Elektriväli: elektrilaengujaotus ja elektroskoop. Videotund "Elektroskoop
Elektroskoop(kreeka sõnadest "elektron" ja skopeo - vaatlema, tuvastama) - seade elektrilaengute tuvastamiseks. Elektroskoop koosneb metallvardast, mille külge riputatakse kaks paberi- või alumiiniumfooliumiriba. Varras on tugevdatud eboniitkorgiga silindrilise metallkorpuse sees, suletud klaaskatetega.
Elektroskoobi seade põhineb laetud kehade elektrilise tõrjumise nähtusel. Kui laetud keha, näiteks hõõrutud klaaspulk, puutub kokku elektroskoobi vardaga, jaotuvad elektrilaengud üle varda ja lahkuvad. Kuna sarnaselt laetud kehad tõrjuvad üksteist, siis eemalduvad elektroskoobi lehed tõukejõu mõjul teatud nurga all. Veelgi enam, mida suurem on elektroskoobi laeng, seda suurem on lehtede tõukejõud ja seda suurem on nende hajumise nurk. Seetõttu saab elektroskoobi lehtede lahknemisnurga järgi hinnata elektroskoobi laengu suurust.
Kui tuua laetud elektroskoobi juurde vastupidise märgiga laetud keha, näiteks negatiivselt, hakkab selle lehtede vaheline nurk vähenema. Seetõttu võimaldab elektroskoop määrata elektrifitseeritud keha laengu märgi.
Seda kasutatakse ka elektrilaengute tuvastamiseks ja mõõtmiseks. elektromeeter. Selle tööpõhimõte ei erine oluliselt elektroskoobist. Elektromeetri põhiosa on kerge alumiiniumist nõel, mis suudab pöörata ümber vertikaaltelje. Elektromeetri nõela kõrvalekalde nurga järgi saab hinnata elektromeetri vardale üle kantud laengu suurust.
Eesmärgid:
õpilaste teadmised kehade elektrifitseerimisest,
kujundada õpilaste arusaama
elektriväli ja selle omadused, tutvustada
elektroskoobi (elektromeetri) seadmega.
üldisemate järelduste tegemiseks oskuste arendamine ja
üldistused vaatlustest.
maailmavaatelised ideed, nähtuste tunnetatavus ja
ümbritseva maailma omadused, suurenevad
õpilaste kognitiivne huvi
kasutades IKT-d.
Pärast õppetundi teab õpilane:
- Elektroskoobi ehitus ja otstarve
(elektromeeter). - Elektrivälja mõisted, elektrilised jõud.
- Dirigendid ja dielektrikud.
- Tehke kindlaks ja süstematiseerige, mis neil on
teadmised kehade elektrifitseerimisest. - Selgitage elektrivälja toimet
sellesse sisestatud elektrilaeng. - Süvendab teadmisi kehade elektrifitseerimisest.
- Arendab intellektuaalseid oskusi.
Tunni struktuur:
- korralduslik etapp.
- Kordamine eelnevate teadmiste värskendamiseks.
- Uute teadmiste kujunemine.
- Konsolideerimine, sealhulgas uute teadmiste rakendamine
muutunud olukord. - Kodutöö.
- Õppetunni kokkuvõte.
- Elektroskoop (1 eksemplar).
- Elektromeeter (2 koopiat), metall
dirigent, pall. - Elektrofori masin.
- "Sultanid".
- Klaasist ja eboniidist varras; (vill, siid).
- Esitlus.
| Tunni struktuurielemendid | Õpetaja tegevus | Õpilaste tegevused |
| Aja organiseerimine | Tagab õpilase üldise valmisoleku töötama. | Kuulake õpetajaid. |
| Motiveeriv – indikatiivne | Materjali kordamiseks eelmises tunnis õpitud, viige läbi lühiettekanne esiküsitlus: 1. Millised on kahte tüüpi tasud?
Kas sama keha, näiteks eboniit Kas hõõrdumise tõttu elektrifitseerimisel on võimalik laadida Kas väljend on õige: "Hõõrdumise ajal 2. Pakub kirjalikult testi sooritamist | 1. Vasta küsimustele. 2. |
| Uute teadmiste kujunemine | Kerede elektrifitseerimist saab läbi viia mitte ainult hõõrdumise, vaid ka kontakti kaudu. Kogemuste demonstreerimine (illustreerimiseks teoreetilised järeldused): a) too nael. b) varrukas tõmmatakse kokku ja seejärel tõrjutakse, c) negatiivse laengu olemasolu kontrollimine sisse lülitatud | Kuulake õpetajat, jälgige edusamme kogemus, mis on lähtepunktiks elektrifitseerimise eksperimentaalne põhjendus kontaktil osaleda vestluses. Tee märkmeid vihikusse. |
| Vaadeldava füüsikalise nähtuse kohta põhineb selliste seadmete tööl nagu elektroskoop ja elektromeeter. Demonstratsioon instrumendid a) elektroskoobi instrument tuvastamiseks meili süüdistused; Nende disain on lihtne: plastkork metallraamis läbib metallvarda, lõpus millele on kinnitatud kaks õhukese paberi lehte. Raam on mõlemalt poolt kaetud klaasiga. Seadme ja tööpõhimõtte demonstreerimine elektroskoobiga, esitab õpetaja õpilastele küsimusi: Kuidas Mis puudutab elektroskoobi lehtede lahknemisnurka Elektriga katsetamiseks kasutage ja | Kuulake õpetajat, jälgige edusamme katsetada, vastata küsimustele, leida seadme ja põhimõtte sarnasused ja erinevused seadmete töö, teha järeldusi. |
|
| Eristage aineid, mis on elektrijuhtmed ja mittejuhid tasu. Kogemuste tutvustamine: laetud elektroskoop ühendatakse kõigepealt laadimata seadmega metallist juht ja seejärel klaas või eboniidist varras, esimesel juhul laeng läbib, kuid teisel ei passi laadimata elektroskoop. | Kuulake õpetajat, töötage õpikuga (lk 27 - lk 63), tutvuda dirigentidega ja elektri dielektrikud, tehke sellest järeldused kogemus (teise omandamise taseme tuvastamine) |
|
| Kõik kehad, mis köidavad laetud kehad - on elektrifitseeritud, mis tähendab, et nad mõjuvad vastasmõju jõud, nimetatakse neid jõude elektriline (jõud, millega el. Väli kehtib sellesse sisestatud meili kohta. Lae. Mida iganes laetud keha ümbritseb elektriväli (aine eriliik, mis erineb mateeriast). Ühe laengu väli mõjutab teise laengu välja. | Kuulake õpetajat, kirjutage vihikusse, sisse vastake vestluse ajal küsimustele. |
|
| Kordamine ja süstematiseerimine teadmisi | Vestlus punktide 27 ja 28 küsimuste üle: | Küsimustele vastamine (paljastamine kolmas teadmiste omandamise tase) otsustada kvaliteetseid ülesandeid, teadmiste rakendamist uues olukordi. |
| Nagu paberitükkidega tuvastada, kas keha on elektrifitseeritud? |
||
| Kirjeldage kooli seadet elektroskoop. |
||
| Mis puudutab lehtede lahknemisnurka elektroskoop hindab selle laengut? |
||
| Mis vahe on ruumil ümbritsev elektrifitseeritud keha, alates elektrifitseerimata ruum keha? |
||
| Kvaliteediprobleemide lahendamine (teadmiste rakendamine uues olukorras). |
||
| Miks on elektroskoobi varras alati metalli teha? |
||
| Miks elektromeeter tühjendab, kui puudutada selle kuuli (varrast) sõrmedega? |
||
| Elektriväljas ühtlaselt laetud pall t-s A on laetud tolmukübe. Mis on mõjuva jõu suund tolmukübe põllu servast? |
||
| Kas tolmuosakeste väli mõjutab palli? | ||
| Miks piksevarda alumine ots tuleb mulda matta, töötab maandusseadmed? |
||
| Kas nad suhtlevad tihedalt asub elektrilaenguid õhuvaba ruum (näiteks Kuul, kus puudub atmosfäär) |
||
| Kodutööde korraldamine. | Loe ja vasta küsimustele lk 27-28. Kutsub õpilasi ise tegema elektroskoop. | Kodutööde jäädvustamine päevikutesse harjutus. |
| peegeldav | Õpetaja palub õpilastel vastata küsimused: milline küsimus oli kõige huvitavam, kõige lihtsam, kõige raskem. | Nad vastavad küsimustele. |
Kui kõndisite ringi sünteetilisest riidest valmistatud riietes, siis on väga tõenäoline, et tunnete peagi sellisest tegevusest mitte eriti meeldivaid tagajärgi. Teie keha elektriseerub ja kui te tervitate sõpra või puudutate ukselinki, tunnete teravat voolu raputust.
See ei ole surmav ega ohtlik, kuid see pole ka väga meeldiv. Igaüks on vähemalt korra elus midagi sellist kogenud. Kuid sageli avastame juba tagajärgede tõttu, et oleme elektrifitseeritud. Kas on võimalik teada, et keha on elektrifitseeritud mõnel meeldivamal viisil kui voolusüst? Saab.
Mis on elektroskoop ja elektromeeter?
Lihtsaim seade elektrifitseerimise määramiseks on elektroskoop. Selle tööpõhimõte on väga lihtne. Kui puudutate elektroskoopi kehaga, millel on mingi laeng, siis kandub see laeng elektroskoobi sees olevale kroonlehtedega metallvardale. Kroonlehed omandavad sama märgi laengu ja hajuvad, tõrjudes sama märgi laenguga üksteisest eemale. Skaalal näete laengu suurust ripatsites. Teine elektroskoobi tüüp on elektromeeter. Metallvarda kroonlehtede asemel on sellesse kinnitatud nool. Kuid toimimispõhimõte on sama - varras ja nool on laetud ja tõrjuvad üksteist. Noole läbipainde suurus näitab laengu taset skaalal.
Elektrilaengu jagunemine
Tekib küsimus - kui laeng võib olla erinev, siis on väikseima laengu mingi väärtus, mida ei saa jagada? Lõppude lõpuks saate tasu vähendada. Näiteks ühendades juhtmega laetud ja laemata elektroskoobi, jagame laengu võrdselt, mida näeme mõlemal skaalal. Pärast ühe elektroskoobi käsitsi tühjendamist jagame laengu uuesti. Ja nii edasi, kuni laengu väärtus muutub väiksemaks kui elektroskoobi skaala minimaalne jaotus. Kasutades instrumente peenemate mõõtmiste jaoks, oli võimalik kindlaks teha, et elektrilaengu jagunemine ei ole lõpmatu. Väikseima laengu väärtust tähistatakse tähega e ja seda nimetatakse elementaarlaenguks. e=0,000000000000000000016 Cl=1,6*(10)^(-19) Cl (Coulomb). See väärtus on miljardeid kordi väiksem kui laengu hulk, mille saame juukseid kammiga elektriseerides.
Elektrivälja olemus
Teine küsimus, mis elektrifitseerimise nähtust uurides kerkib, on järgmine. Laengu ülekandmiseks peame elektrifitseeritud keha otse teise kehaga puudutama, kuid selleks, et laeng teisele kehale mõjuks, pole vaja otsekontakti. Niisiis tõmbab elektrifitseeritud klaaspulk eemalt paberitükke enda külge, neid puudutamata. Võib-olla kandub see tõmme edasi õhu kaudu? Kuid katsed näitavad, et õhuta ruumis jääb külgetõmbe mõju püsima. Mis see siis on?
Seda nähtust seletatakse teatud tüüpi aine olemasoluga laetud kehade ümber – elektriväljaga. Elektriväljale 8. klassi füüsikakursuses antakse järgmine definitsioon: elektriväli on ainest erinev aine eriliik, mis eksisteerib iga elektrilaengu ümber ja on võimeline toimima teistele laengutele. Ausalt öeldes pole siiani selget vastust, mis see on ja mis on selle põhjused. Kõik, mida me teame elektrivälja ja selle mõju kohta, on empiiriliselt kindlaks tehtud. Kuid teadus liigub edasi ja ma tahan uskuda, et see probleem saab kunagi täieliku selguseni lahendatud. Pealegi, kuigi me ei mõista täielikult elektrivälja olemasolu olemust, oleme sellest hoolimata juba üsna hästi õppinud, kuidas seda nähtust inimkonna hüvanguks kasutada.
§ 1 Elektroskoop ja elektromeeter, tööpõhimõte
On seadmeid, millega saab tuvastada kehade elektriseerumist, see on elektroskoop ja elektromeeter.
Elektroskoop (kreeka sõnadest "electron" ja skopeo - vaatlema, tuvastama) on seade, mida kasutatakse elektrilaengute tuvastamiseks.
Seadme eesmärk:
laengu tuvastamine;
Laengu märgi määramine;
Laengu suuruse hindamine.
Elektroskoop koosneb metallvardast, mille külge riputatakse kaks kergesti liigutatavat paberi- või fooliumiriba. Varras on kinnitatud eboniitkorgiga silindrilise metallkorpuse sees, mis on suletud klaaskatetega.
Elektroskoobi tööpõhimõte põhineb elektrifitseerimise fenomenil. Kui hõõrutud klaaspulk (positiivselt laetud) puutub kokku seadmega (elektroskoobiga), voolavad elektrilaengud läbi varda lehtedele. Sama laengumärgiga kehad hakkavad tõrjuma, mistõttu elektroskoobi lehed lahknevad teatud nurga all. Suurema nurga all olevate lehtede kulumine toimub siis, kui elektroskoobile antakse suurem laeng, mis tähendab, et see viib kehadevahelise tõukejõu suurenemiseni (joonis). Seetõttu saate lehtede lahknemisnurga järgi teada elektroskoobi laengu suuruse. Kui tuua negatiivse laenguga keha positiivselt laetud seadmesse, siis märkame, et lehtede vaheline nurk väheneb. Järeldus: elektroskoop võimaldab välja selgitada uuritava keha laengu märgi.
Lisaks elektroskoobile saab eristada veel üht seadet - elektromeetrit. Seadmete tööpõhimõte on praktiliselt sama. Elektromeetril on kerge alumiiniumist osuti, mille abil saab kõrvalekalde nurga järgi teada elektromeetri vardale antud laengu suuruse.
§ 2 Elektriväli ja selle omadused
Kehad elektrifitseeritakse järgmiselt: nad kannavad neile üle positiivse või negatiivse laengu, suurendades või vähendades laengu suurust. Sel juhul omandavad kehad erinevaid omadusi ja suudavad teisi kehasid ligi tõmmata või tõrjuda. Kuidas keha "mõistab", et teise laeng tuleb meelitada või tõrjuda? Sellele küsimusele vastamiseks peate välja selgitama aine erilise vormi - "elektrivälja".
Elektriseerime sama nimega (sama märgiga) plastalusel metallkuuli ja niidil kerge korgikuuli (nimetagem seda proovikuuliks). Liigutame selle suure palli ümber ruumi erinevatesse punktidesse. Märkame, et igas elektrifitseeritud keha ümbritsevas ruumipunktis leitakse katsekuulile mõjuv jõud. Asjaolu, et see on olemas, täheldatakse kuuli keerme kõrvalekalde järgi. Kui kuul eemaldub proovikuulist, kaldub niidil olev kuul vähem kõrvale, mistõttu sellele mõjuv jõud väheneb (keerme tasakaaluasendist kõrvalekaldumise nurga võrra).
Seega on igas ruumipunktis elektrifitseeritud või magnetiseeritud kehade ümber nn jõuväli, mis võib mõjutada teisi kehasid.
Elektriväli on eriline aine, mis tekib elektriliselt seisva laengu mõjul ja mis toimib teatud jõuga sellesse välja asetatud vabale laengule.
Välja omadused:
1. See on materjal, kuna mõjub materiaalsetele objektidele (kerge vaba keha – varrukas).
2. Ta on reaalne, kuna eksisteerib kõikjal ja isegi vaakumis (õhuvabas ruumis) ja inimesest sõltumatult.
3. Nähtamatult ja ei mõjuta inimese meeli.
4. Ei oma kindlat suurust, äärist, kuju.
5. Hüüab kogu antud laetud keha ümbritseva ruumi.
6. Laengust eemaldudes väli nõrgeneb.
7. Omab energiat.
8. Elektriväljadele on omased kaks põhimõtet: sõltumatuse printsiip (kui välja on mitu, siis eksisteerib iga väli teisest sõltumatult), superpositsiooni printsiip (superpositsioon) - väljad ei moonuta üksteist.
9. Seal on umbes laetud keha, osakesed. Iga laetud keha ümber on oma elektriväli.
10. Välja tuvastatakse teatud jõu mõjul vabalt hõljuvale laetud kehale, seda jõudu nimetatakse elektriliseks.
§ 3 Elektriväljaliinid
Välja graafiliseks kujutamiseks ja selle levimissuuna väljaselgitamiseks on vaja kasutada väljajoone meetodit.
Selleks teeme katse.
Võtame kaks metallist kuuli plastikust alustel, samuti nõela, mis on samuti aluse külge kinnitatud. Asetame pallid üksteisest 40-50 cm kaugusele ja nende vahele - nõelaga alus. Selle peale tasakaalustame kuiva puidulaastu. Nagu näha, on kuulidel erinevad laengumärgid, näeme, et kild pöördub ümber nii, et oleks palle ühendaval sirgel (vt joonise ülaosa).
Kui asetame kiibi pallide lähedusse erinevatesse kohtadesse (vt joonist), siis paneme tähele, et see võtab positsiooni mõtteliselt tõmmatud kaarekujulistel joontel, mis ühendavad palle; sellised näevad välja elektrivälja jõujooned.
Näitame huvitavat juhtumit: on laetud kehasid. Asetame nende kohale klaasi ja valame klaasi pinnale peeneks hakitud karvad. Põllu toimel hakkavad nad huvitavalt orienteeruma, ilmub “pilt”, mis näitab kehade asukohta. (vaata pilte allpool). Vasakul ja paremal on need orienteeritud positiivselt ja negatiivselt laetud osakeste ümber ning keskosas - vastupidiselt laetud kuulide ümber.
Jõujooned on kujutatud "sagedamate" joontena, kus leitakse suurem elektrilaeng ja seega ka suur elektrijõud, kui kehale rakendatakse antud väli. Jõujoonte mudel näitab väljale asetatud osakestel mõjuva jõu suurust ja välja suunda.
Seal on seade, millega saab teada laengu suuruse ja märgi, mis on oluline elektrilised nähtused. Samuti on elektriväli "ühendatud" laenguga. Kui laeng liigub teises suunas, järgneb väli sellele koheselt.
Kasutatud kirjanduse loetelu:
- Füüsika. 8. klass: Õpik haridusasutustele / A.V. Perõškin. – M.: Bustard, 2010.
- Füüsika 7-9. Õpik. I.V. Krivtšenko.
- Füüsika. Kataloog. O.F. Kabardi. - M.: AST-PRESS, 2010.
Elektrivälja omadused 1. Esineb laetud kehade ümber 2. Nähtamatult, tegevusega ja instrumentide abil määratud 3. Kujutatud jõujoonte abil 4. Jooned näitavad väljast positiivselt laetud osakesele mõjuva jõu suunda. sellesse asetatud.
Arvutage ... Mitu üleliigset elektroni sisaldab keha laenguga 4,8 10-16 C? Identsed metallkuulid laengutega -7q ja 11q viidi kokku ja liigutati üksteisest samale kaugusele. Millised on pallide laengud? 3. Kui kehal puudub viis elektroni, siis mis on sellel olev märgi- ja laengumoodul?
Kontrollige ennast: 1. Ühesugused metallkuulid laenguga 7e ja 15e viidi kokku, seejärel liigutati üksteisest samale kaugusele. Mis oli pallide laeng? 2. Kas saab öelda, et süsteemi laeng on sellesse süsteemi kuuluvate kehade laengute summa? 3. Kuidas nimetatakse protsessi, mis viib kehale laengute ilmnemiseni? 4. Milline on Rutherfordi aatomi ehitus?
5. Kui keha on elektriliselt neutraalne, kas see tähendab, et see ei sisalda elektrilaenguid? 5. Kui keha on elektriliselt neutraalne, kas see tähendab, et see ei sisalda elektrilaenguid? 6. Kui suletud süsteemis on laengute arv vähenenud, kas see tähendab, et kogu süsteemi laeng on vähenenud? 7. Kuidas vastandlikud laengud interakteeruvad? 8. Mitut tüüpi laenguid sisaldab kullaaatom? 9. Milline on Thomsoni aatomi ehitus?
Tööd saab kasutada õppetundides ja referaatides teemal "Filosoofia"
Selles saidi jaotises saate alla laadida valmis esitlusi filosoofia ja filosoofiateaduste kohta. Valmis filosoofia ettekanne sisaldab uuritava teema illustratsioone, fotosid, diagramme, tabeleid ja põhiteesid. Filosoofia esitlus on hea meetod keeruka materjali visuaalseks esitamiseks. Meie kollektsioon valmis esitlused filosoofias hõlmab kõiki haridusprotsessi filosoofilisi teemasid nii koolis kui ka ülikoolis.