Номер 271, страница 48 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Объясните наблюдаемые явления

Когда пластмассовой расческой проводят по сухим волосам, она электризуется за счет трения. В результате этого процесса, известного как трибоэлектрический эффект, электроны переходят с волос на расческу, и расческа приобретает избыточный отрицательный электрический заряд, $q < 0$.

При поднесении заряженной расчески к электрически нейтральным кусочкам бумаги и фольги, они притягиваются к ней. Это происходит из-за явления электростатической индукции, но механизм для диэлектриков (бумага) и проводников (фольга) различается.

В случае с кусочками бумаги (диэлектрик), внешнее электрическое поле расчески вызывает поляризацию молекул. Положительно заряженные части молекул смещаются в сторону расчески, а отрицательно заряженные — в противоположную. В результате сторона кусочка бумаги, ближайшая к расческе, приобретает эффективный положительный заряд, а дальняя — отрицательный. Сила притяжения между отрицательным зарядом расчески и положительной стороной бумажки оказывается больше силы отталкивания от ее отрицательной стороны, поскольку сила взаимодействия убывает с расстоянием. Это создает результирующую силу притяжения.

В случае с кусочками фольги (проводник), в которой имеются свободные электроны, под действием отрицательного поля расчески эти электроны отталкиваются и перемещаются на дальний от расчески край. Ближний к расческе край фольги, лишившись части электронов, приобретает избыточный положительный заряд. Аналогично случаю с бумагой, возникает результирующая сила притяжения.

Ключевое различие в поведении наблюдается после контакта. Когда кусочек фольги касается расчески, происходит электризация через контакт: часть избыточных электронов с расчески переходит на фольгу, так как она является проводником. В результате и фольга, и расческа оказываются заряжены одноименно — отрицательно. Так как одноименные заряды отталкиваются, фольга «отскакивает» от расчески. Бумага же является диэлектриком, поэтому при контакте с расческой значительного переноса заряда не происходит. Кусочек бумаги остается притянутым к расческе за счет продолжающегося эффекта поляризации.

Сделайте выводы

На основании данного эксперимента можно сделать следующие выводы:

1. Тела могут быть наэлектризованы путем трения.

2. Заряженное тело создает вокруг себя электрическое поле, которое действует на другие тела, в том числе и на нейтральные.

3. Электрически заряженное тело способно притягивать незаряженные проводники и диэлектрики благодаря явлению электростатической индукции.

4. При контакте заряженного тела с проводником происходит передача электрического заряда, в результате чего проводник приобретает заряд того же знака.

5. Тела, заряженные одноименными зарядами, отталкиваются друг от друга, а разноименными — притягиваются.

Ответ: Наэлектризованная расческа притягивает нейтральные кусочки бумаги и фольги из-за электростатической индукции. Фольга, являясь проводником, при контакте получает от расчески такой же (отрицательный) заряд и отталкивается от нее. Бумага, являясь диэлектриком, не получает существенного заряда при контакте и остается притянутой. Опыт демонстрирует электризацию трением, индукцию, электризацию контактом и взаимодействие зарядов.