Решение: Электростатическая индукция электрометров
На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, положительно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, сняли стержень, а затем убрали палочку. Ссылаясь на известные Вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.
Решение по шагам
4 шагаМеталлический стержень и оба электрометра образуют единую проводящую систему. При поднесении положительно заряженной палочки свободные электроны в этой системе перемещаются к ближайшему электрометру вследствие электростатической индукции.
На первом электрометре возникает избыток электронов, поэтому он приобретает отрицательный заряд. На втором электрометре возникает недостаток электронов, поэтому он приобретает положительный заряд. В целом система остаётся электронейтральной, поскольку заряды лишь разделились.
$$q_1 + q_2 = 0$$Стержень снимают, пока положительная палочка ещё находится рядом. После разъединения электрометры становятся изолированными друг от друга, поэтому перераспределение зарядов между ними прекращается.
После удаления палочки заряды на электрометрах перераспределяются по их поверхностям, но знак полного заряда каждого электрометра сохраняется.
$$q_1 < 0,\quad q_2 > 0$$После удаления палочки первый электрометр заряжен отрицательно, второй — положительно.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Считать, что положительно заряженная палочка передаёт заряд электрометру, хотя контакта между ними не было.
Убирать палочку до снятия стержня: в этом случае заряды снова перераспределились бы между электрометрами.
Утверждать, что оба электрометра имеют одинаковый знак заряда.