Задание 21 ЕГЭ по физике · C6F8D2
Движение шарика между пластинами
Между двумя металлическими близко расположенными пластинами, укреплёнными на изолирующих подставках, подвесили на шёлковой нити лёгкий незаряженный шарик из фольги. Когда пластины подсоединили к разноимённым клеммам высоковольтного источника напряжения, шарик пришёл в движение. Опишите движение шарика и объясните его. В ответе укажите, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Между разноимённо заряженными металлическими пластинами существует электрическое поле. В незаряженном металлическом шарике свободные электроны перемещаются под действием этого поля, поэтому на его сторонах возникают индуцированные заряды противоположных знаков.
Ближайшая к любой пластине сторона шарика несёт индуцированный заряд противоположного знака. Сила притяжения между ближайшими разноимёнными зарядами оказывается больше силы отталкивания между одноимёнными зарядами на дальней стороне, поэтому шарик притягивается к одной из пластин.
F=k∣q1q2∣r2
При касании пластины часть её заряда переходит на шарик. Шарик заряжается зарядом того же знака, что и пластина, поэтому после касания отталкивается от неё.
Под действием электрического поля шарик движется к противоположной пластине. При её касании он получает заряд противоположного знака и снова отталкивается. Таким образом, шарик совершает колебательное движение между пластинами, периодически перенося электрический заряд от одной пластины к другой. Движение постепенно может затухать из-за сопротивления воздуха и потерь энергии.
F=qE
Ближайшая к любой пластине сторона шарика несёт индуцированный заряд противоположного знака. Сила притяжения между ближайшими разноимёнными зарядами оказывается больше силы отталкивания между одноимёнными зарядами на дальней стороне, поэтому шарик притягивается к одной из пластин.
F=k∣q1q2∣r2
При касании пластины часть её заряда переходит на шарик. Шарик заряжается зарядом того же знака, что и пластина, поэтому после касания отталкивается от неё.
Под действием электрического поля шарик движется к противоположной пластине. При её касании он получает заряд противоположного знака и снова отталкивается. Таким образом, шарик совершает колебательное движение между пластинами, периодически перенося электрический заряд от одной пластины к другой. Движение постепенно может затухать из-за сопротивления воздуха и потерь энергии.
F=qE
Пример ответа
Шарик поляризуется в электрическом поле и сначала притягивается к одной из пластин. При касании он заряжается одноимённо с этой пластиной и отталкивается от неё, после чего движется к противоположной пластине. При новом касании знак его заряда меняется, и процесс повторяется. Поэтому шарик колеблется между пластинами. Объяснение основано на электростатической индукции, электризации при соприкосновении, взаимодействии зарядов и действии силы F=qE.
Источник: Открытый банк ФИПИ C6F8D2
Похожие задания
21На одну из двух близко расположенных горизонтальных металлических пластин, укреплённых на изолирующих…Движение шарика между пластинами · 4D626E21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.