ПИТАННЯ ДЛЯ ОБГОВОРЕННЯ
Чи стикалися ви з явищем, що продемонстровано на рисунку?
Звісно, більшість людей відчували це на собі. Наприклад, коли торкаєшся металевої ручки дверей або виходиш з авто і відчуваєш легке поколювання струмом.
У яку пору року воно частіше відбувається?
Зазвичай це трапляється взимку. Мороз та робота опалювальних приладів роблять повітря в приміщенні дуже сухим, що сприяє накопиченню заряду.
Що спричиняє появу цього явища?
Причина — електризація тертям. Коли одяг контактує з тілом або сидінням, накопичується електричний заряд. При дотику до провідника (металу) цей заряд миттєво стікає, що викликає іскру або тріск.
Чи існують запобіжні заходи?
Так. Варто зволожувати повітря, користуватися антистатичними спреями для одягу та носити речі з натуральних матеріалів, які менше електризуються.
А ЯК НАСПРАВДІ?
А як насправді працює в цьому випадку електростатичний метод?
Цей метод базується на заземленні або явищі індукції. Кузов автомобіля отримує заряд, протилежний до заряду фарби, завдяки чому краплі фарби краще притягуються до поверхні.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Що і чому відбувається під час щільного контакту двох тіл, виготовлених із різних матеріалів?
Відбувається обмін електронами. Тіло, яке віддає електрони, стає позитивно зарядженим, а те, що приймає — негативно. Це залежить від властивостей речовини утримувати свої електрони.
У чому полягає відмінність провідників і діелектриків?
Провідники (наприклад, метали) мають багато вільних носіїв заряду, які вільно рухаються. У діелектриках (ізоляторах) вільних зарядів майже немає, тому вони не проводять струм.
Що називають заземленням?
Це з’єднання зарядженого тіла з Землею за допомогою провідника. Земля настільки велика, що може прийняти або віддати будь-яку кількість електронів, нейтралізуючи тіло.
Як за допомогою негативно зарядженого тіла зарядити інше тіло позитивно?
Через індукцію: піднесіть негативне тіло до провідника (не торкаючись), заземліть провідник (зайві електрони підуть у землю), приберіть заземлення, а потім і заряджене тіло. Провідник стане позитивним.
Які види електризації вам відомі? Наведіть приклади.
- Тертям (розчісування волосся).
- Дотиком (заряд переходить з одного тіла на інше).
- Через вплив/індукцію (відхилення стрілки електрометра без контакту).
Для чого застосовують електроскоп? Як він сконструйований?
Прилад виявляє наявність заряду. Він складається з металевої кулі, стрижня та легких пелюсток (паперу чи фольги), ізольованих від корпусу.
Чим електрометр відрізняється від електроскопа?
Електрометр має металевий корпус-екран, шкалу для оцінки величини заряду та легку стрілку замість паперових смужок.
ВПРАВА № 29
1. Заряд якого знака матиме кулька, якщо під час досліду частина електронів «стекли» з її поверхні?
Позитивного. Електрони мають негативний заряд, тому їх нестача робить тіло позитивно зарядженим.
2. Чи може статися так, що після дотику до кондуктора зарядженого електроскопа якимось тілом електроскоп виявиться незарядженим?
Так. Це станеться, якщо доторкнутися до нього рукою (заземлення) або тілом, що має такий самий за величиною, але протилежний знак заряду.
3. У кожному з випадків А–Г на рис. 1 визначте знак заряду: електроскопа; кондуктора; паперових смужок.
- А: Усе заряджено позитивно (+).
- Б: Усе заряджено негативно (–).
- В: Електроскоп нейтральний, кондуктор «–», смужки «+».
- Г: Електроскоп нейтральний, кондуктор «+», смужки «–».
4. Поясніть спостережуване явище (рис. 2).
Струмінь води відхиляється через поляризацію молекул води в електричному полі палички. Замість палички підійде наелектризований гребінець або повітряна кулька.
5. Електроскопу передали позитивний заряд (рис. 3, а). Потім до нього піднесли, не торкаючись, іншу заряджену паличку (рис. 3, б). Визначте знак заряду палички.
Паличка заряджена позитивно. Смужки розійшлися сильніше, отже, паличка відштовхнула більше однойменних (позитивних) зарядів на смужки.
6. До незарядженої гільзи, що виготовлена з металевої фольги, піднесли, не торкаючись, скляну паличку, яка має позитивний заряд (рис. 4). Які з наведених тверджень є правильними?
Правильні твердження: Б та В. Гільза залишається нейтральною загалом, але електрони притягуються до позитивної палички (вниз).
7. Дві однакові провідні заряджені кульки торкнулись одна одної і відразу розійшлися. Обчисліть заряд кожної кульки після дотику, якщо перед дотиком заряд першої кульки дорівнював –3 ⋅ 10⁻⁹ Кл, а заряд другої кульки становив 9 ⋅ 10⁻⁹ Кл.
Заряд розподілиться порівну:
(q1 + q2) / 2 = (-3 + 9) / 2 = 6 / 2 = 3 нКл (3 ⋅ 10⁻⁹ Кл).
8. Як за допомогою негативно зарядженої металевої кульки 1, не зменшуючи її заряду, позитивно зарядити незаряджену металеву кульку 2, а потім негативно зарядити незаряджену металеву кульку 3?
Використати метод індукції: заземлити кульку 2 і піднести негативну кульку 1 (кулька 2 стане «+»). Потім заземлити кульку 3 і піднести до неї вже позитивну кульку 2 (кулька 3 стане «–»).
9. Скориставшись додатковими джерелами інформації, підготуйте стисле повідомлення про Вільяма Гільберта (1544–1603).
Вільям Гільберт — англійський фізик, автор праці «Про магніт». Він довів, що Земля є великим магнітом, увів термін «електрика» та створив перший прототип електроскопа.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
Як стрижень електроскопа можна використати металеву спицю для плетіння, а замість смужок паперу — вузькі смужки фольги? Випробуйте виготовлений вами електроскоп.
Метал добре проводить заряд, а легка фольга чутливо реагує на електричне поле, швидко відштовхуючись навіть від слабкого заряду.
Виготовте з легкого паперу маленькі човники та пустіть їх на воду. За допомогою наелектризованого гребінця змусьте вашу «флотилію» рухатися.
Це демонструє дію електричного поля на відстані. Заряджений гребінець притягує паперові човники завдяки перерозподілу зарядів у папері, дозволяючи керувати їхнім рухом.