Задание 14 ЕГЭ по физике: Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и медные незаряженные…

№2. Задание 14

ID: 00025982

Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и медные 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 два верных утверждения, описывающих данный процесс.

1) В электрическом поле кубики 1 и 2 приобретают суммарный положительный заряд.

2) При помещении стеклянных кубиков в электрическое поле наблюдается явление поляризации.

3) В электрическом поле кубики 3 и 4 приобретают суммарный отрицательный заряд.

4) После разделения кубик 1 имеет положительный заряд.

5) После разделения кубик 4 имеет положительный заряд.

Источник: ФИПИ

Решение

Стеклянные кубики 1 и 2 — диэлектрики, медные кубики 3 и 4 — проводники, все они изначально не заряжены и стоят впритык вдоль направления поля Е.

В стекле под действием поля происходит поляризация: молекулы-диполи выстраиваются вдоль поля, на гранях появляются связанные заряды, но заряд перетечь от кубика 1 к кубику 2 не может — стекло не проводит. Каждый кубик остаётся в целом нейтральным, суммарного заряда пара 1–2 не приобретает. Само явление называется поляризацией — и это утверждение 2, оно верно.

А вот утверждение 1 (кубики 1 и 2 приобретают суммарный положительный заряд) неверно: связанные заряды при поляризации не меняют суммарный заряд диэлектрика.

В меди свободные электроны под действием поля смещаются против поля — в сторону кубика 3 (он ближе к источнику поля слева), поэтому кубик 3 заряжается отрицательно, а кубик 4 — положительно (за счёт нехватки электронов). Но происходит это за счёт перетекания заряда МЕЖДУ кубиками через место их контакта — суммарный заряд пары 3–4 остаётся нулевым, ведь ниоткуда заряд не берётся. Утверждение 3 (суммарный заряд пары 3–4 отрицательный) неверно.

Кубики раздвинули, пока поле ещё действовало, — значит кубик 4 «унёс» с собой уже реально накопленный (а не просто наведённый) положительный заряд. У проводника этот заряд остаётся на нём и после того, как поле потом выключили. Утверждение 5 верно.

У диэлектрика (кубик 1) никакого реального избыточного заряда не появляется — только временная поляризация, исчезающая без поля. После разделения и выключения поля кубик 1 нейтрален. Утверждение 4 неверно.

Ответ