Задание №11 ОГЭ по физике


Электризация тел


Для решения задания № 11 ОГЭ по физике требуется понимание явления электризации, а также знание понятий и процессов, сопутствующих ему. Вся необходимая информация изложена в разделе теории к заданию.


Теория к заданию №11 ОГЭ по физике


Элементарный заряд

Элементарным зарядом называют минимальную порцию эл.заряда, которой характеризуются долгоживущие свободные частицы. Таким зарядом обладают в первую очередь электрон и протон. Элементарный заряд обозначают лат.буквой «е», по аналогии с обозначением величины электрона.

Величина элементарного заряда составляет 1,6·10–19 Кл (кулон).

Такой заряд может быть положительным и отрицательным. Отрицательным принято считать заряд электрона, положительным – заряд протона.

Электризация тел

Электризация – это процесс перераспределения зарядов в физ.телах, который приводит к преобладанию в них положительных либо отрицательных эл.зарядов. При этом если преобладает положит.заряд, значит, из атомов было выбито некоторое кол-во электронов и суммарный заряд протонов превышает суммарный заряд электронов. Преобладание отрицат.заряда указывает на избыток электронов.

Электризация может быть осуществлена:

  1. посредством трения (т.е. непосредственного механического контакта двух физ.тел);
  2. за счет электропроводности (при прикосновении заряженного металлического тела к нейтральному металлическому же);
  3. через влияние (при поднесении к нейтральному металлич.стержню заряженного тела).

Зарядить можно пластмассу (или эбонит, или фольгу), потерев о шерсть, стекло – о шелк, и др.

При поднесении в нейтральному физ.телу заряженного, происходит перераспределение в нем заряженных частиц таким образом, что в его части, наиболее близко расположенной возле заряженного тела, будут сконцентрированы заряженные частицы противоположного знака, а в части наиболее удаленной – частицы того же знака. Например, если к нейтральному телу поднести отрицательно заряженное, то в той его части, которая размещена ближе всего к заряженному телу, соберутся положительно заряженные частицы, а в противоположной – отрицательно заряженные.

Электроскоп

Электроскоп – прибор для обнаружения заряженных физ.тел, а также для сравнения их зарядов.

Электроскоп имеет металлический корпус. Передняя и задняя – видимые, использующиеся для наблюдения – стенки выполнены из стекла. Внутри устройства вставлен металлический стержень, на конце которого прикреплены легкоподвижные «лепестки» (обычно из алюминия). Лепестки предназначены для реагирования на контакт с заряженными физ.телами; они взаимно отталкиваются, когда им передается часть заряда от заряженного тела, с которым контактирует прибор. Контакт обеспечивается прикосновением к верхней (наружной) части стержня. При таком контакте лепестки отклоняются от своего состояния равновесия. В равновесии (когда электроскоп автономен, т.е. не контактирует с заряженным телом) лепестки находятся в вертикальном – отвесном – положении. При этом угол отклонения лепестков будет тем большим, чем больше заряд физ.тела, с которым контактирует электроскоп.

Стержень электроскопа отделен от его корпуса втулкой (пробкой) из пластмассы или другого материала, являющегося диэлектриком.

Закон сохранения заряда

Алгебраическая (числовая) сумма зарядов физ.тел в замкнутой электрической системе не изменяется. Это означает, что заряды могут перераспределяться между телами, но теряться – т.е. перетекать вне системы – не могут.


Разбор типовых вариантов заданий №11 ОГЭ по физике


Демонстрационный вариант 2018

Металлическая пластина, имевшая положительный заряд, по модулю равный 10 е, при освещении потеряла шесть электронов. Каким стал заряд пластины?

  1. +4 е
  2. – 4 е
  3. +16 е
  4. – 16 е
Алгоритм решения:
  1. Анализируем условие. Определяем, что произойдет при потере 6 электронов.
  2. Находим величину заряда пластины после потери 6 электронов.
Решение:
  1. По условию пластина имеет положительный заряд. Это возможно в случае, когда существует нехватка электронов и преобладает заряд атомных ядер. Если же пластина потеряла часть своих электронов, то это может означать только одно: положит.заряд атомных ядер преобладает еще больше, т.е. пластина будет иметь еще больший положительный заряд.
  2. Изначально заряд составлял 10е. Потеря 6 электронов означает, что разница в кол-ве протонов и электронов станет равной 10е+6е=+16е. Полученный результат соответствует варианту ответа 3.

Ответ: 3


Первый вариант (Камзеева, № 3)

Подвешенный на тонкой нити легкий пластмассовый шарик притягивается к поднесенной положительно заряженной палочке. Что можно сказать о заряде шарика?

А. Шарик не заряжен.

Б. Шарик имеет избыточный отрицательный заряд.

  1. Верно только А
  2. Верно только Б
  3. Оба утверждения верны
  4. Оба утверждения неверны
Алгоритм решения:
  1. Анализируем условие в контексте утверждения А. Определяем его истинность.
  2. Анализируем условие в контексте утверждения Б. Определяем его истинность.
  3. Находим правильный вариант ответа.
Решение:
  1. Если шарик не заряжен, то при поднесении к нему заряженной положительной палочки произойдет электризация через влияние. И теперь шарик находится в эл.-статическом поле палочки. В результате в части шарика, близкой к палочке, скопятся отрицательные заряды, а с противоположной его стороны – положительные.

Поскольку расстояние между частью шарика со скопившимися отрицательными зарядами и палочкой меньше, чем между областью шарика со скопившимися положительными зарядами и палочкой, то сила притяжения шарика и палочки будет больше, чем сила их отталкивания. Это означает, что шарик будет притягиваться к палочке, что и оговорено в условии. Следовательно, утверждение А верно.

Если предположить, что у шарика имеется избыточный отрицат.заряд, то при поднесении к нему положит.заряженной палочки тем более будет происходить притяжение шарика к ней. Следовательно, утверждение Б верно.

Итак, оба утверждения верны. Это соответствует варианту ответа №3.

Ответ: 3.


Второй вариант (Камзеева, № 5)

Незаряженный электроскоп 1 соединили деревянным стержнем с таким же отрицательно заряженным электроскопом 2. (см. рис.).

При этом

  1. второй электроскоп разрядится
  2. первый электроскоп приобретет положительный заряд
  3. первый электроскоп останется незаряженным
  4. оба электроскопа станут отрицательно заряженными
Алгоритм решения:
  1. Анализируем условие и, соответственно, происходящие процессы.
  2. Делаем вывод относительно правильного варианта ответа.
Решение:
  1. Соединяет электроскопы дерево, которое является диэлектриком. Для зарядки незаряженного электроскопа требуется контакт с проводником. Только в этом случае избыточные заряды будут перебегать от заряженного прибора к незаряженному. Однако сухое дерево проводником не является
  2. Вывод: Электроскоп 1 при оговоренных условиях зарядить не представляется возможным. Следовательно, правильным вариантом ответа является №3.

Ответ: 3


Третий вариант (Камзеева, № 10)

Металлический шарик 1, имеющий заряд +q, приводят поочередно в соприкосновение с двумя такими же шариками 2 и 3, имеющими соответственно заряды –2q и +q. (Все шарики укреплены на изолирующих подставках.)

Какой заряд в результате останется на шарике 2?

  1. –q
  2. +q/2
  3. +q/4
  4. –q/2
Алгоритм решения:
  1. Определяем, какой заряд окажется на шариках 1 и 2 после их взаимодействия.
  2. Определяем, какой заряд окажется на шариках 1 и 3 после их взаимодействия.
Решение:
  1. При взаимодействии, описанном в условии, выполняется з-н сохранения заряда. Найдем суммарный заряд системы зарядов 1 и 2: +q+(–2q)=–q. Известно, что поскольку шарики одинаковы (по условию), то после взаимодействия заряды распределятся в них поровну. Это означает, что станет: .
  2. При взаимодействии шариков 1 и 3 их суммарный заряд станет равным: . В результате касания заряды на шариках перераспределятся поровну и станут равными: . Это соответствует варианту ответа №3.

Ответ: 3