Где сосредоточен электрический заряд проводника
Если к проводнику приблизить внешний неподвижный электрический заряд, то свободные заряды внутри проводника переместятся к части, ближайшей к влияющему заряженному телу. На другой части сосредотачиваются заряды, противоположные по знаку влияющему заряду. Это явление носит название электростатической индукции или электризации влиянием.
 |
 |
|
 |
 |
Рис. 1. Проводник в поле положительно заряженного заряда
В металлах носителями зарядов являются «свободные» электроны. В атомах металлов внешние электроны слабо связаны с атомами и могут перемещаться внутри металла. Обычно на каждый атом кристаллической решетки приходится один «свободный» электрон. При помещении металла в электростатическое поле, электроны будут перемещаться в направлении, противоположном напряженности внешнего поля. На поверхности металла появляется избыточный отрицательный заряд, а на поверхности — положительный заряд.
|
|
|
|
|
Рис. 2. Электростатическая индукция — электризация влиянием
Полное электрическое поле складывается в соответствии с принципом суперпозиции из внешнего поля и внутреннего поля создаваемого заряженными частицами вещества. Индукционные заряды создают свое собственное поле которое компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника: внутри проводника.
Наличие в проводнике свободных зарядов приводит к тому, что внутри проводника электростатического поля нет, а заряды, возникающие на поверхности, создают электрическое поле, компенсирующее внешнее поле внутри проводника.
Напряженность электростатического поля внутри проводника равняется нулю.
Если внутри проводника имеется полость, то в ней напряженность электростатического поля также равна нулю. На этом основана электростатическая защита приборов от электростатических зарядов — чувствительные к электрическому полю приборы для исключения влияния поля помещают в металлические ящики.
|
|
|
|
|
Рис. 3. Электростатическая защита. Поле в металлической полости равно нулю
Электростатическую защиту используют и для людей, работающих в сильном электростатическом поле. В этом случае металлической сеткой окружают пространство, в котором работают люди.
Явление электростатической индукции или электризации влиянием можно продемонстрировать при помощи двух электроскопов и , шарики которых заменены на цилиндры. Если привести металлические цилиндры в соприкосновение в поле внешнего неподвижного заряда, а затем развести в стороны, то замечается расхождение листочков электроскопов. При этом углы расхождения электроскопов равны. Удаляем внешний заряд и соединяем электроскопы А и В. Листочки обоих электроскопов сходятся, следовательно заряды были равны по величине и противоположны по знаку.
Модель 1. Электризация влиянием
Электрический заряд проводников.
Внутри проводника напряженность электростатического поля равна нулю. Равен нулю и заряд. Весь статический заряд проводника сосредоточен на его поверхности. Так как поверхность проводника является эквипотенциальной, силовые линии у поверхности перпендикулярны к ней.
Где сосредоточен электрический заряд проводника
Характерным свойством проводников является наличие свободных электрических зарядов. В металлах носителями свободных зарядов являются электроны. При образовании металла из нейтральных атомов атомы начинают взаимодействовать друг с другом. Благодаря этому взаимодействию электроны внешних оболочек атомов полностью утрачивают связи со «своими» атомами и становятся «собственностью» всего проводника в целом. В результате положительно заряженные ионы оказываются окруженными отрицательно заряженным «газом», образованным коллективизированными электронами. Этот газ заполняет промежутки между ионами и стягивает их кулоновскими силами. Свободные электроны участвуют в тепловом движении подобно молекулам газа и могут перемещаться по металлу в любом направлении.
Если бы внутри однородного проводника существовало электрическое поле, то оно привело бы в движение свободные электроны. В проводнике возник бы электрический ток, и равновесие зарядов было бы невозможно. Для равновесия необходимо, чтобы напряженность поля обращалась в нуль во всех точках проводника, то есть . А, следовательно, потенциал внутри проводника должен быть постоянным: .
В случае равновесия зарядов не только поле внутри проводника равно нулю, равен нулю и заряд. Весь статический заряд проводника сосредоточен на его поверхности. Это подтверждается и теоремой Гаусса. Поток напряженности через любую замкнутую поверхность внутри проводника равен нулю, так как равна нулю напряженность поля. Следовательно, и заряд внутри этой поверхности равен нулю.
Подчеркнем, что весь заряд сосредоточен на поверхности проводника только благодаря тому, что напряженность поля убывает по мере удаления от заряда как . При любой другой зависимости напряженности от расстояния теорема Гаусса не выполнялась бы, и заряд внутри проводника был бы отличен от нуля.
Проводники в электростатическом поле. Электростатическая защита.
Презентация к уроку в 10-ом классе по новой программе для урока по теме: «Проводники в электростатическом поле. Электростатическая защита. «. Материал создан согласно программе по физике под руководством Локтева В. М. , уровень стандарта.
Перегляд файлу
Вопрос по физике, помогите )-электрический заряд проводника, находящегося в электростатическом поле
электрический заряд проводника, находящегося в электростатическом поле/
A) сосредоточен в центре проводника
Б) распределён поп поверхности проводника
В) равномерно распределён по всему обьёму проводника
Г) всегда равен нулю
Голосование за лучший ответ
заряд равномерно распределен по поверхности проводника, внутри заряда нет
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.