Образовательный портал. Почему пластмасса может притягивать бумагу? Основное правило электричества

» знакомы сейчас каждому человеку. Электрический ток используется на транспорте, в наших домах, на заводах, фабриках, в сельском хозяйстве и т.д. Но чтобы понять, что он собой представляет, надо ознакомиться сначала с большим кругом явлений, называемых электрическими .
Некоторые из этих явлений были открыты еще в глубокой древности. Древнегреческий ученый Фалес (VII-VI вв. до н. э.) заметил, что натертый шерстью янтарь начинает притягивать к себе легкие кусочки других материалов (соломинки, шерстинки и т. п.). Через две тысячи лет английский физик У. Гильберт (1544-1603) обнаружил, что аналогичной способностью обладает не только натертый янтарь, но и алмаз, сапфир, стекло и некоторые другие материалы. Все эти вещества он назвал электрическими, т. е. подобными янтарю (поскольку греческое слово «электрон» означает «янтарь»).
Впоследствии про тело, которое после натирания приобретало свойство притягивать к себе другие тела, стали говорить, что оно наэлектризовано , или что ему сообщен . А процесс сообщения телу электрического заряда стали называть электризацией.
Физическую величину, называемую электрическим зарядом , обозначают буквой q:
q - .
Единица электрического заряда в СИ называется кулоном (1 Кл) в честь французского физика Ш. Кулона (1736-1806). Определение этой величины будет дано в § 10.
Тело, у которого q не равно нулю, называют заряженным , а тело, у которого q равно нулю, - нейтральным (незаряженным).
Обратимся к опыту. Возьмем стеклянную палочку и поднесем ее к маленьким кусочкам бумаги. Мы увидим, что ничего не произойдет. Это говорит о том, что в обычном состоянии стекло (как и большинство других тел) электрически нейтрально. Теперь потрем палочку о лист бумаги и снова поднесем ее к кусочкам бумаги. Мы увидим, как они тут же к ней притянутся (рис.1). Это означает, что в результате трения о бумагу палочка наэлектризовалась: ее электрический заряд стал отличным от нуля.

Аналогичное явление можно наблюдать и при расчесывании сухих волос. Притяжение волос к расческе также представляет собой результат электризации .
Приблизив наэлектризованную палочку к тонкой струйке воды, можно убедиться в том, что притягиваться способны не только твердые тела, но и жидкие (рис.2).

Поднеся к руке наэлектризованный предмет или поместив руку вблизи экрана работающего телевизора, на поверхности которого тоже имеются электрические заряды, можно услышать легкое потрескивание, а в темноте иногда удается увидеть даже маленькие искорки. Это тоже проявление электричества.
Электрические заряды, возникающие при электризации трением, иногда называют статическим электричеством . Чаще всего оно является безобидным (например, когда вы снимаете через голову одежду из синтетического материала, шаркаете ногами по ковру или ерзаете на стуле во время урока). Но иногда оно бывает и опасным. Например, электризацию жидкости при трении о металл , по поверхности которого она течет, следует учитывать при переливании бензина из цистерны. Если не предпринимать специальных мер предосторожности, направленных на снятие электрического заряда, то это может привести к воспламенению бензина и взрыву.
Следует помнить, что в результате электризации трением электрический заряд приобретают оба тела. Например, при соприкосновении стеклянной палочки и резины электризуется и стекло, и резина. Резина, как и стеклянная палочка, начинает притягивать к себе легкие тела (рис.3).

Чтобы наэлектризовать тела, одного касания, как правило, недостаточно. Тела следует, плотно прижав, тереть друг о друга. Делается это для того, чтобы уменьшить расстояние между телами и одновременно с этим увеличить площадь соприкосновения между ними.
Стеклянная палочка, потертая о шелк, притягивает к себе легкие предметы (например, кусочки бумаги). Те же кусочки будут притягиваться и к эбонитовой палочке, потертой о мех. Означает ли это, что заряды, приобретенные этими телами, ничем не отличаются друг от друга?
Обратимся к опытам. Наэлектризуем трением о мех эбонитовую палочку, подвешенную на нити. Приблизим к ней другую такую же палочку, наэлектризованную трением о тот же кусочек меха. Мы увидим, что палочки оттолкнутся (рис.4). Так как палочки одинаковые и наэлектризовали их трением об одно и то же тело, можно утверждать, что на них были заряды одного рода. Опыт показал, что тела, имеющие заряды одного рода, отталкиваются друг от друга.

Теперь поднесем к наэлектризованной эбонитовой палочке, подвешенной на нити, стеклянную палочку, потертую о шелк. Мы увидим, что они притянутся. Если бы на стеклянной палочке был заряд того же рода, что и на эбонитовой палочке, то они оттолкнулись бы. Мы же наблюдаем притяжение (рис.5). Это означает, что заряд , образовавшийся на стекле, потертом о шелк, другого рода, чем на эбоните, потертом о мех. Опыт говорит о том, что тела, имеющие заряды разного рода, притягиваются друг к другу.

Приближая к подвешенной наэлектризованной эбонитовой палочке заряженные тела из различных веществ: резины, плексигласа, пластмассы, капрона и т. д., - мы увидим, что в одних случаях палочка от них отталкивается, а в других притягивается.
Все эти опыты показывают, что в природе существуют два рода электрических зарядов .
Заряд того рода, который возникает на стекле, потертом о шелк, назвали положительным (+), а заряд того рода, который возникает на янтаре, потертом о шерсть, назвали отрицательным (-).
В результате опытов по электризации было установлено, что все вещества можно расположить в ряды, в которых предыдущее тело электризуется при трении о последующее тело положительно, а последующее при этом - отрицательно. Вот, например, один из таких рядов: кроличий мех, стекло, кварц, шерсть, шелк, хлопок, дерево, янтарь, каучук.
Описанные выше опыты показывают, что характер взаимодействия заряженных тел подчиняется простому правилу: тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются . Более кратко это правило формулируют так: одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются.

???
1. Что называют электризацией?
2. От какого греческого слова происходит термин «электричество»?
3. Одно или оба тела электризуются при трении ?
4. Какие два рода электрических зарядов существуют в природе? Из каких опытов следует, что их действительно два?
5. Сформулируйте правило, описывающее характер взаимодействия заряженных тел.
6. Кусочек дерева потерли о шелк. Какие заряды (по знаку) появились на кусочке дерева и какие на шелке?
7. Как называется единица заряда?
8. Выполнив экспериментальные задания, опишите опыты, изображенные на рисунке 6.

Экспериментальные задания.
1. Надуйте детский воздушный шарик, после чего потрите его о шерсть, мех или свои волосы. Почему шарик начинает прилипать к различным предметам и даже к потолку?
2. Оберните карандаш металлической фольгой и осторожно снимите с карандаша образовавшуюся гильзу. Подвесьте ее на шелковой или капроновой нити. Коснитесь гильзы наэлектризованным телом, знак заряда которого известен. Затем наэлектризуйте другие тела (пластмассовую ручку, расческу, стеклянный стакан и т. п.) и, поднося их к гильзе, определите знак заряда этих тел. Результаты опытов запишите в тетрадь.

С.В. Громов, И.А. Родина, Физика 9 класс

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку,

ОПЫТЫ ПО ЭЛЕКТРОСТАТИКЕ

Оборудование

Для изучения явления электризации тел сделаем султанчики, гильзы, электроскоп и «карусель» из длинной линейки, установленной на лампочке. Еще понадобятся воздушные шарики , шарик от настольного тенниса и пластмассовая (поливиниловая) трубка – такие трубки используются для изоляции проводов, из них делают также каркасы парников. Чем больше диаметр, тем сильнее трубка электризуется. Трубку можно заменить пластмассовой расческой, корпусом шариковой ручки, куском пенопласта. Запаситесь также шерстяным, меховым, шелковым лоскутками, кусочками кожи, полиэтиленовой пленкой..gif" alt="http://*****/2002/19/no19_07.gif" align="left" width="185" height="180">круглого карандаша, а кончик скрутите фантиком. Привяжите к кончику нитку длиной 30–40 см. Второй конец нитки закрепите на ковровом колечке или скрепке. Сделайте две такие гильзы. Хранить их удобно в футляре от фотопленки или в коробочке от «киндер-сюрприза». Сделайте также две гильзы из папиросной бумаги и еще один комплект – из пенопласта или пластика. В пенопласт легко воткнуть булавку, а к головке булавки удобно крепить нитку.

Помните, гильзы должны быть легкими – ведь электростатические силы невелики. Если гильзы помялись, их форму легко восстановить на круглом карандаше.

Для проведения опытов нужна также стойка для крепления гильз.

· Электроскоп. Возьмите любую прозрачную стеклянную банку с пластмассовой крышкой и сделайте в крышке маленькое отверстие, в которое вставьте гвоздь либо толстую проволоку. Кончик гвоздя загните и закрепите на нем сложенную пополам полоску фольги или папиросной бумаги (рис. а).

Можно изготовить миниатюрный электроскоп из аптечного пузырька. Возьмите медную проволоку и пропустите ее через пробку. На конце проволоки закрепите две булавки. Для увеличения емкости электроскопа наружный конец проволоки сверните улиткой (рис. б).

Еще один способ: возьмите пластиковую бутылку, отрежьте ее верхнюю коническую часть, покройте пищевой фольгой как внутреннюю, так и наружную часть бутылки, прикрепите (можно обычной аптекарской резинкой) к внешней части «метелку» из узких полосок легкой бумаги (рис. в).

· «Карусель». Установите на подставку длинную линейку – для сравнения возьмите три: деревянную, металлическую и пластмассовую. Подставкой может служить обычная перегоревшая лампочка в банке из-под майонеза (рис. а). Но лучше подставку сделать из стеклянной бутылки с пробкой: вставьте в пробку по центру иголку, а на иголку наденьте перевернутый стеклянный стакан (рис. б).

· Возьмите шарик от пинг-понга и покройте его графитом (закрасьте простым карандашом). Шарик можно заменить куриным яйцом, предварительно удалив его содержимое, промыв и тщательно высушив, но яичная скорлупа очень хрупкая и требует осторожного обращения.

· Стрелка. Упрощенный вариант – согнутая пополам полоска бумаги, одетая на острие иголки, вставленной в ластик (рис. а). Стрелка, изготовленная по «выкройке» (рис. б), более устойчива. Вторую стрелку сделайте из фольги.

Проведение опытов. Запомните: рядом со столом экспериментатора не должно быть воды. Опыты по электростатике плохо получаются в сырую погоду. Вода – хороший проводник, поэтому статические заряды во влажной среде быстро стекают.

Опыты

1. Потрите пластмассовую палочку о лист бумаги или о тонкую полиэтиленовую пленку. Тела станут прилипать друг к другу. Это взаимодействие называется электростатическим, а палочка стала наэлектризованной. Электризуются сразу два тела: лист бумаги (или полиэтиленовая пленка) и палочка. Электростатическое взаимодействие объясняется перераспределением электрических зарядов.

2. Поднесите к султанчику, сделанному из «дождя» или магнитной ленты, наэлектризованную палочку, но не касайтесь султанчика. Полоски фольги потянутся за палочкой и будут за ней перемещаться. Аналогично поведет себя султанчик из ниток. Мы наблюдаем электризацию на расстоянии.

В ткацкой промышленности электризация ниток, которая происходит из-за их трения при движении челнока, является большой проблемой. Наэлектризованные нитки спутываются, рвутся. Для частичного устранения нежелательного эффекта в цехах искусственно поддерживают высокую влажность .

3. Зарядите палочку, потерев ее о любой лоскуток. Поднесите ее к измельченным листочкам бумаги. Листочки будут прилипать к палочке, причем начнут «реагировать» еще до соприкосновения с ней. Мы говорим, что заряд, создавая вокруг себя электрическое поле, действует на расстоянии на эти листочки бумаги и электризует их.

Если размер кусочков бумаги значителен и сила тяжести оказывается соизмеримой с электрической силой, листочки будут только приподниматься, могут даже вставать на ребро, но не будут отрываться от стола. Наэлектризованной о волосы расческой можно поставить вертикально листочек размером 8x8 см.

Поэкспериментируйте с обрезками ниток, кусочками тканей, полиэтилена, т. е. с диэлектриками. Вы будете наблюдать похожее поведение.

Возьмите кусочки фольги или металлизированной пленки, т. е. металлические проводники. Легкие кусочки фольги будут подскакивать, ударяться о заряженную палочку и резко отлетать от нее. При соприкосновении с наэлектризованной палочкой фольга заряжается. Одноименно заряженные тела отталкиваются, что мы и наблюдаем. Очень эффектно смотрится опыт с металлизированным конфетти!

Проведите дома уборку: сотрите тряпкой пыль с экрана телевизора, с полированной мебели. Пыль очень быстро вновь осядет на эти поверхности. Причина – все та же электризация поверхности и притяжение к ней легких пылинок.

Обратите внимание на то, что полы, покрытые линолеумом, очень быстро пылятся. Когда мы ходим по полу, то электризуем его, поэтому пыль активно на нем оседает. Кроме того, статическое электричество долго сохраняется на линолеуме. На деревянных полах такого количества пыли не оседает. Попробуем объяснить это.

Возьмите деревянную палочку и наэлектризуйте ее трением о лоскутки. Поднесите наэлектризованную деревянную палочку к султанчику или электроскопу – и убедитесь, что дерево слабо электризуется. Вот и ответ о пыли на деревянном полу.

Проверим на опыте, как электризуются металлы, например металлическая линейка. Так как тело человека – хороший проводник электричества, наденьте резиновую перчатку, иначе заряд на линейке накапливаться не будет. Испытание заряженной линейки на султанчике или электроскопе показывает, что металлы плохо электризуются.

Все твердые тела электризуются, но в разной степени.

4. Поднесем наэлектризованную палочку или расческу к струе воды, вытекающей из крана. Струя притянется к палочке. Следовательно, жидкости также электризуются. Электризация горючих жидкостей из-за трения при их перевозке опасна, поэтому топливные баки заземляют.

5. Мыльные пузыри также электризуются. Но для наблюдения этого явления требуется терпение, т. к. мыльные пузыри быстро лопаются, особенно в электрическом поле. Упрощенный вариант опыта – выдуйте пузырь на горизонтальной поверхности (полупузырь) и медленно подносите заряженную палочку. Вы увидите, как он вытягивается.

6. Проведите наэлектризованной палочкой над листом бумаги, металлической скрепкой, ножницами – вы услышите легкий треск, напоминающий разряды. То же самое происходит, когда вы снимаете с себя синтетическую одежду. Целый день она терлась о ваше тело – электризовалась, – но электризовалось и ваше тело. Тело получило заряд одного знака, одежда – другого. При разъединении вы слышите характерный треск и ощущаете некоторое покалывание. В темноте можно даже увидеть крошечные молнии. Если вы носите синтетическую шубу, то, прикасаясь к металлическим предметам, ощущаете достаточно сильный электрический разряд.

В одежде из хлопка и натуральных волокон этого не происходит. Ученые определили, что для клеток живого организма вредно находиться в заряженном состоянии. Отсюда вывод: несмотря на удобство и относительную дешевизну синтетической одежды, не стоит ею увлекаться.

7. Еще один красочный опыт с электризацией на расстоянии. Поднесите наэлектризованную палочку к деревянной линейке - «карусели». Линейка поляризуется и начнет притягиваться к палочке. С помощью заряженной палочки вы можете заставить линейку вращаться.

Проделайте этот опыт с металлической линейкой. Из-за явления электростатической индукции металлическая линейка также будет притягиваться к палочке и вращаться за ней.

Сложнее обстоит дело с пластмассовыми линейками. Есть материалы, которые будут отталкиваться, а не притягиваться к заряженной палочке. Это прозрачные линейки из полистирола. Явление объясняется тем, что в них существуют «замороженные» заряды. В процессе производства, когда материал был еще жидким, на него воздействовало случайное электрическое поле, которое вызвало к его поверхности заряды. При остывании материала они потеряли свою подвижность. Материалы с такими свойствами называют электретами. (Физический энциклопедический словарь. – М.: Советская Энциклопедия, 1984, с. 862.)

8. Другой вариант опыта с «каруселькой» из бутылки и перевернутого стакана. Положите на стакан раскрытые буквой «Х» ножницы. Если поднести к ним наэлектризованную палочку, то можно добиться вращения ножниц.

9. Положите на подставку наэлектризованную расческу. Поднесите к ней пальцы руки – расческа придет в движение! (Опыт описан в кн.: . Физические викторины в средней школе . – М., 1977.) Если опыт вам не удается, смочите руки.

Замените расческу на «странную» пластмассовую линейку (см. опыт 7). Ее также можно привести в движение, поднося к ней пальцы. По всей видимости, материал, из которого сделана линейка, обладает статической памятью.

10. Подвесьте на стойку гильзу из фольги. Поднесите к ней наэлектризованную палочку. Гильза придет в движение: вначале прикоснется к палочке, затем резко отлетит в противоположную сторону. Попытка повторно прикоснуться к гильзе наэлектризованной палочкой кончится неудачей – она уйдет в сторону. Дело в том, что, прикоснувшись к заряженной палочке, гильза зарядилась одноименно, а одноименно заряженные тела отталкиваются, в чем мы и убеждаемся.

Чтобы снять заряд с гильзы, достаточно до нее дотронуться рукой. Тело человека является хорошим проводником электричества.

Повторите опыт, но с гильзами из другого материала. Вы получите тот же результат.

11. Подвесьте на стойке на небольшом расстоянии друг от друга две гильзы. Отрегулируйте длину нити – гильзы должны висеть на одном уровне. Зарядите одну из них. Другую начинайте приближать. Если гильзы закреплены на кольцах, то это нетрудно сделать. В первый момент они притянутся друг к другу, прикоснутся и резко разлетятся в разные стороны. Продолжайте сближать колечки до полного их соприкосновения, однако гильзы останутся разведенными, под углом друг к другу. Еще раз убеждаемся: одинаково заряженные тела отталкиваются.

Между гильзами поместите палочку, имеющую тот же знак заряда, – гильзы разойдутся на больший угол. Перемещайте палочку – и гильзы будут ее «сопровождать». В этом опыте мы имеем три одинаково заряженных тела, отталкивающихся друг от друга.

Поместите гильзы на некотором расстоянии друг от друга. Зарядите одну из них. Чтобы определить, какая из них заряженная, достаточно поднести к гильзе руку: незаряженная гильза не будет реагировать на руку, а заряженная притянется к руке!

12. Электрический маятник. Для этого опыта вам понадобится металлический экран, который легко сделать из листа картона с прикрепленной к нему скотчем металлической фольгой. Гильзу из фольги поместите между экраном и наэлектризованной палочкой. Вы будете наблюдать следующую картину: гильза притянется к палочке, резко отскочит, ударится об экран, снова притянется к палочке и т. д., т. е. начнет колебаться. Незаряженная гильза притягивается к наэлектризованной палочке, дотрагиваясь до нее, заряжается, резко отталкивается как одноименно заряженное тело и ударяется о металлический экран, которому отдает свой заряд. Процесс начинается снова. Так как гильза снимает большой электрический заряд, колебания получаются затухающими, так что палочку постоянно надо подзаряжать.

Если вы воспользуетесь электрофорной машиной, то будете наблюдать незатухающие колебания.

Повторите опыт, заменив металлический экран картонным. Гильза дотронется до диэлектрического экрана и «прилипнет» к нему: экран поляризуется, т. е. его поверхность, обращенная к палочке, зарядилась положительно, поэтому гильза и «прилипла».

Электрические колебания можно наблюдать, если подвесить гильзу на карандаш между двумя обрезанными и обтянутыми фольгой пластиковыми бутылками. Поднесите на некоторое расстояние к установке заряженную палочку. Гильза коснется ближайшего к палочке электроскопа, зарядится от него тем же по знаку зарядом. Потом, как одноименно заряженная, оттолкнется от него, ударится о второй электроскоп, отдаст ему заряд, притянется к первому и т. д. Мы будем наблюдать колебания гильзы, т. е. модель «вечного двигателя»!

13. Поднесите к электроскопу заряженную палочку. Булавки (или листочки) электроскопа разойдутся. Значит, они оказались одинаково заряженными. Уберите палочку – они снова сойдутся. Мы наблюдаем явление электростатической индукции (рис. а).

Поставьте на крышку электроскопа перевернутую металлическую консервную банку (рис. б). Вновь поднесите заряженную палочку, не касаясь банки. Листочки электроскопа никак не отреагируют на электрическое поле. Это означает, что внутри металлической банки электрического поля нет. По этой причине корпуса многих приборов металлические – они экранируют приборы от внешних электрических полей, помех, нежелательных сигналов.

14. Коснитесь заряженной палочкой металлического стержня электроскопа – его листочки разойдутся и останутся в этом положении. Это означает, что мы передали заряд листочкам. Снова наэлектризуйте палочку и опять дотроньтесь до электроскопа – его листочки отклонятся на бо1льший угол, т. к. заряд на электроскопе увеличился.

Накройте стержень консервной банкой и дотроньтесь до нее заряженной палочкой – листочки электроскопа сильнее расходиться не будут. Опять мы убеждаемся в экранировании электрического поля.

15. Потерев пластмассовую палочку лоскутком, дотроньтесь лоскутком до стержня электроскопа. Листочки разойдутся на небольшой угол. А теперь прикоснитесь наэлектризованной палочкой. Листочки тут же опустятся. Это означает, что электроскоп разрядился. Следовательно, палочка и лоскуток имели заряды противоположного знака.

16. Проверьте, потерев бумагу о бумагу, пластмассу о пластмассу и пр., электризуются ли эти вещества.

17. Возьмите пластмассовый шарик от пинг-понга и поднесите к нему заряженную палочку – шарик будет послушно катиться за ней. Для усиления эффекта покройте его графитом.

18. Возьмите пластиковую бутылку, покрытую фольгой, и на ее край положите согнутую пополам полоску бумаги. Поднесите наэлектризованную палочку один раз со стороны полоски бумаги, другой раз – с противоположной стороны цилиндра. В первом случае полоска притянется к палочке, во втором – прилипнет к фольге цилиндра. Теперь зарядите цилиндр от наэлектризованной палочки. Повторите опыт. Вы получите противоположный результат!

19. «Электрический» компас. Возьмите бумажную стрелку. Накройте ее сверху стеклянной банкой. Потрите в одном месте стекло шерстяным лоскутком. Бумажная стрелка притянется к этому месту.

Повторите опыт с прозрачной пластиковой баночкой. Пластик легче электризуется, и эффект получается больший. Начните поворачивать банку – за ней будет поворачиваться и стрелка.

Поднесите заряженную палочку к стрелке, находящейся под банкой. Стрелка будет чутко реагировать на изменение положения палочки, т. е. на электрическое поле. Диэлектрики не экранируют электрические поля.

Очень зрелищны опыты с воздушными шариками.

20. Наэлектризуйте шарик, потерев его о волосы. Приподнимая шарик над головой, вы почувствуете, как за ним тянутся волосы. Чем не султанчик?

21. Проверьте, как прилипают к наэлектризованному шарику мелкие предметы: бумажки, нитки, металлическая фольга и пр. Эффект получается больше, чем от наэлектризованной палочки. Если вы будете проводить опыт с сахарным песком, солью, мукой, то шарик покроется «снегом».

22. Наэлектризованный шарик прислоните к вертикальной стенке или к потолку – он будет долго висеть в таком положении.

23. Возьмите два воздушных шарика. Наэлектризуйте их и положите на гладкую поверхность стола. Шарики будут отталкиваться друг от друга и препятствовать сближению. Обратите внимание: на стол они ложатся наэлектризованной стороной.

24. Возьмите нитки наэлектризованных шариков в одну руку. «Строптивые» шарики разлетаются в разные стороны. (Этот опыт может не получиться с «тяжелыми» воздушными шариками.)

Иногда обычные предметы демонстрируют на первый взгляд сверхъестественные способности: пластмассовая палочка может притягивать бумагу, подобно тому как магнит притягивает железо или пенополистирол прилипает к одежде. За эти небольшие чудеса ответственно статическое электричество.

Статическое электричество образуется в результате взаимодействия электрически заряженных частиц - отрицательных электронов и положительных протонов атомов. Обычно тела находятся в электрически нейтральном состоянии, поскольку они состоят из равного количества равномерно распределенных отрицательных и положительных частиц. Однако, приобретая или теряя электроны, нейтральные тела могут становиться заряженными.

Тела заряжаются в результате трения (натирания), которое лишает некоторые вещества части их электронов, делая эти вещества положительно заряженными. Например, натирание пластмассовой палочки мехом передает электроны от меха к пластмассе. В итоге пластмасса приобретает отрицательный заряд, а мех - положительный. Если отрицательно заряженную пластмассу затем близко поднести к электрически нейтральным кусочкам бумаги, они начнут прилипать к пластмассе. «Волшебное» притягивание вызывается образованием отрицательного заряда в пластмассе.

Основное правило электричества

Фундаментальный закон электричества гласит, что противоположные по знаку заряды (+ -) притягивают, а одноименные (++ или --) - отталкивают друг друга. Величина сил притяжения и отталкивания зависит от расстояния: чем ближе заряженные тела друг к другу, тем больше соответствующая сила.

Бесконтактная электризация

Если отрицательно заряженный стержень держать рядом с нейтральным телом, заряд стержня переместит поверхностные электроны тела (голубые кубики со знаком «-») на его дальнюю сторону. Ближняя к стержню сторона те ла станет положительно заряженной (розовые кубики со знаком «+»).

Волшебство трения

Трение при натирании пластмассовой палочки мехом заставляет палочку приобретать электроны (-), создавая на ней отрицательный заряд. После этого палочка начнет притягивать к себе бумагу.

Определение знака заряда

Некоторые материалы содержат повышенное количество «свободных» электронов, которые могут свободно перемещаться между атомами (-). Другие материалы прочно привязывают свои электроны к положительно заряженным яд- рам (+). Когда два материала, такие, как пенополистирол и перья, трутся друг об друга, тот из них, который содержит больше свободных электронов (в данном случае перья), будет их терять и получит положительный заряд.

Фрагмент урока по теме: «Электризация тел»

Мальгина Вера Борисовна, учитель физики,

Центр образования №80 Центрального района Санкт Петербурга

Ключевые слова: опыты по электризации тел; при минимальных затратах времени получить максимальный эффект в развитии мышления, творческих способностей учащихся; продолжить формирование умений у учащихся изготавливать приборы для опытов и экспериментов, проводить эксперимент, планировать свои действия, аргументировать свои выводы; воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, этики групповой работы.

Чтобы организовать работу каждого ученика с наибольшей отдачей, предлагается принести на урок для проведения опытов следующие материалы : три воздушных шарика, 25см нейлоновой ткани, нитки, полиэтиленовый мешок, скотч или липкую ленту, три пластмассовых расчески, ножницы, нейлоновый чулок, металлическую канцелярскую скрепку, зерна воздушной кукурузы, кусок шерсти или меха, трубочку для коктейля.

Один опыт проводит группа из 2 учеников. Для группы выдается лист с описанием опыта. Группа проводит опыт за партой, готовит объяснение по наблюдаемому явлению и представляет опыт всему классу. Если в описании опыта есть задание, его обсуждают всем классом.

1.Явления электризации тел.

Опыт «Статический клей»

Материалы:

*Эбонитовая палочка

*мех

*кусочки бумаги

*стеклянная палочка

*газета

Последовательность действий

Эбонитовой палочкой прикоснемся к маленьким кусочкам бумаги, лежащим на столе, и поднимем палочку - бумажные кусочки останутся лежать на столе. Это свидетельствует о том, что сила гравитационного взаимодействия между бумажными листочками и палочкой недостаточна для притяжения их к палочке.

Потрем эбонитовую палочку о мехи поднесем к тем же кусочкам бумаги - они подскочат и прилипнут к палочке, а спустя некоторое время, отскочат от нее. Затем повторяем опыт, приблизив к бумажкам стеклянную палочку, потерев ее газетой. Бумажки интенсивно притягиваются к палочке.

Объяснение В результате соприкосновения и трения о мех или шелк эбонитовая палочка приобрела новое качество, выражающееся, в частности, в том, что она стала способной притягивать к себе легкие тела с силой значительно превышающей силу гравитационного притяжения. Наблюдаемое явление и есть электризация тел. При электризации тела приобретают электрический заряд.

Опыт«Все можно зарядить»

Материалы:

*три шарика

*две нитки длиной 30 см

*кусок шерстяной ткани или войлока

*липкая лента

*газета.

Последовательность действий

Прикрепить один надутый шарик под поверхностью стола. Натереть шарик (больше 20 движений) кусочком ткани. Отпусти шарик, и он будет свободно висеть.Потри второй шарик куском шерсти. Возьми его за конец нитки и поднеси к первому.

Что произойдет с шариками? Прикрепи второй шарикдостаточно близко к первому так, чтобы казалось, будто они разлетаются друг от друга.

Объяснение Большинство тел изначально имеет нейтральный заряд (т.е. не имеет никакого заряда). Однако, если их потереть определенными материалами, то они приобретут положительный или отрицательный заряд. Это явление называется электризацией.

При натирании воздушного шарика шерстью невидимые отрицательные заряды перемещаются с шерсти на шарик. В результате зарядовое равновесие шарика нарушается. Поступающие извне заряды придадут шарику общий отрицательный заряд. Переместившись, крошечные заряды останутся на месте (отсюда слово статичный).

Если два заряженных шарика находятся на большом расстоянии друг от друга, то их зарядов недостаточно, чтобы подействовать друг на друга. При сближении шарики отталкиваются, т.к. оба имеют отрицательный заряд. Эта сила будет заставлять их разлетаться и остановитьсяна некотором расстоянии друг от друга.

Задание!

1)Поднеси третий заряженный шарик к первым двум. Какую фигуру образуют в результате отталкивающие шарики?

2)Наэлектризуйтеодин шар о газету, а второй о кусок шерстяной ткани. Повесьте их на некотором расстоянии друг от друга. Почему они притягиваются?

3)Особенно хорошо видно их взаимодействие, если один из шаровкатить по поверхности стола, то за ним катиться и другой. Почему?

Опыт«Положительный заряд»

Материалы

* 25 см нейлоновой ткани

* ножницы

* полиэтиленовый пакет

Последовательность действий

Вырежи кусок ткани. Сложи полиэтиленовый пакет пополам и возьми в руку. Помести между этими половинками кусок нейлоновой ткани и несколько раз проведи пакетом по нейлону. Что будет, когда ты уберешь пакет? Что заставляет нейлон так себя вести?

Объяснение В отличие от шерсти, полиэтилен не так легко отдает свои отрицательные заряды. Наоборот, ему проще приобрести отрицательные заряды. Когда ты проводишь пакетом по нейлону, отрицательные заряды перетекают на полиэтилен. Это приводит к тому, что нейлон приобретает положительный заряд. Так как обе половинки нейлона имеют одинаковый заряд, они отталкиваются друг от друга и расходятся.

Задание!

Будет ли заряжаться полиэтиленовый пакет, если его натереть шерстью?

Опыт «Поверни стрелку»

Материалы:

* Металлическая канцелярская скрепка

* кусок шерсти

* пластмассовая расческа

* бумага

* ножницы

Последовательность действий:

Разогни канцелярскую скрепку, как показано на рисунке. Не разогнутая часть скрепкидолжна ровно лежать на столе. Нарисуй на листе бумаги стрелку, изображенную ниже и вырежи ее ножницами. Слегка согни стрелку по пунктирным линиямкраями вниз. Там, где линии пересекаются, находится центр равновесия. Осторожно установите стрелкуцентромравновесия на острие скрепки.

Зарядите пластмассовую расческу с помощью куска шерсти. Поднеси расческу к версориуму. Что ты видишь? Можешь ли ты заставить стрелку сделать полный оборот вокруг своей оси?

Объяснение Заряженная расческа индуцирует положительно заряженную область на стрелке. Эта положительно заряженная область и отрицательно заряженная расческа притягиваются друг к другу. Возникающей силы достаточно, чтобы поворачивать стрелку в любом направлении.

Задание!

Можно ли сделать стрелку из алюминиевой фольги?

Опыт «Сделай электроскоп »

Прибор позволяющий обнаружить даже слабую электризацию тел.

В лаборатории ученые измеряют статический заряд с помощью электроскопа (скопео (греч.) - наблюдаю). Этот прибор показывает относительную величину заряда.

Материалы

* Прозрачный пластмассовый стакан

* пластилин

* ножницы

* два кусочка алюминиевой фольги

* воздушный шарик

* мех

* металлическая канцелярская скрепка

Последовательность действий

Сделатьмаленькое отверстие диаметром проволоки скрепки в центре дна стакана. Вырезать кусочки алюминиевой фольги размером0,5х 4 см. Разогни скрепку и придай ей форму крючка. Нацепи листья на крючок. Полностью разогнутую верхнюю часть скрепки продень в отверстие на дне стакана и закрепи кусочком пластилина. Листья не должны касаться стакана и должны быть хорошо тебе видны. Скатай из кусочка фольги маленький шарик. Надень шарик на острие скрепки, торчащее из стакана. Поставь стакан на стол. Заряди воздушный шарик, потерев его кусочком шерсти или меха. Медленно поднеси воздушный шарик к шарику из фольги. Что произойдет с листьями в электроскопе? Убери воздушный шарик. Как прореагируют на это листья?

Объяснение Когда ты подносишь воздушный шарик к электроскопу, он индуцирует заряд. Отрицательный заряд воздушного шарика отталкивает электроны, находящиеся в шарике из алюминиевой фольги. Эти электроны перетекают по скрепке к листьям. Каждый листок приобретает отрицательный заряд. Так как одноименные заряды отталкиваются, листья разлетаются в разные стороны. Почему электроскоп заряжается меньшим зарядом, если касаемся его одной точкой наэлектризованной эбонитовой палочки, и заражается большим зарядом, если эбонитовой палочкой проводим по шарику?

Опыт«Волшебная палочка»

« Иди ко мне. Слушайся меня. Я командую тобой. Повернись кругом». Ты мечтаешь о волшебной палочке? Что ты хочешь, чтобы она умела делать? Может быть, использовать ее, чтобы управлять движением различных предметов? Если да, то у тебя есть шанс получить такую волшебную палочку? А все ли палочки могут быть волшебными?

Материалы

· мячик для настольного тенниса

· пластмассовая ручка

· шерсть

Последовательность действий:

Положи мячик для настольного тенниса на плоскую поверхность так, чтобы он не двигался. Потри пластмассовую ручку шерстью. После этого поднеси ручку достаточно близко к мячику. Что произойдет? Постарайся перемещать ручку так, чтобы мячик двигался вслед за ней. У тебя получилось?

Объяснение Так как ты потер ручку шерстью, произошло перемещение отрицательных зарядов. Эти заряды покинули шерсть и скопились на ручке. Ручка стала отрицательно заряженной. Когда ты поднес ручку к мячику, ее электрическое поле повлияло на заряды на мячике. Отрицательные заряды на ближайшей к ручке области мячика отталкиваются от ручки и перемещаются внутрь мячика, что делает один бок мячика положительно заряженным. Этот положительно заряженный бок мячика и отрицательно заряженная ручка притягиваются друг к другу. Если инерция и трение преодолены, то мячик начинает двигаться за ручкой.

Опыт «Нога-приведение»

Материалы:

*Нейлоновый чулок

*полиэтиленовый пакет

*гладкая стена

*воздушный шарик

*кусок шерсти

Последовательность действий

В одну руку возьми чулок, держа его за верхний конец. Другой рукой несколько раз потри чулок полиэтиленовым пакетом в одном направлении. После этого убери пакет. Проследи, чтобы чулок ничего не касался (даже тебя). Что произойдет с его формой? Ты можешь объяснить, что ты видишь? Теперь поднеси чулок к стене. Что с ним произойдет? Это будет похоже на прилипание воздушного шарика к стене, если потереть шарик куском шерсти? Есть ли различия? Заряди шарик еще раз и посмотри, будет ли он хорошо удерживаться на деревянной, металлической или стеклянной поверхности.

Объяснение Так как полиэтиленовый пакет двигался по чулку, он отбирал отрицательные заряды. Это привело к тому, что чулок приобрел общий положительный заряд. Так как положительные заряды распределились по всему чулку, то они стали отталкивать друг друга. Это заставило чулок « расшириться » и принять форму ноги, которая была бы шаблоном для его изготовления. Что произошло, когда ты поднес чулок к стене? Положительно заряженный чулок действует подобно отрицательно заряженному шарику и индуцирует на поверхности стены заряд противоположного знака. Отрицательные и положительные заряды притягиваются, и чулок прилипает к стене.

Опыт«Радиосигнал»

S … o … s . Когда стал тонуть «Титаник», то его радист послал этот сигнал о помощи. При каждом нажатии ключа для передачи сообщений с помощью азбуки Морзе происходит временное замыкание электрической цепи. Это замыкание вызывает искру, и сигналы идут от антенны тонущего корабля в виде энергетических волн. Эти волны принимаются антеннами на других судах. От антенны сигнал идет по проводам к радиоприемнику. В радиоприемнике невидимые волны преобразуются в слышимые звуки.

Опыт покажет тебе, как можно использовать искру для отправки сообщения с помощью азбуки Морзе.

Материалы и оборудование

*ковер

*металлическая дверная ручка

*радиоприемник

Последовательность действий

Включи радио. Настрой его на частоту, на которой не принимает никаких сигналов. Если при этом включить звук, то радио будет передавать только атмосферные помехи.

Походи в ботинках по ковру. Подойди к дверной ручке и дотронься до нее, прислушиваясь при этом к радиоприемнику. Что ты слышишь?

Объяснение Искра производит электромагнитную волну, особый вид энергии. Эта волна распространяется в пространстве. Антенна радио может принимать такой вид энергии. Сигнал «захватывается» и переносится по проводам к радиосхеме. В ней сигнал преобразуется в звук, который усиливается и воспроизводится через динамик.

Опыт «Прыгающие зерна»

Зерна воздушной кукурузы являются прекрасным материалом для научных опытов. Так как они очень легкие, то для того, чтобы сдвинуть их, не требуется приложить большую силу. Кроме того, воздушные зерна очень хорошо переносят электрический заряд. Убедись в этом и проведи опыт.

Материалы

*зерна воздушной кукурузы

*кусок шерсти или меха

*воздушный шарик

Последовательность действий

Помести несколько зерен в воздушный шарик. Надуй шарик. Потри шарик куском шерсти или меха. Если ткани нет под рукой, то потри шарик о свои волосы. Возьми шарик за то место, где он завязан. Посмотри на зерна внутри шарика. Они неподвижны или движутся? Прикоснись к шарику пальцами второй руки. Как будут вести себя зерна? Если ничего не происходит, перезаряди шарик, потерев его в два раза дольше.

Объяснение

Так как ты потер шарикшерстью, он стал отрицательно заряженным. Этот отрицательный заряд индуцирует положительный заряд на ближайшей к шарику стороне зерен. Эта область положительного заряда притягивается к шарику, заставляя зерна прилипать к отрицательно заряженной поверхности шарика.

Когда ты прикасаешьсяк шарику пальцами. Положение вещей меняется. Отрицательный заряд утекает с шарика по твоим пальцам. Это создает положительно заряженные области на шарике. В то же время заряды на зернах еще не успевают переместиться. В результате положительно заряженные поверхности зерен и шарика отталкиваются друг от друга, зерна перескакивают в соседние места.

Задание!

Попробуйте прикоснуться к шарику деревянной палочкой. Как это изменит поведение кукурузных зерен в шарике?

Опыт «Веселые пузыри»

Мыльные пузыри - это пример хрупкого равновесия сил. Поверхностное натяжение воды создает силу, которая стремится сжать тонкую пленку, образующую пузырь. Мыло, содержащее в воде, компенсирует эту силу и делает пузырь устойчивым. В результате образуется легкая сфера, чья форма легко изменяется под действием статических сил.

Материалы

*мыльный раствор

*кружка

*трубочка для коктейля

*воздушный шарик

Последовательность действий

Наполни кружку на треть мыльным раствором. Опусти в раствор трубочку. Медленно подуй в трубочку некоторое время. Образуется множество пузырей, которые заполняют кружку и перелетают через края.

Заряди шарик. Потерев его о свои волосы. Поднеси шарик к пузырям. Что происходит? Опиши, как меняется форма пузырей. Достаточно ли силы притяжения между молекулами в пленке, чтобы растянуть пузырь до диаметра кружки?

Объяснение Подобно пенопласту и воздушным кукурузным зернам мыльные пузыри очень хорошо реагируют на статические заряды. Их малый вес и высокая способность к заряжению делают их идеальным объектом для изучения влияния статического притяжения. Когда ты подносишь заряженный шарик к пузырям, то на него реагируют ближайшие к нему электроны пузыря. Эти отрицательно заряженные частицы перемещаются на противоположную сторону пузыря. Поэтому один бок пузыря становится положительно заряженным. Этот бок притягивается отрицательно заряженным шариком. Притяжение заставляет пузырь вытягиватьсяи принимать форму яйца.

Задание!

Будет ли пузырь, непосредственно выдутый из трубочки, также реагировать на заряженный шарик?

Опыт «Расчески»

Оборудование

*две расчески подвесить на нити

Задание!

Как узнать, какая из этих расчесок наэлектризована (ничем другим пользоваться нельзя)?

Ответ: Нужно одну расческу взять в руку? Тем самым разрядить ее на себя, если она была заряжена. Затем, держа расчески за нити, сблизить их и посмотреть, как они будут вести себя теперь. Если будут взаимодействовать, значит, вторая расческа заряжена. Если взаимодействия не наблюдается, значит была заряжена первая расческа.

Эксперимент - фокус

Материалы

*тонкостенный стакан

*стальная игла

*эбонитовая палочка

*мех

Последовательность действий

На столе стоит тонкостенный стакан, почти доверху наполненный водой. Пинцетом аккуратно кладем стальную иглу на поверхность воды - игла плавает. К краю стакана подносится «волшебная палочка», и иголка приходит в движение, начинает удаляться. В чем дело?

Объяснение Палочка берется предварительно наэлектризованная трением о мех. К такой палочке притягивается не только игла, но и вода. Вследствие притяжения воды, ее поверхность становится наклонной, иголка скатывается как с горки сани.

2. Любые тела взаимодействуют с наэлектризованными телами и сами электризуются.

Следующие опыты показывает учитель.

Ты когда-нибудь сидел на пластиковом стуле, положив голые руки на его подлокотники? Если да, то ты ощущал «прилепляющую» силу, действующую на крошечные волоски на твоих руках. Эта сила вызвана заряженным пластиком. Так как твое тело ерзает на стуле, электроны перемещаются на пластик, создавая ощущение «клейкости».

Рассмотрим случаи взаимодействия наэлектризованных тел:

2.1с твердыми телами

Материалы

*Деревянная линейка 100 см или деревянный профиль

* эбонитовая или стеклянная палочка

*острая опора

*мех для эбонитовой палочки

Последовательность действий

1 .Наэлектризуем эбонитовую палочку, трением о мех, и поднесем ее к уравновешенной на остройопоре линейке - линейка повернется и притянется к палочке.

После соприкосновения с наэлектризованной палочкой, линейка оттолкнется от нее. Мы для опытаиспользовали линейку 100см.

2. К горизонтально подвешенной на двух веревках большой деревянной доске поднесем наэлектризованную эбонитовую палочку. Наблюдаем поворот доски к палочке Мы для опыта использовали деревянный наличник 350 см.

2.2.1с жидкостями

Материалы

*Тонкая струя воды из-под крана

*эбонитовая или стеклянная палочка

*мех для эбонитовой палочки

*газета для стеклянной палочки

Последовательность действий

Поднесем к вытекающей из крана струе воды наэлектризованную эбонитовую или стеклянную палочку и обнаружим, что струя и капли воды притягиваются к палочке и отталкиваются друг от друга. Почему струя отклоняется в сторону палочки?

Объяснение Когда наэлектризованную палочку подносят к струе, то в ней наводятся заряды, которые взаимодействуют с зарядами палочки. В результате струя отклоняется в сторону палочки. А на каплях воды наводятсяодноимённые заряды, поэтому они отталкиваются.

2.2.2с жидкостями

Оборудование

*штатив

*воронка с резиновой трубкой на конце и с зажимом

*вата для сбора воды

*пластины конденсатора

*электрофорная машина

Последовательность действий

На штативе закрепите воронку с резиновой трубкой на конце и с зажимом. Воронку заполните водой и получите тонкую струю, которая будет течь между пластинами конденсатора. Внизу поставьте ванну для сбора воды. Пластины конденсатора соедините с полюсами электрофорной машины. Пока машина не работает, электрического поля нет. Вода течет по вертикали. Но как только электрофорная машина начинает работать, струя воды отклоняется. Причем отклонение струи чередуется. То она отклоняется к одной пластине, то к другой. Это чередование происходит с большой скоростью. Струя воды как бы «пишет» между пластинами конденсатора наподобие электронного луча в кинескопе. Почему отклоняется струя?

Опыт получается даже при малой зарядке пластин конденсатора. Расстояние между пластинами в нашем опыте равнялось 15 см.

2.2.3с газами

Материалы и оборудование

* Стеклянный сосуд с трубкой в днище

*медная стружка

*азотная кислота

*эбонитовая палочка

*мех

Последовательность действий

В сосуд насыпем немного медной стружки, зальем их азотной кислотой и закроем крышку сосуда. Из отверстия будет выходить бурая струя оксида азота (N О2). Поднесем к ней наэлектризованную эбонитовую палочку и обнаружим, что газовая струя притягивается к палочке.

Вывод : Эта серия опытовдоказывает, что все тела - и газы, и жидкости, и твердые тела, и легкие, и тяжелые взаимодействуют с наэлектризованными телами и сами при этом электризуются.

Используемая литература

1. Горев Л. А. Занимательные опыты по физике. Книга для учителя.- М.: Просвещение, 1985

2.Методическая газета для преподавателей физики, астрономии. Издательский дом ПЕРВОЕ СЕНТЯБРЯ

3.Специо М. Ди, Занимательные опыты: Электричество и магнетизм, - М.:АСТ Астрель,2004

Перед опытом необходимо провести эбонитовую палочку через пламя газовой горелки, чтобы снять случайные заряды, которые могут находиться на ней; без этой предосторожности бумажки могут притягиваться к палочке без ее натирания о мех.

Версориум - это устройство, которое используется для обнаружения статического заряда. Его название обозначает «вещь, которая поворачивается». Свое название версориум получил от изобретателя, придумавшего его около четырехсот лет назад, И хотя время изменилось, сохранились законы, по которым это устройство действует.

Опыт проводить в вытяжном шкафу.

Фрагмент урока

Селетков Михаил

Данная работа знакомит слушателей со статическим электричеством, его некоторыми свойствами, с интересными фактами использования статического электричества.Ход опытов, помещенных в работу, описан подробно. Работа может быть полезна ученикам на уроках окружающего мира и физики.

Скачать:

Предварительный просмотр:

ВВЕДЕНИЕ

Современная жизнь немыслима без радио и телевидения, телефонов, компьютеров, всевозможных осветительных и нагревательных приборов, машин и устройств, в основе которых, лежит возможность использования электричества. А всего 200 лет назад об электричестве было известно совсем немного. Я узнал, что наука об электричестве началась с изучения статического электричества. Мне стало интересно, что такое статическое электричество и захотелось самому проделать некоторые опыты с электричеством. Так возникла цель работы :

Узнать, что такое статическое электричество, опытным путем проверить его свойства.

Для этого было необходимо решить следующие задачи :

1. Изучить литературу о статическом электричестве

2 Подобрать и провести необходимые опыты, создать условную модель электроскопа

3. Выяснить, как в современном мире применяются знания о статическом электричестве

При работе я использовал следующие методы:

Анализ научно-познавательной литературы

Наблюдение

Поиск информации в интернете

Проведение опытов

Конструирование

Фотографирование-иллюстрирование

Из истории электричества

Первые важные открытия и изобретения в области электричества были сделаны в XVII- XVIII веках. Но впервые интерес к электричеству люди проявили еще в VI-VII в.в. до н. э. Так философ Фалес из Милета заметил, что если янтарь потереть шерстью или мехом, то он начнет притягивать к себе соринки и ниточки. Я проделал подобный опыт. Действительно, если янтарь натереть шерстью, к нему притягиваются мелкие частички. Почему это происходит? В те далекие времена правильного объяснения этого явления не было. Через много веков, в 1600г., врач английской королевы Елизаветы, Вильям Гильберт написал первую научную работу об электричестве и об электризации трением. Он обнаружил, что вместо янтаря можно взять алмаз, сапфир, стекло и другие материалы, которые подобно янтарю будут притягивать к себе легкие частички. Эти вещества он назвал электрическими (от греческого слова «электрон», так греки называли янтарь). Поэтому впоследствии про тела, которые после натирания приобретают свойство притягивать к себе другие тела, стали говорить, что они наэлектризованы. Но еще несколько столетий ученые пытались узнать, почему предметы электризуются и как это происходит, пока не открыли тайны этого загадочного явления внутри атома.

Экспериментальная часть

Всем известно такое явление: если снимать одежду из синтетики, будет слышно легкое потрескивание, а в темноте можно даже увидеть слабые искорки, к тому же к синтетической одежде легко пристают ниточки, шерстинки и другие мелкие частички. Все эти примеры относятся к явлению, называемому статическим электричеством.

Статическое электричество - это явление, связанное с появлением в теле неподвижных электрических зарядов.

Доказано, что статическое электричество возникает вследствие трения. Я убедился в этом, на примере опыта

Опыт 1.

Материалы:

Стеклянная палочка

Полиэтиленовый пакет

Мелкие кусочки бумаги

Ход работы

1.Возьму палочку из стекла и поднесу ее к мелким легким частичкам бумаги. Ничего не происходит. Значит в обычном состоянии стекло электрически нейтрально.

2.Затем стеклянную палочку буду натирать полиэтиленовым пакетом. Частички бумаги тут же притянутся к ней. Это означает, что палочка наэлектризовалась.

Вывод: электризация происходит вследствие трения.

Но как это происходит? Ответ обнаруживается в строении вещества. Все вещества в природе состоят из мельчайших частиц, называемых атомами. Атомы, в свою очередь, состоят из еще более мелких частиц: «+» заряженных протонов, находящихся в центре атома и электронов, которые заряжены «-» и располагаются дальше от центра. Положительный и отрицательный заряды в атоме равны по величине, и в целом атом электрически нейтрален. Когда мы трем друг о друга два предмета, один из них захватывает отдельные электроны с поверхности другого и получает отрицательный заряд. Предмет, лишившийся части отрицательных частиц становится положительно заряженным. Значит, все тела электризуются либо отрицательно, либо положительно. Было предложено считать заряд наэлектризованной палочки из пластмассы (эбонита) отрицательным, а заряд стеклянной палочки положительным. Известно, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Достоверность этого закона я смог проверить в ходе опыта.

Опыт 2.

Материалы:

Приспособление в виде стойки

Шарики из фольги

Стеклянная палочка

Полиэтиленовый пакет

Эбонитовая палочка

Шерстяная ткань

Ход работы

1. Потру стеклянную палочку о полиэтилен и поднесу ее к шарику.

2. То же самое делаю с эбонитовой палочкой, потертой о шерсть.

Я увидел, что шарик притягивается к наэлектризованной палочке.

3.Затем размещаю на стойке два близко расположенных кусочка фольги и прикасаюсь эбонитовой палочкой к обоим кусочкам. Они оттолкнутся.

4. Касаюсь стеклянной палочкой обоих кусочков. Они оттолкнутся

5.Теперь прикоснусь к одному кусочку фольги стеклянной палочкой, а к другому эбонитовой. Они притянутся друг к другу.

1.Вывод : Электричество способно притягивать и отталкивать, одинаковые заряды отталкиваются, а разные притягиваются друг к другу.

При проведении опытов я заметил, что электризация предмета быстро прекращается. Отчего же это зависит? Причины этого в том, что лишние электроны, присоединенные к атому, либо рассеиваются в воздухе, либо уходят в другие тела. Такие тела, хорошо проводящие электричество, назвали проводниками. Таким образом, все вещества делятся на проводники и диэлектрики. Убедиться в этом можно на опыте.

Опыт 3. Материалы:

Эбонитовая палочка

Пластмассовая шариковая ручка

- Карандаш деревянный

- Стирательная резинка

- Металлическая ложка

- Мелкие частички бумаги

Ход работы

1.На стойке я подвесил на нити шариковую ручку, деревянный карандаш, кусочек резины. На столе разложил мелкие частички бумаги. 2.Заряженной палочкой коснулся верхней части ручки, карандаша и резины. Ничего не происходит.

3.На стойке подвесил металлическую ложку. Когда прикоснулся к верхней части ложки, клочки бумаги на столе зашевелились и запрыгали. Значит заряд с верней части ложки распространился по всей ложке.

Вывод : Металл хорошо проводит электричество, а резина, дерево и пластмасса его не проводят.

Теперь я понял, почему провода делают из металлов, а чтобы заряд не «ушел» куда не следует, их одевают в оболочку из резины или пластмассы.

Итак, все вещества в природе делятся на проводники и непроводники, кроме того, существует два вида электрических зарядов, одноименные отталкиваются, а разноименные притягиваются. Узнать является какое-то тело проводником или диэлектриком, имеет ли оно электрический заряд, его величину и знак можно с помощью особого прибора – электроскопа. Мне удалось сконструировать примитивную модель электроскопа. (Внешний вид модели см. приложение) Я проделал несколько опытов с электроскопом.

Опыт 4.

Материалы:

Эбонитовая палочка

Шерстяная ткань

Стеклянная палочка

Полиэтиленовый пакет

Деревянная линейка

Пластмассовая линейка

Опыт 4.1.

Ход работы

1. Я касаюсь электроскопа заряженной эбонитовой палочкой. Листочки моментально расходятся, как бы отталкивая друг друга. Это происходит оттого, что они получили одноименный отрицательный заряд, перешедший от эбонитовой палочки.

2. Задеваю металлическую проволоку рукой. Листочки спадают. Заряд переходит в руку.

3. Прикасаюсь к проволоке деревянной линейкой, натертой шерстью. Ничего не происходит.

Вывод: С помощью электроскопа я увидел, что тело человека хорошо проводит электричество, а дерево не электризуется и является диэлектриком.

Опыт 4.2.

Ход работы

1.Возьму пластмассовую линейку, потертую о шерсть и прикоснусь к электроскопу. Листочки расходятся.

2.Теперь касаюсь электроскопа заряженной эбонитовой палочкой. Расхождение увеличилось. Это хорошо видно по нашей условной шкале. Значит заряд пластмассовой линейки такой же, как заряд эбонитовой палочки. Чем сильнее электрический заряд, тем больше расходятся листочки.

Вывод: С помощью электроскопа можно определить заряд тела, если известен заряд другого тела.

Опыт 4.3.

Ход работы

1. Касаюсь электроскопа заряженной стеклянной палочкой. Листочки расходятся.

2. Подношу к электроскопу заряженную эбонитовую палочку. Листочки моментально спадают.

Вывод: тело, заряд которого известен, можно разрядить телом, заряженным противоположно.

Применение знаний о статическом электричестве .

Статическое электричество – это явление, которое часто встречается в природе, быту и технике. Наиболее яркий пример статического электричества знают все. Это молния. Во время грозы облака трутся о воздух и заряжаются отрицательно. Они притягивают к себе противоположный заряд, который скапливается на почве, на деревьях, на домах. Когда заряд облака становится слишком большим, происходит электрический разряд – молния, то есть резкое и очень сильное перемещение электрических зарядов от облака на землю. Молния видна, как яркая вспышка света. Она может быть очень опасна. Первый молниеотвод (громоотвод) изобрел Бенджамен Франклин в 1752г. Он понял, что молния – это огромный разряд энергии и заостренный металлический прут может притянуть этот разряд к себе. Современные громоотводы имеют заземленный провод. По нему электрические заряды уходят в землю.

Человек научился применять знания о статическом электричестве и в других областях своей жизни и деятельности. Вот несколько примеров. При трении о воздух электризуется самолет. Поэтому после посадки к самолету сразу не подается металлический трап; может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолет разряжают: опускают на землю металлический трос, соединенный с обшивкой самолета и разряд уходит в землю. Так же происходит электризация шин о сухую дорогу. Поэтому, не для красоты, сзади машин-цистерн, перевозящих горючие вещества, подвешивают металлические цепи. Опасно так же статическое электричество в производственных помещениях, где есть пары или пыль горючих веществ. Известны случаи, когда в таких помещениях разряды статического электричества приводили к взрывам и пожарам. Много неприятностей доставляет статическое электричество в быту. На одежду, особенно синтетическую, налипают соринки, разряды статического электричества вредны для здоровья и могут вывести из строя бытовую технику, например, компьютер. Знания о природе статического электричества позволили изобрести много полезных в быту вещей: ионизаторы воздуха, антистатики для одежды, кондиционеры для волос и белья и так далее. Но статическое электричество может быть и полезным. На этом принципе сделаны пылеулавливатели на больших заводах. К заводской трубе прикреплен отрицательно заряженный стержень, и частицы дыма, которые заряжены положительно, оседают на нем. В результате уменьшается загрязнение окружающей среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работая над темой, мне удалось достичь поставленной цели. Я узнал, что такое статическое электричество, с помощью опытов проверил некоторые его свойства, познакомился с интересными фактами использования статического электричества. Свою работу я считаю актуальной и перспективной. Человечество уже не одно десятилетие ищет новые источники энергии. В числе таких источников рассматривается и статическое электричество. Вот почему необходимо хорошо знать его свойства и возможности. Моя работа может быть полезна ученикам на уроках окружающего мира и физики. Проведенные мною опыты могут служить основой для показа фокусов. А конструирование в детстве различных моделей часто служит толчком для выбора профессии.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Гальперштейн Л.Я. Занимательная физика: М: Издательский дом «Росмен»,1998

2. Пуиг М., Вивес Ж. Физика Школьный атлас: М: «Росмен»,1998

3. Томилин А. Рассказы об электричестве: М.: Дет. лит.,1987

4. Жуков В. Познавательные опыты в школе и дома: М: «Росмен»,2001

5. Большая книга экспериментов/ под ред. А.Мейяни: «Издательство «РОСМЕН-ПРЕСС»,2004

6. Т.Тит Научные забавы. Физика: опыты, фокусы и развлечения: - М:АСТ:Астрель,2008

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: