ID: 00017050
На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь его шара, положительно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, сняли стержень, а затем убрали палочку (см. рисунок).
Ссылаясь на известные вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.
Источник: Сборник Гиголо
Это классическая электризация через влияние (электростатическая индукция): заряженная палочка сама ничего электрометрам не отдаёт (она их не касается), но своим полем перетасовывает свободные электроны внутри соединённых металлических частей. А дальше работает закон сохранения заряда.
Два электрометра, соединённые стержнем, — это единый проводник. Положительная палочка притягивает к себе свободные электроны: они стекаются к ближнему концу — к шару электрометра 1. В итоге на электрометре 1 скапливается избыток электронов (отрицательный заряд), а на электрометре 2 их недостаёт (положительный заряд). Заряды пока разделены, но удерживаются полем палочки.
Пока палочка на месте, снимаем стержень — путь для возврата электронов перекрыт, разделённые заряды "заперты" на своих электрометрах. Теперь убираем палочку: возвращаться электронам всё равно некуда, поэтому заряды остаются. Так как изначально система была нейтральна, по закону сохранения заряда отрицательный заряд электрометра 1 точно равен по модулю положительному заряду электрометра 2.
Электрометр 1 (к которому подносили палочку) заряжен отрицательно, электрометр 2 — положительно; по модулю заряды равны.