§ 1 Elektroskop i elektrometr, zasada działania

Istnieją przyrządy, za pomocą których można wykryć elektryfikację ciał, są to elektroskop i elektrometr.

Elektroskop (od Greckie słowa„elektron” i skopeo – obserwować, wykrywać) – urządzenie służące do wykrywania ładunków elektrycznych.

Przeznaczenie urządzenia:

Wykrywanie ładunku;

Określenie znaku ładunku;

Szacowanie wielkości ładunku.

Elektroskop składa się z metalowego pręta, na którym zawieszone są dwa łatwo przesuwalne paski papieru lub folii. Pręt zabezpieczony jest ebonitowym korkiem wewnątrz cylindrycznego metalowego korpusu przykrytego szklanymi pokrywkami.

Zasada działania elektroskopu opiera się na zjawisku elektryfikacji. Kiedy potarty szklany pręt (naładowany dodatnio) dotknie urządzenia (elektroskopu), ładunki elektryczne przepłyną przez pręt do liści. Mając ten sam znak ładunku, ciała zaczną się odpychać, więc listki elektroskopu będą się rozchodzić pod pewnym kątem. Zużycie liści pod kątem o większej wartości następuje, gdy do elektroskopu zostanie przekazany większy ładunek, a co za tym idzie, prowadzi do wzrostu siły odpychania pomiędzy ciałami (ryc.). W rezultacie, na podstawie kąta rozbieżności liści, można dowiedzieć się o ilości ładunku elektroskopu. Jeśli zbliżymy ciało o ładunku ujemnym do ciała naładowanego dodatnio, zauważymy, że kąt między liśćmi będzie się zmniejszał. Wniosek: elektroskop pozwala znaleźć znak ładunku badanego ciała.

Oprócz elektroskopu można wyróżnić jeszcze jedno urządzenie - elektrometr. Zasady działania urządzeń są praktycznie takie same. Elektrometr posiada lekką aluminiową wskazówkę, za pomocą której, na podstawie kąta odchylenia, można poznać ilość ładunku przekazanego prętowi elektrometru.

§ 2 Pole elektryczne i jego charakterystyka

Ciała elektryzuje się w następujący sposób: otrzymują ładunek dodatni lub ujemny, zwiększając lub zmniejszając wielkość ładunku. W tym przypadku ciała nabierają różnych właściwości i są w stanie przyciągać lub odpychać inne ciała. W jaki sposób ciało „rozumie”, że ładunek innego człowieka musi być przyciągany lub odpychany? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musisz poznać specjalną formę materii - „pole elektryczne”.

Naelektryzujmy metalową kulkę na plastikowym stojaku i lekką kulkę korkową na nitce (nazwijmy ją kulką testową) o tej samej nazwie (o tym samym znaku). Przeniesiemy to do różne punkty przestrzeń wokół dużej kuli. Zauważymy, że w każdym punkcie przestrzeni wokół naelektryzowanego ciała wykrywana jest siła działająca na kulkę testową. Widzimy, że istnieje poprzez ugięcie gwintu kulki. W miarę oddalania się kulki od kulki testowej kulka na sznurku odkształca się coraz mniej, w związku z czym siła działająca na nią staje się coraz mniejsza (w zależności od kąta odchylenia struny od położenia równowagi).

Zatem w każdym punkcie przestrzeni wokół naelektryzowanych lub namagnesowanych ciał istnieje tak zwane pole siłowe, które może oddziaływać na inne ciała.

Pole elektryczne to szczególny rodzaj materii utworzonej przez elektrycznie stacjonarny ładunek i działającej z pewną siłą na swobodny ładunek umieszczony w tym polu.

Charakterystyka pola:

1. Jest materialny, ponieważ oddziałuje na przedmioty materialne (światło wolne ciało- rękaw).

2. Jest realny, ponieważ istnieje wszędzie, nawet w próżni (przestrzeń pozbawiona powietrza) i niezależnie od człowieka.

3. Niewidoczny i nie oddziałujący na ludzkie zmysły.

4. Nie ma określonego rozmiaru, obramowania, kształtu.

5. Zajmuje całą przestrzeń otaczającą dane naładowane ciało.

6. W miarę oddalania się od ładunku pole słabnie.

7. Ma energię.

8. Pola elektryczne mają dwie zasady: zasadę niezależności (jeśli jest kilka pól, to każde pole istnieje niezależnie od siebie), zasadę superpozycji (nakładania się) - pola nie zniekształcają się nawzajem.

9. Wokół naładowanego ciała znajdują się cząstki. Każde naładowane ciało ma wokół siebie własne pole elektryczne.

10. Pole wykrywa się pod wpływem pewnej siły na swobodnie zawieszone naładowane ciało, siłę tę nazywa się elektryczną.

§ 3 Linie elektroenergetyczne pole elektryczne

Aby graficznie przedstawić pole i poznać kierunek jego propagacji, konieczne jest zastosowanie metody linii pola.

Aby to zrobić, przeprowadźmy eksperyment.

Weźmy dwie metalowe kulki na plastikowych stojakach, a także igłę, również zamontowaną na stojaku. Umieść kulki w odległości 40-50 cm od siebie, a między nimi - stojak z igłą. Połóż na nim suchy kawałek drewna. Jak widać kule mają różne znaki ładunków, zobaczymy, że taśma obróci się tak, że znajdzie się na linii prostej łączącej kule (patrz górna część rysunku).

Jeśli umieścimy taśmę w różnych pozycjach w pobliżu kulek (patrz rysunek), zauważymy, że zajmie ona pozycję na narysowanych w myślach liniach w kształcie łuku łączących kulki; Dokładnie tak wyglądają linie pola elektrycznego.

Zademonstrujmy ciekawy przypadek: istnieją ciała naładowane. Połóż na nich szklankę i posyp jej powierzchnię drobno posiekanymi włoskami. Pod wpływem pola zaczynają się w ciekawy sposób orientować i pojawia się „obraz” pokazujący położenie ciał. (patrz zdjęcia poniżej). Po lewej i prawej stronie są one zorientowane wokół cząstek naładowanych dodatnio i ujemnie, a w części środkowej - wokół przeciwnie naładowanych kulek.

Linie siły są przedstawiane jako „częstsze” linie, w których wykrywany jest większy ładunek elektryczny, a co za tym idzie, większa siła elektryczna, gdy dane pole działa na ciało. Model linii pola pokazuje wielkość siły i kierunek działania pola na ciała i cząstki umieszczone w polu.

Istnieje urządzenie, za pomocą którego można sprawdzić wielkość i znak ładunku, co jest ważne zjawiska elektryczne. Ponadto pole elektryczne jest „powiązane” z ładunkiem. Kiedy ładunek przemieszcza się w przeciwnym kierunku, pole natychmiast podąża za nim.

Lista wykorzystanej literatury:

1. Fizyka. Klasa 8: Podręcznik dla szkół ogólnokształcących/A.V. Peryszkina. – M.: Drop, 2010.
2. Fizyka 7-9. Podręcznik. I.V. Krivczenko.
3. Fizyka. Informator. Z. Kabardin. - M.:AST-PRESS, 2010.

Slajd 2

Elektroskop

Po lekcji uczeń wie:

• Budowa i przeznaczenie elektroskopu (elektrometru).
• Pojęcia pola elektrycznego, siły elektryczne.
• Przewodniki i dielektryki.

• Zidentyfikować i usystematyzować posiadaną wiedzę na temat elektryfikacji ciał.
• Wyjaśnij wpływ pola elektrycznego na wprowadzony do niego ładunek elektryczny.
• Pogłębia wiedzę na temat elektryfikacji ciał.
• Rozwija zdolności intelektualne.

Struktura lekcji:

1. Etap organizacyjny.
2. Powtarzanie w celu uaktualnienia dotychczasowej wiedzy.
3. Tworzenie nowej wiedzy.
4. Konsolidacja, obejmująca zastosowanie nowej wiedzy w zmienionej sytuacji.
5. Praca domowa.
6. Podsumowanie lekcji.

1. Elektroskop (1 egzemplarz).
2. Elektrometr (2 egzemplarze), przewodnik metalowy, kulka.
3. Maszyna elektroforyczna.
4. „Sułtani”.
5. Patyk ze szkła i ebonitu; (wełna, jedwab).
6. Prezentacja.

Odpowiadaj na pytania.

Podsumowanie lekcji „Pole elektryczne. Elektroskop"

Cel lekcji: zapoznanie uczniów z budową elektroskopu. Kształtowanie pomysłów na temat pola elektrycznego i jego właściwości.

Wyposażenie: elektroskop, tuleja na nitkę na stojaku, ebonit, pręt szklany, balony, kawałek tkaniny nylonowej, nożyczki, taśma, tkanina wełniana, kubki plastikowe, spinacze, folia.

1. Moment organizacyjny

2. Postęp lekcji:

Dla niektórych z Was dzisiejsza lekcja zacznie się od zadania testowe. (5 osób), osoby posiadające testy mogą przystąpić do pracy, czas ograniczony, po 3 minutach sprawdzamy poprawność wykonania.

Na stole wystawowym znajdują się balony. Dwóch uczniów zostaje wezwanych do stołu demonstracyjnego. Zadaniem uczniów jest przedstawienie doświadczenia i wyciągnięcie wniosków na temat oddziaływania ciał naelektryzowanych.

Podczas gdy dwóch uczniów czyta instrukcję wykonania eksperymentu, reszcie kieruję następujące pytania:

1. Jak przenieść ładunek elektryczny z jednego ciała na drugie?

2. Jakie dwa rodzaje ładunków istnieją w przyrodzie, jak się nazywają?

3. Jak ciała o podobnych ładunkach oddziałują ze sobą?

4. Jak ciała o przeciwnych ładunkach oddziałują ze sobą?

5. Czy podczas elektryfikacji poprzez tarcie można ładować tylko jedno ze stykających się ciał?

6. Czy poprawne jest wyrażenie: „Tarcie wytwarza ładunki?” Dlaczego?

7. Czy można naelektryzować mosiężny pręt trzymając go w dłoni?

8. Czy można jednocześnie otrzymać przeciwne ładunki na końcach szklanego pręta?

9. Wymień substancje będące przewodnikami.

10. Wymień substancje będące dielektrykami.

Sprawdzanie wykonania zadań testowych. Kluczem do testu jest słowo „Prawda”.

Uczniowie demonstrują doświadczenia i wyciągają wnioski. Wynik jest natychmiast oceniany.

3. Nauka nowego materiału.

-Powiedz mi, jak ustalić, czy ciało jest naelektryzowane?

Czy istnieje inny sposób ustalenia, czy ciało jest naładowane: za pomocą urządzenia takiego jak elektroskop?

Dwa balon powiesić, nie dotykając się, ale mimo to jest widoczny

że oddziałują na siebie, odpychają się. Podczas holowania

Z jednego samochodu na drugi interakcja samochodów odbywa się za pomocą kabla. A interakcja między naładowanymi ciałami odbywa się za pomocą pola elektrycznego.

Nazwa „elektroskop” pochodzi od greckich słów „elektron” – elektryczność i „skopeo” – obserwować, wykrywać (zapisywać w zeszycie).

Z czego się składa? Metalowy pręt przechodzi przez plastikową zatyczkę w metalowej ramie, na końcu której przymocowane są dwa kawałki cienkiego papieru. Rama obustronnie pokryta szkłem.

Zobacz, jakie zmiany zajdą, gdy przyniosę naładowane

Patyk. (Liście będą się różnić.) Oznacza to, że na podstawie odchylenia liści można ocenić, czy ciało jest naładowane. Do eksperymentów wykorzystywane jest także inne urządzenie.

Elektrometr. Tutaj strzała z lekkiego metalu jest ładowana z metalowego pręta, odpychając się od niego pod nie większym kątem, im bardziej są naładowane.

Według nauk angielskich fizyków Faradaya i Maxwella wokół ciał naładowanych. Mediatorem w tym oddziaływaniu jest pole elektryczne. Pole elektryczne jest formą materii, przez którą interakcja elektryczna naładowane ciała, otacza każde naładowane ciało i objawia się swoim działaniem na naładowane ciało.

Doświadczenie: Naładuj rękaw „ujemnie”, kij „dodatnio” i przyłóż pałeczki do rękawa. I obserwuj, jak łuska naboju jest przyciągana do drążka, gdy się zbliża.

Główną właściwością pola elektrycznego jest jego zdolność do oddziaływania z pewną siłą na ładunek elektryczny.

Siła, z jaką pole elektryczne działa na wprowadzony do niego ładunek, nazywa się siłą elektryczną.

W pobliżu ciał naładowanych działanie pola jest silniejsze, a w miarę oddalania się od nich pole słabnie.

Dzieci wykonują elektroskop z dostępnych materiałów: plastikowego kubka, spinacza, folii, plasteliny.

4 Podsumowanie lekcji.

Do czego służy elektroskop i z jakich części się składa?

O jakiej koncepcji dowiedziałeś się na zajęciach?

Jakiej właściwości pola elektrycznego się nauczyłeś?

Czy pole elektryczne działa jednakowo w dowolnej odległości od naładowanego ciała?

5 D/z §27.28.

Instrukcja 1

1. Weź dwie piłki

2. Zawiąż każdą kulkę nitką o długości 30 cm.

3. Za pomocą taśmy przymocuj jedną z kulek do statywu.

4. Przetrzyj wiszącą kulę kawałkiem wełny. Konieczne jest wykonanie co najmniej 20 ruchów kawałkiem materiału w tę i z powrotem. Puść piłkę, a będzie swobodnie zwisać

5. Drugą kulkę pocieramy kawałkiem wełny. Weź go za koniec nici i przynieś do pierwszej kulki. Co stanie się z piłkami?

6. Przymocuj drugą kulkę wystarczająco blisko pierwszej, tak aby wydawało się, że się od siebie oddalają

INSTRUKCJE 2

1. Weź kawałek nylonowej tkaniny

2.Złóż plastikową torebkę na pół i weź ją do ręki

3. Umieść kawałek nylonu pomiędzy tymi połówkami i kilkakrotnie przeciągnij torebką po nylonie

4.Co się stanie, gdy usuniesz paczkę?

T E S T

na temat „Oddziaływanie ciał naładowanych”

1. Kiedy szkło ociera się o jedwab, ładuje się

B – dodatni D – ujemny

2. Jeśli naelektryzowane ciało zostanie odepchnięte przez kij ebonitowy potarty o futro, to zostanie ono naładowane...

A – dodatni E – ujemny

3. Na nitkach zawieszone są trzy pary kulek świetlnych (patrz rysunek).

Która para kulek nie jest naładowana?

S – pierwszy U – drugi R – trzeci

4. Na nitkach zawieszone są trzy pary kul świetlnych (patrz rysunek).

Która para kul ma takie same ładunki?

N – pierwszy P – drugi R – trzeci

5. Na nitkach zawieszone są trzy pary kul świetlnych (patrz rysunek).

Która para kul ma różne ładunki?

K – pierwszy O – drugi L – trzeci

AMPER (Amper) Andre Marie (1775 - 1836), wybitny francuski naukowiec, fizyk, matematyk i chemik, na którego cześć nazwano jedną z podstawowych wielkości elektrycznych - jednostkę prądu - amper. Autor samego terminu „elektrodynamika” jako nazwy doktryny elektryczności i magnetyzmu, jeden z twórców tej doktryny.

WISIOREK (Coulomb) Charles Augustin (1736-1806), francuski inżynier i fizyk, jeden z twórców elektrostatyki. Badał odkształcenie skrętne gwintów i ustalił jego prawa. Wynalazł (1784) równowagę skrętną i odkrył (1785) prawo nazwane jego imieniem. Ustalono prawa tarcia suchego.

Faraday Michael (22.09.1791 – 25.8.1867), angielski fizyk i chemik, twórca doktryny pola elektromagnetycznego, członek Royal Society of London (1824).

James Clerk Maxwell (1831-79) – angielski fizyk, twórca elektrodynamiki klasycznej, jeden z założycieli fizyka statystyczna, przewidział istnienie fale elektromagnetyczne, wysunął ideę elektromagnetycznej natury światła, ustanowił pierwsze prawo statystyczne - prawo rozkładu cząsteczek według prędkości, nazwane jego imieniem. Rozwijając idee Michaela Faradaya, stworzył teorię pole elektromagnetyczne(Równania Maxwella); wprowadził pojęcie prądu przemieszczenia, przewidział istnienie fal elektromagnetycznych i przedstawił ideę elektromagnetycznej natury światła. Założył rozkład statystyczny nazwany jego imieniem. Badał lepkość, dyfuzję i przewodność cieplną gazów. Maxwell wykazał, że pierścienie Saturna składają się z oddzielnych ciał.