1. Как ведут себя свободные электроны металла, помещённого во внешнее электростатическое поле?
Свободные электроны металла, помещённого во внешнее электростатическое поле, начинают двигаться под воздействием этого поля. Электроны перемещаются в направлении, противоположном направлению поля, поскольку они имеют отрицательный заряд. Это движение приводит к перераспределению зарядов в металле, создавая на одной стороне избыток отрицательных зарядов, а на другой — дефицит, что формирует индуцированный заряд на поверхности проводника.
2. В чём состоит явление электростатической индукции?
Явление электростатической индукции заключается в том, что на проводнике, помещённом в электростатическое поле, появляются электрические заряды под действием внешнего поля. Эти заряды называются индуцированными и возникают на поверхности проводника, даже если сам проводник не имеет первоначального заряда. Электрическое поле вызывает перераспределение зарядов внутри проводника, создавая области с избыточными или недостаточными зарядами.
3. Объясните опыты с двумя металлическими цилиндрами, помещёнными в электростатическое поле (см. рис. 161).
В опыте с двумя металлическими цилиндрами, помещёнными в электростатическое поле, происходит следующее: сначала заряженный шар создаёт электростатическое поле, которое вызывает движение свободных электронов в цилиндре В на цилиндр А. Таким образом, цилиндр А получает избыток отрицательных зарядов, а цилиндр В — дефицит, что делает его положительно заряженным. Когда цилиндры разъединяются, индуцированные заряды остаются на каждом из них: цилиндр А становится отрицательно заряженным, а цилиндр В — положительно. После того как электростатическое поле удаляется, индуцированные заряды исчезают, и на цилиндрах снова возникает нейтральное распределение зарядов.
4. Что такое электростатическая защита?
Электростатическая защита — это метод защиты электронных устройств и людей от вредных воздействий электростатических разрядов и избыточных зарядов. Она включает в себя использование заземления, экранирования и других методов для предотвращения накопления статического электричества и его разрядов, которые могут повредить электронные компоненты или вызвать искры.
5. Существует ли поле внутри проводника, помещённого в электростатическое поле? Ответ поясните.
Внутри проводника, помещённого в электростатическое поле, поле отсутствует. Это связано с тем, что свободные электроны в проводнике начинают перемещаться, чтобы уравновесить внутренние поля и компенсировать внешнее воздействие. В результате на внутренней поверхности проводника создаётся поле, которое полностью компенсирует внешнее поле, и внутри проводника не остаётся электростатического поля. Это свойство проводников называется экранированием поля.