Сначала поднести, потом разделить
Переключай этапы правильной и ошибочной последовательности. Суммарный заряд двух шариков всегда нулевой.
Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.
Отрицательная палочка, одинаковые изолированные металлические шарики. Контакта с палочкой и землёй нет; величины наведённых зарядов условны.
Перераспределение без контакта
Поднесём отрицательно заряженную палочку к нейтральному изолированному проводнику. Его электроны смещаются дальше от палочки. На ближней стороне возникает недостаток электронов, на дальней — избыток.
Полный заряд проводника остаётся нулевым: палочка его не касалась, и проводящего пути к другим телам нет. Положительная и отрицательная области возникают одновременно и компенсируют друг друга по суммарному заряду.
Внешнее заряженное тело
Действует на подвижные электроны
Смещение электронов
Неодинаковое распределение зарядов
Поляризация
Ближняя и дальняя стороны разных знаков
При влиянии изолированный нейтральный проводник перераспределяет заряд, сохраняя общий ноль.
Появляются ли новые протоны на ближнем краю?
Нет. Положительный избыток означает недостаток электронов относительно положительного заряда атомных ядер.
Если убрать палочку
Пока внешнее тело рядом, оно поддерживает разделение зарядов. Если убрать его до разъединения частей проводника, электроны перераспределятся обратно. Проводник снова станет нейтральным без выраженного разделения на две стороны.
Это отличает наведённое распределение от передачи суммарного заряда контактом. Наблюдаемое отклонение электроскопа при приближении палочки ещё не означает, что прибор получил электроны от неё.
Палочка рядом
Есть разделение зарядов
Палочка удалена
У соединённого изолированного тела разделение исчезает
Временная поляризация не равна получению ненулевого суммарного заряда.
Почему опыт нужно описывать по шагам?
Результат зависит от порядка действий: удалить источник поля и разъединить проводники — не взаимозаменяемые шаги.
Исторический электроскоп
Электроскоп может реагировать на близкое заряженное тело даже без касания.
Rama · CC BY-SA 3.0 fr · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Генератор Ван де Граафа
Сильное внешнее электрическое воздействие вызывает перераспределение зарядов в соседних телах.
Jared C. Benedict · CC BY-SA 3.0 · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Два шарика и порядок действий
Два одинаковых нейтральных металлических шарика сначала соприкасаются. Поднесём палочку к первому: электроны перераспределятся между шариками. Не убирая палочку, разъединим шарики, а затем уберём палочку.
Теперь каждый шарик изолирован от другого и сохраняет свой заряд. Заряды равны по модулю и противоположны, если исходная система имела нулевой заряд и не обменивалась им с окружающей средой. Палочка при этом не передавала им заряд контактом.
1. Соединить
Одна нейтральная проводящая система
2. Поднести
Разделить заряды внешним воздействием
3. Разъединить
Сохранить заряды на разных телах
4. Удалить палочку
Каждое тело остаётся заряженным
Разъединение проводников при действующем внешнем поле позволяет сохранить разделённые заряды.
Что будет, если сначала убрать палочку, а потом разъединить шарики?
Пока шарики соединены, распределение успеет восстановиться. При идеальных условиях после разъединения оба останутся нейтральными.
Притяжение нейтрального тела
На ближней стороне нейтрального тела возникает преимущественно заряд противоположного знака. В неоднородном поле ближнее притяжение может превышать дальнее отталкивание. Так объясняется притяжение лёгких нейтральных объектов к наэлектризованному предмету.
У диэлектрика не происходит свободного переноса электронов через весь предмет, но связанные заряды немного смещаются. Для результата важна поляризация; механизм внутри диэлектрика отличается от движения свободных электронов в металле.
| Тело | Как возникает разделение |
|---|---|
| Проводник | Перераспределение свободных зарядов |
| Диэлектрик | Смещение связанных зарядов |
| Оба случая | Возможное притяжение в неоднородном поле |
Наведённое разделение помогает объяснить притяжение нейтральных тел.
Зависит ли само наличие притяжения нейтрального предмета от знака палочки?
При смене знака меняются знаки наведённых областей. Ближняя область снова оказывается противоположной палочке, поэтому притяжение возможно в обоих случаях.
Шесть выводов
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе
Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Физика, 8 класс», § 14. Тема и содержание сверены с файлом «8 класс. Физика — § 14. через влияние.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.
Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Число частиц, размеры и цвета учебных схем условны.