Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
В процессе трения о шёлк стеклянная палочка приобрела положительный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на палочке
и шёлке при условии, что обмен атомами при трении не происходил?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) | увеличилась |
2) | уменьшилась |
3) | не изменилась |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Правильный ответ
33
Пояснение
Решение.
Для решения данной задачи проанализируем процесс электризации тел при трении с точки зрения строения атома и закона сохранения электрического заряда.
1. Физическое явление: При трении двух тел (в данном случае стеклянной палочки о шёлк) происходит перераспределение электрического заряда. Электризация обусловлена переходом электронов — отрицательно заряженных частиц — с одного тела на другое. Протоны же находятся внутри атомных ядер и прочно связаны в кристаллической решётке твёрдого тела.
2. Анализ условия: В условии сказано, что обмен атомами при трении не происходил. Это означает, что ядра атомов (а следовательно, и протоны, входящие в их состав) оставались на своих местах. Протоны не могут перемещаться от одного тела к другому при обычном трении.
3. Изменение количества частиц:
— Количество протонов на шёлке: Так как протоны не переходят с палочки на шёлк и не покидают шёлк, их количество остаётся неизменным. Характер изменения — не изменилась (цифра 3).
— Количество протонов на палочке: Аналогично, протоны на палочке являются частью ядер её атомов. Поскольку обмена атомами нет, количество протонов на палочке также остаётся неизменным. Характер изменения — не изменилась (цифра 3).
Примечание: Положительный заряд палочки возник исключительно из-за того, что часть её электронов перешла на шёлк. При этом на палочке образовался дефицит электронов (она стала заряжена положительно), а на шёлке — избыток электронов (он стал заряжен отрицательно). Но число протонов в обоих случаях не изменилось.
Ответ: 33
Источник: ФИПИ