнетиками и не могут намагничиваться в слабом магнитном поле Земли.
— Вариант 4 неверен, так как основная причина здесь — заряд расчёски, полученный от волос, а не самопроизвольная электризация воды.
Таким образом, верным является утверждение, что расчёска заряжается при трении, а вода электризуется через влияние.
Ответ: 1
Источник: ФИПИ