Как зарядится металлическое тело
Многие физические явления, наблюдаемые в природе и окружающей нас жизни, не могут быть объяснены только на основе законов механики, молекулярно-кинетической теории и термодинамики. В этих явлениях проявляются силы, действующие между телами на расстоянии, причем эти силы не зависят от масс взаимодействующих тел и, следовательно, не являются гравитационными. Эти силы называют электромагнитными силами .
О существовании электромагнитных сил знали еще древние греки. Но систематическое, количественное изучение физических явлений, в которых проявляется электромагнитное взаимодействие тел, началось только в конце XVIII века. Трудами многих ученых в XIX веке завершилось создание стройной науки, изучающей электрические и магнитные явления. Эта наука, которая является одним из важнейших разделов физики, получила название электродинамики .
Основными объектами изучения в электродинамике являются электрические и магнитные поля, создаваемые электрическими зарядами и токами.
Электрическое поле
1.1. Электрический заряд. Закон Кулона
Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием.
Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.
Электрический заряд обычно обозначается буквами или .
Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:
Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.
Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда .
Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.
С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду .
В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером . Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.
Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина:
Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными . Элементарный заряд является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда. Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом и Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.
В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 1.1.1). Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.
Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов. Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт французским физиком Ш. Кулоном в 1785 г. В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис. 1.1.2), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью. Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка .
Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами .
Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:
Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:
Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. 1.1.3). Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой .
Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.
Коэффициент пропорциональности в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).
Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения .
Коэффициент в системе СИ обычно записывают в виде:
где – электрическая постоянная .
В системе СИ элементарный заряд равен:
Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции.
Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.
Рис. 1.1.4 поясняет принцип суперпозиции на примере электростатического взаимодействия трех заряженных тел.
Принцип суперпозиции является фундаментальным законом природы. Однако, его применение требует определенной осторожности, в том случае, когда речь идет о взаимодействии заряженных тел конечных размеров (например, двух проводящих заряженных шаров 1 и 2). Если к системе из двух заряженных шаров поднсти третий заряженный шар, то взаимодействие между 1 и 2 изменится из-за перераспределения зарядов .
Принцип суперпозиции утверждает, что при заданном (фиксированном) распределении зарядов на всех телах силы электростатического взаимодействия между любыми двумя телами не зависят от наличия других заряженных тел.
Как зарядится металлическое тело А, ЕСЛИ К НЕМУ поднести заряженное тело В(рис?
Как зарядится металлическое тело А, ЕСЛИ К НЕМУ поднести заряженное тело В(рис.
52) Положительным, отрицательным или останется нейтральным?
Под действием электрического поля тела В электроны переместятся влево у тела А, правая часть зарядится положительно, но поскольку она имеет заземление, то электроны перейдут через него в правую часть, общий заряд станет отрицательным (будет избыток электронов).
Если убрать тело В, то заряд снова станет нейтральным.
Как передается гильзе заряд с тела наэлектризованного отрицательно положительно?
Как передается гильзе заряд с тела наэлектризованного отрицательно положительно.
К шарику заряженного электроскопа подносят, не касаясь его, незаряженное металлическое тело?
К шарику заряженного электроскопа подносят, не касаясь его, незаряженное металлическое тело.
Как изменяется угол отклонения листочков?
Что будет, если поднести к заряженному шарику кусок стекла?
Что произойдет если заряженый к электроскопу поднести незаряженое электрическое тело?
Что произойдет если заряженый к электроскопу поднести незаряженое электрическое тело.
Если к положительно заряженному шарику электрометра поднести отрицательно заряженню палочку, не касаясь ею электрометра, то показания электрометра?
Если к положительно заряженному шарику электрометра поднести отрицательно заряженню палочку, не касаясь ею электрометра, то показания электрометра.
Почему нейтрально заряженые тела притягиваются к електрически заряженым?
Почему нейтрально заряженые тела притягиваются к електрически заряженым?
Заряд какого наэлектризованного тела принят за положительный, а какого - за отрицательный?
Заряд какого наэлектризованного тела принят за положительный, а какого - за отрицательный?
Как называется явление перераспределения зарядов в металлическом проводнике при поднесении к нему заряженного тела?
Как называется явление перераспределения зарядов в металлическом проводнике при поднесении к нему заряженного тела?
Ребят, сроооочно надо, помогите пожалуйста.
Металлическом телу предоставили отрицательный заряд?
Металлическом телу предоставили отрицательный заряд.
Как изменится масса этого тела?
Срочноооо?
При изучении строения атома в рамках модели Резерфорда моделью ядра служит
1) электрически нейтральный шар
2) положительно заряженный шар с вкраплениями электронов
3) отрицательно заряженное тело малых по сравнению с атомом размеров
4) положительно заряженное тело малых по сравнению с атомом размеров.
К нейтральному металлическому шару прикоснулись положительно заряженным телом?
К нейтральному металлическому шару прикоснулись положительно заряженным телом.
Металлический шар зарядился.
В результате этого число положительно заряженных частиц увеличилось, уменьшилось или осталось прежним?
А число отрицательно заряженных частиц?
Это явление называют электростатическая индукция.
Какое явление приводит к увеличению сопротивления металлического проводника?
Какое явление приводит к увеличению сопротивления металлического проводника?
Почему незаряженные металлические опилки притягиваютсяя к заряженному телу?
Почему незаряженные металлические опилки притягиваютсяя к заряженному телу.
Каким зарядом наэлектризуется конец металлического стержня при поднесении его к наэлектризлванному отрицательно телу?
Каким зарядом наэлектризуется конец металлического стержня при поднесении его к наэлектризлванному отрицательно телу?
1)Заряженную стеклянную палочку поднесли к станиолевой гильзе, подвешенной на шелковой нити?
1)Заряженную стеклянную палочку поднесли к станиолевой гильзе, подвешенной на шелковой нити.
Гильза отклонилась к заряженной стеклянной палочке.
Но после касания палочки гильза отталкивается от нее.
2)Имеются два изолированных металлических шара.
Шар большего радиуса заряжен, второй не имеет заряда.
Сравните заряды обоих шаров после соединения их металлической проволокой.
Какой электрический заряд приобретёт металлическая гильза после прикосновения к заряженной стеклянной палочке?
Какой электрический заряд приобретёт металлическая гильза после прикосновения к заряженной стеклянной палочке?
Какое явление вызвано электростатистической индукцией?
Какое явление вызвано электростатистической индукцией?
А) Упорядоченное движение заряженных частиц
б)Электризация проводника в электрическом поле
в)электризация тел трением
г) Дискретность электрического заряда
д) Беспорядочность движения заряженных частиц
Металлический шар радиусом 2 см, заряженный до потенциала 30 В,соединили проволокой с шаром, емкостью 3 пФ, на котором находится заряд - 6 * 10 ^ - 8 Кл?
Металлический шар радиусом 2 см, заряженный до потенциала 30 В,
соединили проволокой с шаром, емкостью 3 пФ, на котором находится заряд - 6 * 10 ^ - 8 Кл.
Каков будет заряд на первом шаре после перераспределения
Явление наложения волн, при котором происходит перераспределение энергии В пространстве называется?
Явление наложения волн, при котором происходит перераспределение энергии В пространстве называется.
Вы открыли страницу вопроса Как называется явление перераспределения зарядов в металлическом проводнике при поднесении к нему заряженного тела?. Он относится к категории Физика. Уровень сложности вопроса – для учащихся 5 - 9 классов. Удобный и простой интерфейс сайта поможет найти максимально исчерпывающие ответы по интересующей теме. Чтобы получить наиболее развернутый ответ, можно просмотреть другие, похожие вопросы в категории Физика, воспользовавшись поисковой системой, или ознакомиться с ответами других пользователей. Для расширения границ поиска создайте новый вопрос, используя ключевые слова. Введите его в строку, нажав кнопку вверху.
Читайте также: