Дано:
- Положительно заряженная палочка
- Тело, состоящее из двух частей A и B
- Тело можно рассматривать как проводник или диэлектрик
- Начальное состояние тела - незаряженное
Найти: заряд частей тела после удаления палочки для случая с проводником и диэлектриком.
Решение:
а) Если тело состоит из проводника:
1. Когда положительно заряженная палочка подносится к телу, свободные электроны в проводнике перемещаются к части тела, ближе к палочке, создавая отрицательный заряд.
2. В то же время, на противоположной стороне тела возникает положительный заряд из-за недостатка электронов.
3. После того как частями A и B раздвинули в стороны и убрали палочку, части A и B сохранят свои заряды.
4. Часть, которая была ближе к палочке (например, A), будет иметь отрицательный заряд, а та, что дальше (например, B), будет иметь положительный заряд.
Следовательно, части A и B будут заряжены: A - отрицательно, B - положительно.
б) Если тело состоит из диэлектрика:
1. При приближении положительно заряженной палочки происходит поляризация диэлектрика. Это означает, что молекулы диэлектрика смещаются так, что одна часть становится более положительной, а другая - более отрицательной.
2. Однако, в отличие от проводника, диэлектрик не имеет свободных зарядов, которые могли бы перемещаться.
3. Поэтому после удаления палочки части A и B не останутся заряженными, но у них возникнет распределённый заряд, который исчезнет сразу после удаления палочки.
Следовательно, части A и B не будут заряжены.
в) Если палочка будет заряжена отрицательно:
1. Для проводника: при поднесении отрицательно заряженной палочки, свободные электроны в проводнике будут отталкиваться, и на части A, ближе к палочке, начнёт скапливаться положительный заряд, тогда как часть B будет иметь отрицательный заряд. После удаления палочки также сохранятся эти заряды — A будет положительно заряженной, B — отрицательно.
2. Для диэлектрика: аналогично положительному заряду, молекулы диэлектрика будут поляризованы. При этом одна часть станет более положительной, а другая более отрицательной, но после удаления палочки ни одна из частей не сохранит заряд. Таким образом, части не останутся заряженными.
Ответ:
а) Части A и B будут заряжены: A - отрицательно, B - положительно, если тело проводник.
б) Части A и B не будут заряжены, если тело диэлектрик.
в) Если палочка отрицательная: для проводника A будет положительно заряжен, B - отрицательно; для диэлектрика части не сохранят заряд.