Задание №19 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Необходимо наэлектризовать трением о ткань стальной и стеклянный стержни. В каком случае для успешности процесса необходимо использовать резиновые перчатки? Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть электрические свойства материалов, из которых изготовлены стержни, и условия сохранения заряда на них.
1. Физические свойства материалов. Стеклянный стержень является диэлектриком (изолятором), а стальной стержень — проводником. Диэлектрики практически не содержат свободных носителей заряда, в то время как в проводниках (металлах) электроны могут свободно перемещаться по всему объему тела.
2. Процесс электризации. При трении стержня о ткань происходит перераспределение зарядов между ними. В случае со стеклянным стержнем возникший заряд локализуется в месте трения и не может перемещаться по стержню. Даже если мы держим его голой рукой, заряд не уходит в землю через тело человека, так как стекло не проводит ток.
3. Утечка заряда. Тело человека является проводником. Если мы держим стальной стержень голой рукой, то все избыточные заряды, полученные при трении, будут мгновенно стекать через руку и тело человека в землю (заземление). В результате стальной стержень останется нейтральным.
4. Роль резиновых перчаток. Резина является хорошим диэлектриком. Чтобы предотвратить утечку заряда со стального стержня, необходимо изолировать его от проводящего тела человека. Резиновые перчатки создадут барьер, который не позволит зарядам уйти со стали, и стержень удастся наэлектризовать.
Таким образом, использование резиновых перчаток необходимо при электризации стального стержня.
Ответ: Резиновые перчатки необходимо использовать в случае со стальным стержнем. Сталь является проводником, и без изоляции (перчаток) полученный при трении заряд будет уходить через тело человека в землю. Стеклянный стержень является диэлектриком, поэтому он сохранит заряд даже без перчаток.
Источник: ФИПИ