Задание №16 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Учитель на уроке, используя палочку, кусок ткани и электроскоп, последовательно провёл опыты по электризации. Условия проведения опытов и показания электроскопа представлены на рисунке.
|
|
|
|
Опыт 1. Палочку и ткань в исходном состоянии поочередно поднесли | Опыт 2. Палочку потёрли о ткань, дотронулись палочкой | Опыт 3. Палочку вновь поднесли, | Опыт 4. Ткань поднесли, не дотрагиваясь, к заряженному палочкой электроскопу |
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.
Палочка и ткань электризуются при трении.
При трении палочка и ткань приобретают равные по величине заряды.
При трении палочка и ткань приобретают разные по знаку заряды.
Угол расхождения лепестков электроскопа зависит от степени наэлектризованности палочки.
Электризация связана с перемещением электронов с одного тела на другое.
Правильный ответ
13
Пояснение
Решение. Проанализируем результаты каждого опыта, опираясь на показания электроскопа и физические принципы взаимодействия зарядов.
1. Опыт 1: Палочку и ткань подносят к электроскопу до трения. Лепестки не расходятся (рис. 1). Это означает, что изначально оба тела электрически нейтральны.
2. Опыт 2: После трения палочки о ткань палочкой касаются электроскопа. Лепестки расходятся (рис. 2), что свидетельствует о передаче части заряда от палочки к электроскопу. Следовательно, в результате трения палочка приобрела электрический заряд. Утверждение № 1 верно, так как опыт подтверждает факт электризации тел при трении.
3. Опыт 3: К электроскопу, уже заряженному палочкой (пусть его заряд будет ), снова подносят ту же палочку, не касаясь. Мы видим, что угол расхождения лепестков увеличивается (рис. 3). Это происходит из-за явления электростатической индукции: одноименный заряд палочки отталкивает свободные заряды того же знака из шара электроскопа вниз в лепестки, увеличивая их заряд и силу отталкивания.
4. Опыт 4: К этому же заряженному электроскопу подносят ткань. Мы видим, что угол расхождения лепестков уменьшается (рис. 4). Это означает, что ткань притягивает к шару часть зарядов из лепестков. Такое возможно только в том случае, если заряд ткани противоположен по знаку заряду палочки (и, соответственно, заряду электроскопа). Таким образом, при трении тела приобрели заряды разных знаков. Утверждение № 3 верно.
Проверим остальные утверждения:
— Утверждение № 2: Хотя закон сохранения заряда гласит, что модули зарядов равны, из данных картинок мы не можем точно измерить величину заряда ткани и палочки, чтобы подтвердить их строгое равенство только на основе этого эксперимента.
— Утверждение № 4: В данных опытах не проводилось сравнение углов при разной интенсивности трения или использовании разных палочек, поэтому зависимость угла от "степени наэлектризованности" экспериментально не проверялась.
— Утверждение № 5: Это верное физическое знание, но оно описывает микроскопический механизм явления, который невозможно увидеть или доказать непосредственно с помощью школьного электроскопа в данном опыте.
Ответ: 13
Источник: ФИПИ