Elektromos tér: elektromos töltésosztás és elektroszkóp. Videó lecke "Elektroszkóp

Elektroszkóp(a görög "elektron" és a skopeo szavakból - megfigyelni, észlelni) - elektromos töltések kimutatására szolgáló eszköz. Az elektroszkóp egy fémrúdból áll, amelyre két papír- vagy alumíniumfóliacsík van felfüggesztve. A rúd ebonit parafával van megerősítve egy hengeres fémtokban, üvegburkolatokkal zárva.

Az elektroszkóp eszköze a töltött testek elektromos taszításának jelenségén alapul. Amikor egy feltöltött test, például egy dörzsölt üvegrúd érintkezik az elektroszkóp rúdjával, az elektromos töltések eloszlanak a rúdon és távoznak. Mivel a hasonló töltésű testek taszítják egymást, a taszító erő hatására az elektroszkóp levelei bizonyos szögben eltávolodnak egymástól. Sőt, minél nagyobb az elektroszkóp töltése, annál nagyobb a levelek taszító ereje, és annál nagyobb szögben fognak szétszóródni. Ezért az elektroszkóp lapjainak eltérési szöge alapján meg lehet ítélni az elektroszkóp töltésének nagyságát.

Ha egy ellentétes előjellel töltött testet, például negatívan, egy töltött elektroszkóphoz viszünk, akkor a levelei közötti szög csökkenni kezd. Ezért az elektroszkóp lehetővé teszi a villamosított test töltésének jelének meghatározását.

Elektromos töltések észlelésére és mérésére is használják. elektrométer. Működési elve nem tér el lényegesen az elektroszkópétól. Az elektrométer fő része egy könnyű alumínium tű, amely függőleges tengely körül foroghat. Az elektrométer tűjének eltérési szögéből meg lehet ítélni az elektrométer rúdjára átvitt töltés mértékét.

Célok:

oktatási - tovább formálódnak
a hallgatók ismeretei a testek villamosításáról,
formálja a tanulók képét
Az elektromos mező és tulajdonságai, bevezetni
elektroszkóp (elektrométer) készülékkel.

fejlesztése - a munka folytatása
általánosabb következtetések levonásának képessége és
megfigyelésekből származó általánosítások.

oktatási - a kialakulás elősegítésére
világnézeti elképzelések, a jelenségek megismerhetősége és
a környező világ tulajdonságai, növekszik
a tanulók kognitív érdeklődése
IKT segítségével.

Az óra után a tanuló tudja:

• Az elektroszkóp felépítése és célja
  (elektrométer).
• Az elektromos tér fogalmai, elektromos erők.
• Vezetők és dielektrikumok.

• Azonosítsa és rendszerezze, amivel rendelkeznek
  ismeretek a testek villamosításáról.
• Magyarázza el az elektromos mező működését
  a benne bevitt elektromos töltés.
• Elmélyíti a testek villamosításával kapcsolatos ismereteket.
• Fejleszti az intellektuális képességeket.

Az óra felépítése:

1. szervezési szakasz.
2. Ismétlés a korábbi ismeretek frissítése érdekében.
3. Új ismeretek formálása.
4. Konszolidáció, beleértve az új ismeretek alkalmazását
   megváltozott helyzet.
5. Házi feladat.
6. Összegezve a tanulságot.

1. Elektroszkóp (1 példány).
2. Elektrométer (2 példány), fém
   karmester, labda.
3. Elektrofor gép.
4. "Szultánok".
5. Üveg és ebonit rúd; (gyapjú, selyem).
6. Bemutatás.

Az óra szerkezeti elemei	Tanári tevékenység	Diák tevékenységek
Idő szervezése	Biztosítja a tanulók általános felkészültségét dolgozni.	Hallgass a tanárokra.
Motivációs – jelzésértékű	Az anyag megismétlése érdekében az előző leckében tanult, tartson rövid bemutatót első szavazás: 1. Mi a két díjtípus? léteznek a természetben, ahogy nevezik és átlagos? hasonló díjak? Hogyan lépnek kapcsolatba a testek egymással? a díjakkal ellentétben? Lehet-e ugyanaz a test, például az ebonit pálca, dörzsöléskor felvillanyozza negatív, akkor pozitív? Lehetséges-e a töltés súrlódás által villamosított állapotban? csak az egyik test érintkezik? Válasz igazolni. Helyes-e a kifejezés: „Súrlódás közben, díjak"? Miért? 2. Írásban felajánlja a teszt elvégzését gyakorlat.	1. Válaszoljon kérdésekre. 2. Önállóan dolgozzon a teszttel.
Új ismeretek formálása	A karosszériák villamosítása elvégezhető nemcsak súrlódással, hanem érintkezéssel is. Tapasztalatok bemutatása (szemléltetésképpen elméleti következtetések): a) hozd naelt. Ébenfa tapad az ujjához. b) a hüvelyt felhúzzák, majd taszítják, miért? c) a negatív töltés meglétének ellenőrzése hüvely (hozzon egy pozitív töltésű üvegrúd a hüvelyhez) – vonzza.	Hallgass a tanárra, figyeld a fejlődést tapasztalat, amely kiindulópontul szolgál a villamosítás kísérleti alátámasztása kapcsolatfelvételkor részt vesz a beszélgetésben. Tedd jegyzetek egy füzetbe.
	A figyelembe vett fizikai jelenségről olyan eszközök működése alapján, mint pl elektroszkóp és elektrométer. Demonstráció műszerek a) elektroszkóp műszer észlelésre email díjak; A kialakításuk egyszerű: műanyag dugó fém keretben egy fémrúdon halad át, a végén amely két vékony papírlapot rögzít. A keret mindkét oldalán üveggel borított. A készülék és a működési elv bemutatása elektroszkóp, a tanár kérdéseket tesz fel a tanulóknak: Hogyan papírdarabok segítségével megtalálni A karosszéria villamosított? Ami az elektroszkóp leveleinek eltérési szögét illeti megítélni a vádját? Villamossággal végzett kísérletekhez használja és egy másik, fejlettebb műszer az elektrométer. Itt a könnyűfém nyíl töltődik fémrúdból, abból kiindulva minél nagyobb szögben, annál jobban töltődnek.	Hallgass a tanárra, figyeld a fejlődést kísérletezni, kérdésekre válaszolni, megtalálni hasonlóságok és különbségek az eszközben és az elvben eszközök működését, következtetéseket levonni.
	Tegyen különbséget az olyan anyagok között, amelyek elektromos vezetők és nem vezetők díj. Élménybemutató: feltöltött az elektroszkóp először egy töltetlenhez csatlakozik fém vezető, majd üveg vagy ebonit rúd, az első esetben a töltés átmegy, de a másodikban nem megy át töltetlen elektroszkóp.	Hallgass a tanárra, dolgozz a tankönyvvel (27. o. - 63. o.), ismerkedjen meg a karmesterekkel ill elektromosság dielektrikumai, vonjon le következtetéseket tapasztalat (a tudásszerzés második szintjének azonosítása)
	Minden test, amelyhez vonzódik feltöltött testek - villamosítva vannak, ami azt jelenti, hogy kölcsönhatási erők hatnak, ezeket az erőket nevezzük elektromos (erők, amelyekkel el. Mező az abban megadott e-mailre vonatkozik. Díj. Bármi töltött testet elektromos tér vesz körül (az anyagtól eltérő speciális anyagfajta). Az egyik töltés tere egy másik töltés mezejére hat.	Hallgassa meg a tanárt, írjon egy füzetbe, be válaszoljon a kérdésekre a beszélgetés során.
Ismétlés és rendszerezés tudás	Beszélgetés a 27. és 28. bekezdéshez fűzött kérdésekről:	Kérdések megválaszolása (feltárása ismeretszerzés harmadik szintje) dönti el minőségi feladatokat, a tudás alkalmazását egy új helyzetekben.
	Mint a papírdaraboknál észleli, hogy a test fel van-e villanyozva?
	Ismertesse az iskola berendezését! elektroszkóp.
	Ami a levelek eltérési szögét illeti elektroszkóp megítélni a töltését?
	Mi a különbség a tér között környező villamosított test, tól a nem villamosított körüli tér test?
	Minőségi problémák megoldása (ismeretek alkalmazása új helyzetben).
	Miért mindig az elektroszkóp rúdja fémet készíteni?
	Miért kisül az elektrométer, ha érintse meg a labdáját (rudat) az ujjaival?
	Elektromos térben egyenletesen töltött golyó a t-ben A töltődik porszem. Milyen irányú a rá ható erő egy porszemet a mező széléről?
	Egy porrészecske mezője hat a labdára?
	Miért a villámhárító alsó vége földbe kell temetni, dolgozni földelő készülékek?
	Szoros kölcsönhatásba lépnek elektromos töltések találhatók benne levegőtlen tér (például a Holdon, ahol nincs légkör)
Házi feladat szervezése.	Olvassa el és válaszoljon a kérdésekre a 27-28. Felkéri a tanulókat, hogy készítsék el saját magukat elektroszkóp.	Házi feladat rögzítése naplókban gyakorlat.
fényvisszaverő	A tanár megkéri a tanulókat, hogy válaszoljanak kérdések: melyik kérdés volt a legérdekesebb, a legegyszerűbb, a legnehezebb.	Kérdésekre válaszolnak.

Ha szintetikus anyagból készült ruhákban sétált, akkor nagyon valószínű, hogy hamarosan nem túl kellemes következményeket fog érezni egy ilyen tevékenységből. Tested felvillanyozódik, és amikor üdvözölsz egy barátot, vagy megérintsz egy kilincset, éles áramütést fogsz érezni.

Nem végzetes vagy veszélyes, de nem túl kellemes. Mindenki tapasztalt már életében legalább egyszer ilyesmit. De gyakran rájövünk, hogy felvillanyoznak bennünket, már a következmények miatt. Lehetséges-e tudni, hogy a test fel van villanyozva valami kellemesebb módon, mint egy árambefecskendezés? Tud.

Mi az elektroszkóp és az elektrométer?

A villamosítás meghatározására a legegyszerűbb eszköz az elektroszkóp. Működési elve nagyon egyszerű. Ha olyan testtel érinti meg az elektroszkópot, amelynek van valamilyen töltése, akkor ez a töltés egy szirmokkal ellátott fémrúdra kerül át az elektroszkóp belsejében. A szirmok azonos előjelű töltést kapnak, és szétoszlanak, az azonos jelű töltet taszítja el egymást. A skálán láthatja a töltet méretét medálokban. Az elektroszkóp egy másik típusa az elektrométer. A fémrúdon lévő szirmok helyett egy nyíl van rögzítve. De a cselekvés elve ugyanaz - a rúd és a nyíl fel van töltve, és taszítják egymást. A nyíl elhajlásának mértéke a töltés szintjét jelzi a skálán.

Az elektromos töltés felosztása

Felmerül a kérdés - ha a töltés eltérő lehet, akkor van a legkisebb töltés értéke, amelyet nem lehet felosztani? Végül is csökkentheti a díjat. Például egy töltött és egy töltetlen elektroszkóp vezetékkel összekötésével egyenlően osztjuk el a töltést, amit mindkét skálán látni fogunk. Miután egy elektroszkópot kézzel kisütöttünk, ismét megosztjuk a töltést. És így tovább, amíg a töltés értéke kisebb lesz, mint az elektroszkóp skála minimális osztása. Finomabb mérésekhez műszerekkel sikerült megállapítani, hogy az elektromos töltés megoszlása ​​nem végtelen. A legkisebb töltés értékét e betűvel jelöljük, és elemi töltésnek nevezzük. e=0,000000000000000000016 Cl=1,6*(10)^(-19) Cl (Coulomb). Ez az érték milliárdszor kisebb, mint a töltés mennyisége, amelyet a haj fésűvel történő felvillanyozásával kapunk.

Az elektromos tér lényege

Egy másik kérdés, amely a villamosítás jelenségének tanulmányozása során felmerül, a következő. A töltés átviteléhez közvetlenül hozzá kell érintenünk a villamosított testet egy másik testhez, de ahhoz, hogy a töltés egy másik testre ható legyen, nincs szükség közvetlen érintkezésre. Tehát egy villamosított üvegrúd távolról magához vonzza a papírdarabokat anélkül, hogy megérintené. Lehet, hogy ez a vonzalom a levegőn keresztül terjed? De a kísérletek azt mutatják, hogy a levegőtlen térben a vonzás hatása megmarad. Mi van akkor?

Ez a jelenség azzal magyarázható, hogy a töltött testek körül egy bizonyos típusú anyag létezik - egy elektromos mező. A 8. osztályos fizika tantárgy elektromos mezőjének meghatározása a következő: Az elektromos tér az anyagtól eltérő, különleges anyagfajtája, amely minden elektromos töltés körül létezik, és képes más töltésekre hatni. Őszintén szólva még mindig nincs egyértelmű válasz, hogy mi ez, és mik az okai. Minden, amit az elektromos térről és annak hatásairól tudunk, empirikusan megállapították. De a tudomány halad előre, és azt akarom hinni, hogy ez a kérdés egyszer a teljes világosságig megoldódik. Sőt, bár nem teljesen értjük az elektromos tér létezésének természetét, ennek ellenére már elég jól megtanultuk, hogyan használhatjuk fel ezt a jelenséget az emberiség javára.

1. § Elektroszkóp és elektrométer, működési elv

Vannak olyan eszközök, amelyekkel észlelheti a testek villamosítását, ez egy elektroszkóp és egy elektrométer.

Az elektroszkóp (a görög "elektron" és a skopeo szavakból - megfigyelni, észlelni) elektromos töltések kimutatására szolgáló eszköz.

A készülék célja:

töltésérzékelés;

A töltés előjelének meghatározása;

A töltés nagyságának becslése.

Az elektroszkóp egy fémrúdból áll, amelyre két könnyen mozgatható papír- vagy fóliacsík van felfüggesztve. A rúd ebonit dugóval van rögzítve egy hengeres fém tokban, üvegburkolatokkal zárva.

Az elektroszkóp működési elve a villamosítás jelenségén alapul. Amikor egy dörzsölt üvegrúd (pozitív töltésű) érintkezik egy eszközzel (elektroszkóp), elektromos töltések áramlanak a rúdon keresztül a levelekhez. Ugyanazzal a töltésjellel a testek taszítani kezdenek, így az elektroszkóp levelei bizonyos szögben eltérnek egymástól. A nagyobb értékű szögben lévő levelek fogyasztása akkor következik be, amikor az elektroszkóp nagyobb töltést ad, ami azt jelenti, hogy a testek közötti taszítóerő növekedéséhez vezet (ábra). Ezért a levelek eltérési szögével megtudhatja az elektroszkóp töltésének nagyságát. Ha negatív töltésű testet viszünk egy pozitív töltésű eszközhöz, észrevesszük, hogy a levelek közötti szög csökken. Következtetés: az elektroszkóp lehetővé teszi a vizsgált test töltésének előjelének megállapítását.

Az elektroszkópon kívül még egy eszközt lehet megkülönböztetni - egy elektrométert. A készülékek működési elve gyakorlatilag megegyezik. Az elektrométer egy könnyű alumínium mutatóval rendelkezik, melynek segítségével az eltérés szögéből megtudható, hogy az elektrométer rúdjára mekkora töltés került.

2. § Elektromos mező és jellemzői

A testek villamosítása a következőképpen történik: pozitív vagy negatív töltést adnak át nekik, növelve vagy csökkentve a töltés nagyságát. Ebben az esetben a testek különböző tulajdonságokat szereznek, és képesek vonzani vagy taszítani más testeket. Hogyan „érti meg” a test, hogy egy másik töltetét vonzza vagy taszítsa? A kérdés megválaszolásához meg kell találnia az anyag egy speciális formáját - az "elektromos mezőt".

Villamosítsunk fel azonos nevű (azonos jelű) fémgolyót műanyag állványon és könnyű parafa golyót cérnán (nevezzük próbagolyónak). A tér különböző pontjaira mozgatjuk egy nagy golyó körül. Észre fogjuk venni, hogy a tér minden pontjában egy villamosított test körül a tesztgömbre ható erőt találunk. A tény, hogy létezik, a golyós menet eltérésén figyelhető meg. Ahogy a golyó eltávolodik a próbagolyótól, a meneten lévő golyó kevésbé tér el, ezért a rá ható erő egyre kisebb lesz (a menet egyensúlyi helyzetétől való eltérési szögével).

Tehát az elektromos vagy mágnesezett testek körül a tér minden pontjában van egy úgynevezett erőtér, amely hatással lehet más testekre.

Az elektromos tér egy speciális anyagfajta, amelyet elektromosan nyugvó töltés hoz létre, és bizonyos erővel hat a térbe helyezett szabad töltésre.

A terep jellemzői:

1. Anyagi, mivel anyagi tárgyakra hat (könnyű szabad test - hüvely).

2. Valóságos, hiszen mindenhol és még vákuumban (levegőtlen térben) és embertől függetlenül is létezik.

3. Láthatatlanul és nem hat az emberi érzékszervekre.

4. Nincs meghatározott mérete, szegélye, formája.

5. Az adott töltött testet körülvevő teljes teret elfoglalja.

6. Ahogy távolodsz a töltéstől, a mező gyengül.

7. Energiával rendelkezik.

8. Az elektromos mezőknél két alapelv rejlik: a függetlenség elve (ha több mező van, akkor mindegyik mező a másiktól függetlenül létezik), a szuperpozíció (szuperpozíció) elve - a mezők nem torzítják egymást.

9. Van körülbelül egy töltött test, részecskék. Minden feltöltött testnek saját elektromos tere van körülötte.

10. A mezőt egy szabadon felfüggesztett töltött testre ható erő hatására érzékeljük, ezt az erőt elektromosnak nevezzük.

3. § Elektromos erővonalak

A mező grafikus ábrázolásához és terjedési irányának megismeréséhez a mezővonal módszert kell használni.

Ehhez végezzünk egy kísérletet.

Vegyünk két fémgolyót műanyag állványokra, valamint egy tűt, szintén állványra szerelve. A golyókat 40-50 cm távolságra helyezzük el egymástól, és közöttük egy tűvel ellátott állványt. Egy száraz faforgácsot egyensúlyozunk rá. Mint látható, a golyóknak különböző töltési előjeleik vannak, látni fogjuk, hogy a szálka úgy fog megfordulni, hogy a golyókat összekötő egyenesen legyen (lásd az ábra tetejét).

Ha egy chipet különböző pozíciókban helyezünk el a golyók közelében (lásd az ábrát), akkor megjegyezzük, hogy a golyókat összekötő, gondolatban megrajzolt íves vonalakon foglal helyet; így néznek ki az elektromos erővonalak.

Mutassunk egy érdekes esetet: vannak töltött testek. Poharat helyezünk föléjük, és finomra vágott szőrszálakat öntünk az üveg felületére. A mező hatására érdekes módon kezdenek el tájékozódni, megjelenik egy „kép”, amelyen a testek elhelyezkedése látható. (lásd a képeket lent). Balra és jobbra a pozitív és negatív töltésű részecskék, a központi részben pedig az ellenkező töltésű golyók körül helyezkednek el.

Az erővonalak „gyakoribb” vonalakként vannak ábrázolva, ahol nagyobb elektromos töltés található, és így nagy elektromos erő keletkezik, amikor egy adott mezőt egy testre alkalmazunk. Az erővonalak modellje a térben elhelyezett részecskéken mutatja az erő nagyságát és a tér irányát.

Van egy készülék, amivel megtudhatod a töltés nagyságát és előjelét, amiben fontos elektromos jelenségek. Ezenkívül az elektromos mező "csatlakozik" a töltéshez. Amikor a töltés a másik irányba mozog, a mező azonnal követi.

A felhasznált irodalom listája:

1. Fizika. 8. évfolyam: Tankönyv oktatási intézmények számára / A.V. Peryskin. – M.: Túzok, 2010.
2. Fizika 7-9. Tankönyv. I.V. Krivcsenko.
3. Fizika. Könyvtár. NAK,-NEK. Kabardin. - M.: AST-PRESS, 2010.

Az elektromos tér tulajdonságai 1. Töltött testek körül létezik 2. Láthatatlanul, cselekvéssel és műszerek segítségével meghatározott 3. Erővonalak segítségével ábrázolva 4. A vonalak jelzik a mezőből a pozitív töltésű részecskére ható erő irányát elhelyezve benne.

Számítsa ki ... Hány elektronfelesleget tartalmaz egy 4,8 10-16 C töltésű test? Azonos fémgolyókat -7q és 11q töltéssel érintkezésbe hoztunk, és azonos távolságra távolítottak el egymástól. Milyen töltésűek a labdák? 3. Ha a testből hiányzik öt elektron, akkor mi van rajta az előjel- és töltésmodul?

Ellenőrizze magát: 1. Azonos fémgolyókat 7e és 15e töltéssel érintkezésbe hozzuk, majd egymástól azonos távolságra eltolva. Mi volt a golyók töltése? 2. Mondhatjuk-e, hogy a rendszer töltése az ebbe a rendszerbe tartozó testek töltéseinek összege? 3. Mi a neve annak a folyamatnak, amely töltések megjelenéséhez vezet a testen? 4. Milyen a Rutherford-atom szerkezete?

5. Ha a test elektromosan semleges, ez azt jelenti, hogy nincs benne elektromos töltés? 5. Ha a test elektromosan semleges, ez azt jelenti, hogy nincs benne elektromos töltés? 6. Ha egy zárt rendszerben csökkent a töltések száma, ez azt jelenti, hogy a teljes rendszer töltése csökkent? 7. Hogyan hatnak egymásra az ellentétes töltések? 8. Hányféle töltést tartalmaz egy aranyatom? 9. Milyen a Thomson atom szerkezete?

A munka felhasználható leckékhez és beszámolókhoz a "Filozófia" témában

Az oldal ezen részében kész prezentációkat tölthet le a filozófiáról és a filozófiai tudományokról. Az elkészült filozófiai előadás illusztrációkat, fényképeket, diagramokat, táblázatokat és a vizsgált téma fő téziseit tartalmazza. A filozófia-prezentáció jó módszer az összetett anyag vizuális bemutatására. Gyűjteményünk kész prezentációk a filozófiában az oktatási folyamat összes filozófiai témáját lefedi mind az iskolában, mind az egyetemen.