Номер 310, страница 55 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Для того чтобы между шариками двух электроскопов, соединённых металлическим стержнем (проводником), возник кратковременный электрический ток, между ними должна существовать разность потенциалов. Потенциал $\phi$ электроскопа пропорционален его заряду $\text{q}$ и обратно пропорционален его электроёмкости $\text{C}$: $\phi = q/C$.

По условию, электроскопы одинаковые, следовательно, их электроёмкости равны ($C_1 = C_2 = C$). Заряды электроскопов по абсолютной величине также одинаковы. Обозначим модуль заряда как $|q|$. Ток потечёт только в том случае, если потенциалы электроскопов $\phi_1$ и $\phi_2$ не равны, то есть $\Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 \neq 0$.

Рассмотрим каждый случай отдельно.

а

Оба электроскопа заряжены отрицательно, их заряды одинаковы: $q_1 = -q$ и $q_2 = -q$. Потенциалы электроскопов равны: $\phi_1 = -q/C$ и $\phi_2 = -q/C$. Разность потенциалов между ними $\Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 = 0$. Следовательно, ток по стержню не пойдёт.

Ответ: ток не пойдёт.

б

Электроскопы заряжены разноимённо: один отрицательно ($q_1 = -q$), другой положительно ($q_2 = +q$). Потенциалы электроскопов: $\phi_1 = -q/C$ и $\phi_2 = +q/C$. Разность потенциалов между ними не равна нулю: $\Delta\phi = \phi_2 - \phi_1 = (+q/C) - (-q/C) = 2q/C$. Между шариками существует разность потенциалов, поэтому по стержню потечёт кратковременный электрический ток (электроны будут перемещаться от отрицательно заряженного электроскопа к положительно заряженному до полной нейтрализации зарядов).

Ответ: ток пойдёт.

в

Оба электроскопа заряжены положительно, их заряды одинаковы: $q_1 = +q$ и $q_2 = +q$. Потенциалы электроскопов равны: $\phi_1 = +q/C$ и $\phi_2 = +q/C$. Разность потенциалов между ними $\Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 = 0$. Следовательно, ток по стержню не пойдёт.

Ответ: ток не пойдёт.

г

Электроскопы заряжены разноимённо: один положительно ($q_1 = +q$), другой отрицательно ($q_2 = -q$). Потенциалы электроскопов: $\phi_1 = +q/C$ и $\phi_2 = -q/C$. Разность потенциалов между ними не равна нулю: $\Delta\phi = \phi_1 - \phi_2 = (+q/C) - (-q/C) = 2q/C$. Между шариками существует разность потенциалов, поэтому по стержню потечёт кратковременный электрический ток.

Ответ: ток пойдёт.