Якщо потерти шерстю ебонітову паличку, то вона електризується, набуваючи негативний заряд, і стрілка електрометрії при піднесенні палиці до його кулі відхиляється, а при видаленні палиці - повертається до невідхиленими станом. Якщо ж в момент піднесення наелектризованої палиці до електрометрії торкнутися рукою його металевого корпусу і відразу ж прибрати руку, то після видалення палиці відхилення стрілки зберігається, хоча і менше за величиною.
Поясніть, грунтуючись на відомих фізичних законах і закономірностях, чому це відбувається.
Електрометр (див. Рис.) Являє собою металевий циліндричний корпус, передня і задня стінки якого скляні. Корпус закріплений на ізолюючої підставці. Через ізолюючу втулку всередину корпусу зверху входить металева трубка, що закінчується внизу стержнем з встановленої на ньому легкорухливою стрілкою, відхилення якої визначається величиною заряду. Стрілка може обертатися навколо горизонтальної осі. Усередині корпусу встановлена шкала електрометрії, за якою визначається відхилення стрілки. Зовні корпусу, нагорі трубки прикріплюється металева куля або тарілка, до якої підносять заряджені тіла.
1) При піднесенні наелектризованої негативним зарядом ебонітовою палиці до кулі електрометрії, в силу явища електростатичної індукції і закону збереження заряду в ізольованій системі тіл, куля і стрілка електрометрії заряджаються різнойменними і рівними по величині зарядами (куля - «+», стрілка - «-» ). При цьому частина металевого корпусу електрометрії поблизу шкали заряджається позитивним зарядом в силу того ж явища електростатичної індукції, а інша частина - рівним йому за величиною в силу закону збереження заряду в ізольованій системі тіл негативним зарядом.
2) Стрілка електрометрії відхиляється, так як однойменні заряди на стрілці і на стрижні відштовхуються, а різнойменні заряди на стрілці і на корпусі електрометрії притягуються, відповідно до закону взаємодії зарядів.
3) При видаленні наелектризованої палиці від електрометрії однакові індуковані заряди різних знаків на його кулі і на стрілці, а також менші за величиною заряди на корпусі електрометрії поблизу його шкали і далеко від стрілки компенсуються, і відхилення стрілки припиняється.
4) Якщо торкнутися корпусу електрометрії рукою після піднесення до нього наелектризованої палиці і відразу прибрати руку, то частина індукованих на корпусі зарядів (негативних) стече на того, хто доторкується до нього
людини, і на корпусі електрометрії залишиться нескомпенсований позитивний заряд.
5) В силу явища електростатичної індукції після видалення палиці цей позитивний нескомпенсований заряд на корпусі електрометрії викличе появу негативного заряду на стрілці електрометрії, розташованої поблизу шкали, і позитивного - на кулі електрометрії, що і призведе до відхилення стрілки, хоча і меншого, ніж при піднесенні зарядженої ебонітовою палиці до електрометрії.
Якщо потерти скляну паличку шовком, то вона електризується, набуваючи позитивний заряд, і стрілка електрометрії при піднесенні палиці до його кулі відхиляється, а при видаленні палиці - повертається до невідхиленими станом. Якщо ж в момент піднесення наелектризованої палиці до електрометрії торкнутися рукою його металевого корпусу і відразу ж прибрати руку, то після видалення палиці відхилення стрілки зберігається, хоча і менше за величиною. Поясніть, грунтуючись на відомих фізичних законах і закономірностях, чому це відбувається.
Електрометр (див. Рис.) Являє собою металевий циліндричний корпус, передня і задня стінки якого скляні. Корпус закріплений на ізолюючої підставці. Через ізолюючу втулку всередину корпусу зверху входить металева трубка, що закінчується внизу стержнем з встановленої на ньому легкорухливою стрілкою, відхилення якої визначається величиною заряду. Стрілка може обертатися навколо горизонтальної осі. Усередині корпусу встановлена шкала електрометрії, за якою визначається відхилення стрілки. Зовні корпусу, нагорі трубки прикріплюється металева куля або тарілка, до якої підносять заряджені тіла.
1) При піднесенні наелектризованої позитивним зарядом скляній палиці до кулі електрометрії в силу явища електростатичної індукції і закону збереження заряду в ізольованій системі тіл куля і стрілка електрометрії заряджаються різнойменними і рівними по величині зарядами (куля - «-», стрілка - «+»). При цьому частина металевого корпусу електрометрії поблизу шкали заряджається негативним зарядом в силу того ж явища електростатичної індукції, а інша частина - рівним йому за величиною в силу закону збереження заряду в ізольованій системі тіл позитивним зарядом.
2) Стрілка електрометрії відхиляється, так як однойменні заряди на стрілці і на стрижні відштовхуються, відповідно до закону взаємодії зарядів.
3) При видаленні наелектризованої палиці від електрометрії однакові індуковані заряди різних знаків на його кулі і на стрілці, а також менші за величиною заряди на корпусі електрометрії поблизу його шкали і далеко від стрілки компенсуються, і відхилення стрілки припиняється.
4) Якщо торкнутися корпусу електрометрії рукою після піднесення до нього наелектризованої палиці і відразу прибрати руку, то частина індукованих на корпусі зарядів (позитивних) стече на того, хто доторкується до нього людини, і на корпусі електрометрії залишиться нескомпенсований негативний заряд.
5) В силу явища електростатичної індукції після видалення палиці цей негативний нескомпенсований заряд на корпусі електрометрії викличе появу позитивного заряду на стрілці електрометрії, розташованої поблизу шкали, і негативного - на кулі електрометрії, що і призведе до відхилення стрілки, хоча і меншого, ніж при піднесенні зарядженої скляній палиці до електрометрії.
Два точкових позитивних заряду: q1 = -20 нКл і q2 = -40 нКл знаходяться у вакуумі на відстані L = 1,5 м один від одного. Визначте величину напруженості електричного поля цих зарядів в точці А. розташованої на прямій, що сполучає заряди, на однаковій відстані від обох зарядів.
Сумарна величина напруженості знаходиться за принципом суперпозиції електричних полів. Вектори напруженості, створювані цими зарядами, спрямовані в протилежні сторони, тому сумарна величина напруженості дорівнює їх різниці. Напруженість, створювана точковим зарядом на відстані дорівнює Отже, напруженість, створювана першим зарядом в точці А а другим - Сумарна напруженість, створювана зарядами:
Правильна відповідь можна знайти під номером: 2.
Дублює завдання 6245.
Два точкових негативних заряду, рівних по модулю 3 мкКл і 4 мкКл, розташовані на відстані 1 м один від одного. На відстані 1 м від кожного із зарядів поміщають позитивний заряд Q. модуль якого дорівнює 2 мкКл. Визначте модуль сили, що діє на заряд Q з боку двох інших зарядів. Відповідь висловіть в Н і округлите до десятих часток.
Нехай - відповідно перший і другий заряди, зобразимо сили, що діють на заряд і знайдемо їх рівнодіюча (див. Рис.). Зауважимо, що заряди лежать в вершинах рівностороннього трикутника, тому кут між силами і дорівнює 60 °. Розглянемо трикутник в ньому Знайдемо модуль рівнодійної сили, використовуючи теорему косинусів для цього трикутника:
За умовою завдання тому:
У формулі знак мінус, а при обчисленні складання робите.
Два однакових по модулю точкових заряди знаходяться на відстані r один від одного. На такій же відстані r від кожного із зарядів знаходиться точка A. На якому з наступних малюнків зображена система зарядів, для якої вектор напруженості електростатичного поля в точці A спрямований вправо?
Відомо, що лінії напруженості електричного поля починаються у позитивних зарядів і закінчуються у негативних зарядів. Вектор результуючої напруженості визначається за принципом суперпозиції полів.
Модуль вектора напруженості залежить від величини заряду і від відстані від заряду до даної точки.
Складаючи вклади від різних зарядів за правилом паралелограма, отримуємо, що для картинки під номером 2 результуючий вектор напруженості в точці А спрямований вправо.
1) Період коливань дорівнює 4 · 10 -6 c.
2) В момент t = 2 · 10 -6 c енергія котушки максимальна.
3) У момент t = 4 · 10 -6 c енергія конденсатора мінімальна.
4) У момент t = 2 · 10 -6 c сила струму в контурі дорівнює 0.
5) Частота коливань дорівнює 125 кГц.
1) Визначимо період коливань. З таблиці видно, що перший раз заряд дорівнював 2 · 10 -9 Кл в початковий момент часу і знову стад дорівнює 2 · 10 -9 Кл в 8 · 10 -6 с. Отже, період коливань дорівнює 8 · 10 -6 с.
2) Енергія котушки максимальна в момент, коли енергія конденсатора мінімальна. Енергія конденсатора мінімальна, коли заряд на ньому дорівнює нулю. Значить, енергія котушки була максимальна в моменти часу t = 2 · 10 -6 с і t = 6 · 10 -6 с.
3) Енергія конденсатора максимальна, коли заряд на ньому максимальний по модулю. Значить, енергія конденсатора максимальна при t = 4 · 10 -6 с.
4) Заряд в контурі змінюється синусоидально. Сила струму - це похідна заряду за часом, отже, сила струму в контурі дорівнює нулю, коли заряд конденсатора максимальний по модулю, тобто при t = 0 с, t = 4 · 10 -6 с, t = 8 · 10 -6 с .
5) Знайдемо частоту коливань:
Таким чином, вірні твердження під номерами 2 і 5.