Физика и астрономия · 10 клас · урок 4 от 5

Проводници и диелектрици в електрично поле. Поляризация

В проводниците има свободни заряди, които в електрично поле се преразпределят, докато полето вътре стане нула. Това е електростатичната индукция и на нея се дължи действието на клетката на Фарадей. Зарядът на проводника се събира по повърхността му, най-много по острите върхове. В диелектриците няма свободни заряди, но свързаните заряди в молекулите се изместват и диелектрикът се поляризира, затова полето в него намалява ε пъти.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Вътре в проводник в равновесие E = 0.
  • Електростатична индукция: разделяне на зарядите в проводник под действие на външно поле.
  • Клетката на Фарадей (метална обвивка) пази уредите от външни полета.
  • Поляризация: подреждане на свързаните заряди в диелектрика.
  • В диелектрик интензитетът е ε пъти по-малък, отколкото във вакуум.

Пример

Наелектризиран гребен привлича малки парченца хартия: те се поляризират и по-близката им страна получава противоположен заряд.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Какъв е интензитетът на електростатичното поле вътре в проводник в равновесие?
    • Максимален
    • Равен на външния
    • Зависи от формата на проводника
    • Нула

    Отговор: Нула

    Свободните заряди се преразпределят, докато полето вътре стане нула.

  2. Как се нарича метална обвивка, която предпазва уредите вътре от външни електрични полета?
    • Лайденска стъкленица
    • Генератор на Ван де Граф
    • Галваничен елемент
    • Клетка на Фарадей

    Отговор: Клетка на Фарадей

    Полето вътре в затворена метална обвивка е нула.

  3. Какво е поляризация на диелектрик?
    • Преместване на свободни електрони към повърхността
    • Подреждане на свързаните заряди на молекулите под действие на полето
    • Превръщане на диелектрика в проводник
    • Загуба на заряда на молекулите

    Отговор: Подреждане (изместване) на свързаните заряди

    В диелектрика няма свободни заряди; молекулите се ориентират или деформират като диполи.

  4. Как се изменя интензитетът на полето на заряд, ако той е в диелектрик с проницаемост ε вместо във вакуум?
    • Увеличава се ε пъти
    • Не се изменя
    • Намалява ε пъти
    • Става нула

    Отговор: Намалява ε пъти

    Поляризираният диелектрик създава поле, противоположно на външното, и го отслабва ε пъти.

  5. Положително заредена пръчка се приближава до незаредена метална сфера, без да я докосва. Какво се случва?
    • Сферата се привлича, защото близката ѝ страна се зарежда отрицателно
    • Сферата се отблъсква
    • Нищо, защото сферата е незаредена
    • Цялата сфера се зарежда положително

    Отговор: Сферата се привлича (електростатична индукция)

    Електроните се събират откъм пръчката; привличането на близките заряди е по-силно от отблъскването на далечните.

  6. Кое от изброените вещества е диелектрик?
    • медта
    • алуминият
    • графитът
    • стъклото

    Отговор: стъклото

    В стъклото почти няма свободни заряди, затова то е изолатор.

  7. Защо при гръмотевична буря е сравнително безопасно в кола с метална каросерия?
    • металната каросерия действа като клетка на Фарадей
    • гумите изолират колата от земята
    • стъклата отблъскват мълнията
    • колата е по-ниска от дърветата

    Отговор: металната каросерия действа като клетка на Фарадей

    Зарядите остават по външната метална обвивка, а вътре полето е практически нула.

  8. Къде се натрупва най-много заряд по повърхността на зареден проводник?
    • по вдлъбнатините
    • по плоските части
    • по острите върхове
    • разпределя се равномерно

    Отговор: по острите върхове

    На острите места повърхностната плътност на заряда и интензитетът са най-големи.

  9. Метална сфера с радиус 10 cm има заряд 2 nC. Какъв е интензитетът на полето в центъра ѝ?
    • 1800 N/C
    • 180 N/C
    • 3600 N/C
    • 0

    Отговор: 0

    Вътре в проводник в равновесие интензитетът на електростатичното поле е нула.

  10. Незаредена метална пръчка е внесена в електрично поле и докато е там, се разделя на две половини. Какви заряди имат половините след изваждането им от полето?
    • и двете са положителни
    • равни по големина и противоположни по знак
    • и двете са незаредени
    • и двете са отрицателни

    Отговор: равни по големина и противоположни по знак

    Полето разделя свободните заряди в пръчката, а разделянето ги запазва в половините.

  11. Кое от изброените вещества е проводник?
    • Стъклото
    • Гумата
    • Медта
    • Порцеланът

    Отговор: Медта

    Металите, като медта, имат свободни електрони.

  12. Какво имат проводниците, което липсва в диелектриците?
    • Атоми
    • Молекули
    • Свободни заряди
    • Маса

    Отговор: Свободни заряди

    В проводниците има свободни заряди, а в диелектриците зарядите са свързани.

  13. Защо наелектризиран гребен привлича парченца хартия?
    • Хартията се поляризира
    • Хартията е магнитна
    • Гребенът е магнит
    • Хартията е предварително заредена

    Отговор: Хартията се поляризира

    По-близката страна на хартията получава противоположен заряд и се привлича по-силно.

  14. Заредена пръчка докосва незаредена метална сфера. Какъв заряд получава сферата?
    • С противоположен знак
    • Нулев заряд
    • Двоен заряд
    • Със знака на пръчката

    Отговор: Със знака на пръчката

    При допир част от заряда преминава върху сферата, затова тя е със същия знак.

  15. Защо водата (ε = 81) разтваря добре много соли?
    • Голяма плътност
    • Голяма диелектрична проницаемост
    • Висока температура на кипене
    • Висока топлопроводност

    Отговор: Голяма диелектрична проницаемост

    Водата отслабва около 81 пъти привличането между йоните и кристалът се разпада.