Отримання знань
дистанційна підтримка освіти школярів
Лабораторна робота № 1
Тема: | Дослідження взаємодії заряджених тіл.
|
Мета: | дослідити явище електростатичної індукції, подільності електричного заряду та особливості електричної взаємодії заряджених тіл. |
Обладнання: |
Електрометр, плексигласова пластинка, станіолева гільза. |
Теоретичні відомості
Електричний заряд - це джерело електричного поля, яке зв'язане з матеріальним носієм (фізичним тілом). Вся сукупність електричних явищ є проявом існування і взаємодії електричних зарядів. Електричні заряди умовно поділяють на позитивні і негативні. Позитивно зарядженими називають тіла, які діють на інші заряджені тіла так само, як скло натерте шовком. Негативно зарядженими називають тіла, які діють так само, як сургуч (або ебоніт) натертий хутром. У даній роботі необхідно наелектризувати плексигласову пластинку, тертям об папір, при цьому на плексигласовій пластинці буде утворюватись негативний заряд, а на папері - позитивний.
Явище набуття тілом електричного заряду внаслідок того,що воно втрачає або дістає електрони, називається електризацією. Тіла, які набули електричного заряду називають наелектризованими. Існує декілька способів електризації тіл: тертям, ударом, дотиком до іншого наелектризованого тіла, фотоелектризація (електризація внаслідок опромінення світлом), електризація через вплив (або електричним полем). Останній спосіб електризації називають електростатичною індукцією.
Електростатична індукція - це явище перерозподілу електричного заряду всередині тіла під впливом електричного поля,внаслідок чого одна частина тіла заряджається негативно друга позитивно,а в цілому тіло залишається нейтральним.
Електричне поле - це особливий вид матерії, що оточує будь-яке заряджене тіло і діє на вміщене в нього інше заряджене тіло з певною електричною силою. Поле одного заряду діє на другеий заряд, а поле другого на перший (електрична взаємодія). Електроскоп - прилад для реєстрації електричного заряду. Його принцип дії заснований на явищі електричного відштовхування однойменно заряджених тіл.
В даній лабораторній роботі Ви будете використовувати електрометр (рис 1). Електрометр складається з корпусу 1, у який поміщено металевий стержень 2 зі стрілкою 3. Зверху на стержень надіта металева насадка у вигляді зрізаної кулі 4. Якщо піднести чи доторкнутись до кулі наелектризованим тілом, стрілка почне відхилятись, що свідчитиме про набуття кулею, стержнем і стрілкою електричного заряду. За відхиленням стрілки електроскопа можна судити про існування на його стержні і стрілці електричного заряду. Кут відхилення стрілки буде тим більший, чим більший електричний заряд буде передано кулі. Перш ніж електризувати кулю електрометра, його корпус необхідно заземлити. Для цього до металевої клеми 5 на корпусі електрометра слід приєднати один кінець металевого дроту 6. Інший кінець цього дроту слід приладнати до ніжки парти або просто опустити на підлогу. |
Рис 1 |
Контрольні запитання
1. Що таке електричне поле?
2. Що таке електростатична індукція?
3.Які частинки рухаються в металах?
4. Як відбувається електризація тіл?
5.Що таке електричний заряд?Закон збереження електричного заряду.
6.Закон Кулона. Діелектрична проникненість.
Розв'яжіть тренувальні задачі
- Пластинка з пластмаси, потерта вовняною тканиною, наелектризувалась негативним зарядом. Надлишок чи недостача електронів утворилась на тканині?
- До кінця металевого стержня дуже близько піднесли позитивно заряджене тіло. Поясніть явище електризації стержня в цьому випадку на основі поняття про електрони. Як розподілиться електричний заряд у металевому стержні?
- Як за допомогою позитивно зарядженого предмета надати електроскопові негативного заряду?
- До заряженого електрометра підносять з достатньо великої відстані від'ємно заряджений предмет. В міру наближення предмета покази електрометра спочатку зменшуються, а з деякого моменту знову збільшуються. Заряд якого знаку був на електрометрі?
Хід роботи
Виконуючи завдання лабораторної роботи, дайте письмові відповіді на запитання, поставлені у кожному пункті, та зробіть пояснювальні малюнки до кожного пункту. На кожному малюнку покажіть розподіл заряду і знак заряду на приладах і пристосуваннях, які Ви використовуєте у відповідному досліді.
1. Наелектризуйте плексигласову пластинку папером і піднесіть пластинку до електрометра, не доторкаючись (рис 2). Поясність, чому відхилилась стрілка електроскопа.
2. Не забираючи плексигласової пластинки, доторкніться до металевої кулі електрометра пальцем (рис 3). Поясність, чому спала стрілка електрометра.
3. Одночасно заберіть пластинку і палець (рис 4). Поясніть, чому стрілка електроскопа відхилилась.
|
|
|
Рис 2 | Рис 3 | Рис 4
|
|
|
|
Рис 5 | ||
5. З'єднайте між собою клеми 5 (рис 1) двох електрометрів металевим дротом. Наелектризуйте кулю першого електрометра, доторкнувшись до неї натертою об папір плексигласовою пластинкою. До другого електрометра піднесіть плексигласову пластинку та доторкніться до нього пальцем; потім одночасно приберіть палець і пластинку, при цьому стрілка електроскопа відхилиться (рис 3 та рис 4). З'єднайте кулі обох електроскопів (рис 6) дерев'яною чи пластмасовою лінійкою. Як змінився кут відхилення стрілок обох електрометрів? Приберіть лінійку та з'єднайте кулі обох електрометрів металевим стержнем чи дротиною. Як змінився кут відхилення стрілок обох електрометрів в цьому випадку? Поясніть відмінність результатів експерименту при з'єднанні куль електрометрів лінійкою та дротиною. |
Рис 6 |
- 1) З'єднайте кулі обох електрометрів металевим стержнем чи дротом. Як при цьому зміниться заряд обох електрометрів?
- 2) Приберіть металеву дротину. Зніміть заряд з другого електрометра, доторкнувшись до його металевої кулі рукою.
- 3) Повторіть пункти 1) - 2) декілька разів, щоразу спостерігаючи за зміною показів електрометрів.
Чому та у скільки разів щоразу змінювались покази обох електрометрів?
7. Піднесіть на невелику відстань наелектризовану пластинку до однієї з незаряджених станіолевих гільз. Поясніть явище, що спостерігається.
8. Доторкніться наелектризованою плексигласовою пластинкою по до однієї з станіолевих гільз, наелектризувавши її. Наблизьте гільзи одна до одної на невелику відстань. Поясніть спостережуване явище.
9. Доторкніться наелектризованою плексигласовою пластинкою по черзі до кожної з станіолевих гільз. Наблизьте гільзи одна до одної на невелику відстань. Поясніть спостережуване явище.
10. Зробіть висновок, у якому зазначте, які фізичні явища та властивості електричних зарядів ви спостерігали у даній роботі,