Задание 764D20: Электрическое поле

1. Система отсчёта связана со столом. Используем электростатическую индукцию, подвижность свободных электронов в металле и сохранение электрического заряда. При соединении стержнем шары и стержень образуют один проводник. Он первоначально нейтрален и изолирован от земли. Палочка не касается металла, поэтому не передаёт ему своего заряда.
2. Положительная палочка притягивает свободные электроны к первому шару. Они переходят по металлическому стержню со второго электрометра к первому. Первый получает избыток электронов и отрицательный заряд; второй теряет часть электронов и заряжается положительно. Перераспределение прекращается, когда проводник становится эквипотенциальным: внутри металла установившееся электрическое поле равно нулю.
3. Пока палочка ещё рядом, соединительный стержень убирают за изолирующую ручку. Электрометры становятся раздельными изолированными проводниками: обратный переход электронов теперь невозможен. После удаления палочки заряд каждого электрометра перераспределится по его поверхности, но его суммарный знак сохранится. Подстановка знака палочки в правило индукции: ближайший шар приобретает противоположный знак, удалённый — одноимённый.
4. Проверка. Заряд системы не создаётся из ничего: положительная и отрицательная составляющие возникли за счёт переноса электронов. В школьной модели зарядом снятого тонкого стержня пренебрегают. Если бы сначала убрали палочку при сохранённом соединении, электроны перераспределились бы обратно, и оба прибора остались бы незаряженными. Здесь порядок действий другой, что и позволяет сохранить заряды на разобщённых электрометрах.

Ответ: первый электрометр заряжен отрицательно, второй — положительно.