ПИТАННЯ ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ
Як це можна зробити (досліди із поліетиленовим пакетом і повітряною кулькою без використання клею або скотчу)?
Це досягається електризацією через тертя. Якщо потерти кульку чи пакет об вовну, папір або волосся, вони отримають електричний заряд і притягуватимуться до поверхонь.
Чи пов’язані між собою явище, яке продемонстровано на заставці до параграфа, і явища, які спостерігаються в дослідах?
Так, ці явища пов’язані, адже їхня основа — електризація. І волосся на фото, і предмети в дослідах заряджаються через тертя, що викликає електромагнітну взаємодію.
А ЯК НАСПРАВДІ?
Чи реалістичні факти навела блогерка (про електростатичні «повітряні кульки» павуків)?
Факти правдиві. У природі павуки дійсно подорожують повітрям, використовуючи електростатичне відштовхування своїх наелектризованих павутинок.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Назвіть одиницю електричного заряду.
Одиниця вимірювання в системі СІ — кулон (Кл).
Які роди зарядів існують?
Існує два види зарядів: позитивний (+) та негативний (–).
Який рід заряду має ебонітова паличка, потерта об вовну? паличка зі скла, потерта об шовк?
Ебоніт об вовну отримує негативний заряд, а скло об шовк — позитивний.
Як взаємодіють тіла, що мають однойменні заряди? різнойменні заряди?
Однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні — притягуються.
З яких частинок складається атом?
Атом складається з ядра (позитивні протони, нейтральні нейтрони) та електронної оболонки (негативні електрони).
Яка частинка має найменший негативний заряд? найменший позитивний заряд?
Найменший негативний заряд у електрона, найменший позитивний — у протона.
Як ви розумієте твердження, що електричний заряд є дискретним?
Це означає, що заряд не змінюється плавно, а складається з цілої кількості неподільних частинок (елементарних зарядів).
У якому випадку електричний заряд системи тіл зберігається? Наведіть приклад.
Заряд зберігається в електрично замкненій системі (без обміну частинками ззовні). Приклад: при терті скла об шовк один предмет втрачає електрони, інший отримує стільки ж, тому сумарний заряд залишається нульовим.
ВПРАВА № 27
1. На рис. 1 зображено позитивно заряджене тіло й підвішені на нитках кульки 1 і 2, що мають заряди невідомих знаків. Визначте знаки зарядів кульок.
Кулька 2 притягується до «плюса», отже, вона має негативний заряд. Кулька 1 відштовхується від «плюса», значить, вона має позитивний заряд.
Відповідь: 1 — позитивний, 2 — негативний.
2. На рис. 2 зображено так звані паперові султанчики, які заряджено стрижнями з різних речовин. Визначте знаки зарядів султанчиків.
Скляна паличка при терті заряджається позитивно, тому блакитний султанчик має «плюс». Поліуретан заряджається негативно, тож рожевий султанчик має «мінус».
3. Чи можна стверджувати, що завдяки електромагнітній взаємодії: а) волосся притягується до светра, коли ми його знімаємо; б) светр і волосся притягуються до Землі?
Пункт «а» правильний, бо це результат електризації тертям. Пункт «б» стосується гравітації, а не електромагнетизму.
а) Так; б) ні.
4. На тонкій шовковій нитці висить заряджена паперова кулька. Як, маючи ебонітову паличку та клаптик вовняної тканини, визначити знак електричного заряду кульки?
Потрібно натерти ебоніт вовною (він стане негативним). Піднести паличку до кульки: відштовхування означає негативний заряд кульки, притягання — позитивний.
5. Атом, який має 12 протонів, утратив 2 електрони. Скільки електронів залишилося в атомі?
Дано:
$N_p = 12$, втрачено 2 електрони.
Знайти:
Ne — кількість електронів, що залишилася
Розв’язання:
У нейтральному атомі кількість електронів дорівнює кількості протонів (12). Після втрати двох: $12 – 2 = 10$.
Відповідь: залишилося 10 електронів.
6. Скільки надлишкових електронів має бути передано тілу, щоб воно отримало заряд, який дорівнює –1 Кл?
Дано:
$q = -1$ Кл
$e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл.
Знайти:
N — кількість електронів
Розв’язання:
Формула заряду:
$q = N \cdot e$.
Кількість електронів:
$N = \dfrac{q}{e}$.
$N = \dfrac{-1}{-1{,}6 \cdot 10^{-19}} = 6{,}25 \cdot 10^{18}$.
Відповідь: потрібно передати $6{,}25 \cdot 10^{18}$ електронів.
7. Скориставшись додатковими джерелами інформації або власним досвідом, наведіть кілька цікавих прикладів взаємодії заряджених тіл.
Приклади: пил, що липне до екранів техніки; злипання одягу після сушіння; іскри при зніманні синтетики; наелектризований гребінець, що притягує папірці або відхиляє струмінь води.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
Складіть план дослідження характеру взаємодії заряджених тіл.
- Наелектризувати тертям паперову та поліетиленову смужки.
- Перевірити взаємодію зарядженої ручки з підвішеною смужкою.
- Почергово підносити заряджені папір і поліетилен до підвішеної смужки.
- Зафіксувати, що однойменно заряджені матеріали відштовхуються, а різнорідні — притягуються.
- Зробити висновок про знаки зарядів.