ID: 00015296
Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и алюминиевые незаряженные кубики 3 и 4 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряжённость которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже после этого выключили электрическое поле (правая часть рисунка). Выберите все верные утверждения, описывающие данный опыт.
1) В электрическом поле (левая часть рисунка) часть электронов перешла из кубика 4 в кубик 3.
2) Кубик 3, изображённый в правой части рисунка, не заряжен.
3) В электрическом поле (левая часть рисунка) правая грань кубика 2 заряжена положительно.
4) Кубик 4, изображённый в правой части рисунка, имеет положительный заряд.
5) В электрическом поле (левая часть рисунка) потенциал левой грани кубика 3 больше, чем потенциал правой грани кубика 4.
Запишите в ответ выбранные цифры.
Источник: ФИПИ
Тут два разных материала. Стекло — диэлектрик: свободных зарядов нет, в поле оно только поляризуется (заряды чуть смещаются внутри молекул, но никуда не перетекают). Алюминий — проводник: в нём полно свободных электронов, и в поле они реально перебегают с одного края на другой. Поле направлено вправо. Электроны заряжены отрицательно, поэтому в поле их тянет против поля — то есть влево. Это и есть ключ ко всем пунктам.
1) Электроны перешли из кубика 4 в кубик 3. Алюминиевые кубики 3 и 4 соприкасаются и ведут себя как один проводник. Электроны бегут влево, значит копятся на левом из пары. Если по рисунку слева стоит кубик 3, а справа — кубик 4, то электроны уходят из 4 в 3 — верно. (Зависит от того, какой кубик левее на рисунке.)
2) Кубик 3 (правая часть) не заряжен. Кубики раздвинули, пока поле ещё включено: лишние электроны уже «застряли» на кубике 3, и после выключения поля они никуда не денутся. Значит кубик 3 заряжен отрицательно — утверждение неверно.
3) Правая грань кубика 2 заряжена положительно. Стекло поляризуется. В диэлектрике на той грани, куда поле «выходит» (правой, по направлению поля), выступает связанный плюс, на левой — минус. Правая грань — положительная: верно.
4) Кубик 4 (правая часть) имеет положительный заряд. Кубик 4 отдал часть электронов кубику 3, значит у него их стало меньше — он заряжен положительно. После раздвигания и выключения поля заряд сохраняется: верно.
5) Потенциал левой грани кубика 3 больше, чем правой грани кубика 4. Пока кубики 3 и 4 соприкасаются, это единый проводник, а проводник весь — эквипотенциальный (потенциал одинаков во всех точках). Значит левая грань 3 и правая грань 4 имеют равный потенциал, а не больший — неверно.
Верность пунктов 1, 3 и 5 завязана на взаимное расположение кубиков 1–2–3–4 (какой левее, какой правее) и понятия «левая/правая грань». Этот порядок задаётся только рисунком, в тексте его нет. Поэтому однозначно отметить цифры нельзя — задача уходит на дорисовку рисунка.
Ответ: определяется по рисунку (при порядке 1–2–3–4 слева направо верны утверждения 1, 3, 4).