Elektrisk felt: elektrisk ladningsdeling og elektroskop. Video leksjon "Elektroskop
Elektroskop(fra de greske ordene "elektron" og skopeo - å observere, oppdage) - en enhet for å oppdage elektriske ladninger. Et elektroskop består av en metallstang som to strimler av papir eller aluminiumsfolie er hengt opp fra. Stangen er forsterket med en ebonittkork inne i en sylindrisk metallkasse, lukket med glassdeksler.
Enheten til elektroskopet er basert på fenomenet elektrisk frastøtning av ladede kropper. Når et ladet legeme, for eksempel en gnidd glassstang, kommer i kontakt med stangen til et elektroskop, fordeles elektriske ladninger over stangen og bladene. Siden lignende ladede kropper frastøter hverandre, under påvirkning av frastøtende kraft, vil bladene på elektroskopet divergere i en viss vinkel. Dessuten, jo større ladning elektroskopet har, jo større frastøtende kraft har bladene og jo større vinkel vil de spre. Derfor, i henhold til divergensvinkelen til bladene på elektroskopet, kan man bedømme størrelsen på ladningen på elektroskopet.
Hvis en kropp ladet med motsatt fortegn, for eksempel negativt, bringes til et ladet elektroskop, vil vinkelen mellom bladene begynne å avta. Derfor lar elektroskopet deg bestemme tegnet på ladningen til en elektrifisert kropp.
Den brukes også til å oppdage og måle elektriske ladninger. elektrometer. Dets operasjonsprinsipp er ikke vesentlig forskjellig fra elektroskopet. Hoveddelen av elektrometeret er en lett aluminiumsnål som kan rotere rundt en vertikal akse. Ved avviksvinkelen til elektrometernålen kan man bedømme mengden ladning som overføres til elektrometerstangen.
Mål:
studentenes kunnskap om elektrifisering av kropper,
danne elevenes oppfatning av
elektrisk felt og dets egenskaper, introdusere
med et elektroskop (elektrometer) enhet.
utvikle ferdigheter til å trekke mer generelle konklusjoner og
generaliseringer fra observasjoner.
verdensbilde ideer, gjenkjennelighet av fenomener og
egenskapene til omverdenen øker
kognitiv interesse for studenter med
ved hjelp av IKT.
Etter timen vet eleven:
- Strukturen og formålet med elektroskopet
(elektrometer). - Begreper om et elektrisk felt, elektriske krefter.
- Ledere og dielektrikk.
- Identifiser og systematiser det de har
kunnskap om elektrifisering av kropper. - Forklar virkningen av et elektrisk felt på
den elektriske ladningen som føres inn i den. - Utdyper kunnskap om elektrifisering av kropper.
- Utvikler intellektuelle ferdigheter.
Leksjonsstruktur:
- organisatorisk stadium.
- Repetisjon for å oppdatere forkunnskaper.
- Dannelse av ny kunnskap.
- Konsolidering, inkludert anvendelse av ny kunnskap i
endret situasjon. - Hjemmelekser.
- Oppsummering av leksjonen.
- Elektroskop (1 eksemplar).
- Elektrometer (2 eksemplarer), metall
dirigent, ball. - Elektrofor maskin.
- "Sultaner".
- Glass og ebonitt stang; (ull, silke).
- Presentasjon.
| Strukturelle elementer i leksjonen | Læreraktivitet | Studentaktiviteter |
| Organisering av tid | Sikrer overordnet elevberedskap å jobbe. | Lytt til lærerne. |
| Motiverende - veiledende | For å gjenta materialet, lært i forrige leksjon, hold en brief frontavstemning: 1. Hva er de to typene ladninger
Kan samme kropp, for eksempel ebonitt Er det mulig, når elektrifisert av friksjon, å lade Er uttrykket riktig: «Under friksjon, 2. Tilbyr seg å gjennomføre en prøve skriftlig | 1. Svar på spørsmål. 2. |
| Dannelse av ny kunnskap | Elektrifisering av karosserier kan utføres ikke bare ved friksjon, men også ved kontakt. Demonstrasjon av erfaring (for illustrasjon teoretiske konklusjoner): a) ta med nael. b) hylsen trekkes til og deretter frastøtes, c) sjekke for tilstedeværelsen av en negativ ladning på | Lytt til læreren, observer fremgangen erfaring, som fungerer som utgangspunkt for eksperimentell underbyggelse av elektrifisering ved kontakt, delta i samtalen. Gjøre notater i en notatbok. |
| Om det betraktede fysiske fenomenet basert på drift av enheter som f.eks elektroskop og elektrometer. Demonstrasjon instrumenter a) elektroskopinstrument for deteksjon e-post kostnader; Designet deres er enkelt: plaststopper i metallramme går gjennom en metallstang, på enden hvilke to ark med tynt papir er fikset. Rammen er dekket med glass på begge sider. Demonstrere enheten og operasjonsprinsippet elektroskop, stiller læreren elevene spørsmål: Hvordan Når det gjelder divergensvinkelen til bladene på elektroskopet For forsøk med elektrisitet, bruk og | Lytt til læreren, observer fremgangen eksperimentere, svare på spørsmål, finne likheter og forskjeller i enheten og prinsippet drift av enheter, trekke konklusjoner. |
|
| Skille mellom stoffer som er ledere og ikke-ledere av elektriske lade. Erfaringsdemonstrasjon: ladet elektroskopet kobles til en uladet først metallleder, og deretter glass eller ebonittstav, i det første tilfellet ladningen passerer, men i den andre går ikke til uladet elektroskop. | Lytt til læreren, arbeid med læreboka (s. 27 - s. 63), bli kjent med dirigentene og dielektrikum av elektrisitet, trekke konklusjoner fra erfaring (identifikasjon av det andre nivået av kunnskapsinnhenting) |
|
| Alle kropper som er tiltrukket av ladede kropper - er elektrifisert, noe som betyr at de interaksjonskrefter virker, kalles disse kreftene elektrisk (krefter med hvilke el. Felt gjelder e-posten som er lagt inn i den. Lade. Hva som helst et ladet legeme er omgitt av et elektrisk felt (en spesiell type materie forskjellig fra materie). Feltet til en ladning virker på feltet til en annen. | Lytt til læreren, skriv i en notatbok, inn svare på spørsmål under samtalen. |
|
| Repetisjon og systematisering kunnskap | Samtale om spørsmål til paragraf 27, 28: | Svare på spørsmål (avslørende tredje nivå av kunnskapsinnhenting) bestemme kvalitetsoppgaver, anvende kunnskap i en ny situasjoner. |
| Som med papirlapper oppdage om kroppen er elektrifisert? |
||
| Beskriv enheten til skolen elektroskop. |
||
| Når det gjelder vinkelen for divergens av bladene elektroskop bedømme ladningen? |
||
| Hva er forskjellen mellom plass omkringliggende elektrifisert kropp, fra plass rundt de ikke-elektrifiserte kropp? |
||
| Løse kvalitetsproblemer (anvendelse av kunnskap i en ny situasjon). |
||
| Hvorfor er staven til et elektroskop alltid lage metall? |
||
| Hvorfor utlades elektrometeret hvis berøre ballen (stangen) med fingrene? |
||
| I et elektrisk felt jevnt ladet ball i t. A er ladet støvkorn. Hva er retningen til kraften som virker på et støvkorn fra siden av åkeren? |
||
| Virker feltet til en støvpartikkel på ballen? | ||
| Hvorfor den nedre enden av lynavlederen må begraves i bakken, arbeider jordingsapparater? |
||
| Vil de samhandle tett plassert elektriske ladninger i luftløs plass (for eksempel på månen, hvor ingen atmosfære) |
||
| Organisering av lekser. | Les og svar på spørsmål s. 27-28. Inviterer elevene til å lage sine egne elektroskop. | Registrering av lekser i dagbøker trening. |
| reflekterende | Læreren ber elevene svare spørsmål: hvilket spørsmål var det mest interessante, den enkleste, den vanskeligste. | De svarer på spørsmål. |
Hvis du gikk rundt i klær laget av syntetisk stoff, er det svært sannsynlig at du snart vil føle ikke veldig hyggelige konsekvenser av en slik aktivitet. Kroppen din vil bli elektrifisert, og når du hilser på en venn eller berører en dørhåndtak, vil du kjenne et kraftig strømstøt.
Det er ikke dødelig eller farlig, men det er ikke særlig hyggelig. Alle har opplevd noe slikt minst en gang i livet. Men ofte finner vi ut at vi er elektrifisert, allerede av konsekvensene. Er det mulig å vite at kroppen er elektrifisert på en mer behagelig måte enn en innsprøytning av strøm? Kan.
Hva er et elektroskop og et elektrometer?
Den enkleste enheten for å bestemme elektrifisering er et elektroskop. Dets operasjonsprinsipp er veldig enkelt. Hvis du berører elektroskopet med en kropp som har en slags ladning, vil denne ladningen bli overført til en metallstang med kronblader inne i elektroskopet. Kronbladene vil få en ladning av samme tegn og spre seg, frastøtt av ladningen fra det samme tegnet fra hverandre. På skalaen kan du se størrelsen på ladningen i anheng. En annen type elektroskop er elektrometeret. I stedet for kronblader på en metallstang, er en pil festet i den. Men handlingsprinsippet er det samme - stangen og pilen er ladet og frastøter hverandre. Mengden av avbøyning av pilen indikerer ladenivået på skalaen.
Deling av elektrisk ladning
Spørsmålet oppstår - hvis ladningen kan være forskjellig, så er det en eller annen verdi av den minste ladningen som ikke kan deles? Tross alt kan du redusere kostnaden. For eksempel, ved å koble et ladet og uladet elektroskop med en ledning, vil vi dele ladningen likt, noe vi vil se på begge skalaer. Etter å ha utladet ett elektroskop for hånd, deler vi ladningen igjen. Og så videre til verdien av ladningen blir mindre enn minimumsdelingen av elektroskopskalaen. Ved å bruke instrumenter for mer subtile målinger, var det mulig å fastslå at delingen av elektrisk ladning ikke er uendelig. Verdien av den minste ladningen er angitt med bokstaven e og kalles elementærladningen. e=0,000000000000000000016 Cl=1,6*(10)^(-19) Cl (Coulomb). Denne verdien er milliarder av ganger mindre enn mengden ladning vi får ved å elektrifisere håret med en kam.
Essensen av det elektriske feltet
Et annet spørsmål som dukker opp når man studerer fenomenet elektrifisering er som følger. For å overføre ladningen må vi direkte berøre den elektrifiserte kroppen til en annen kropp, men for at ladningen skal virke på en annen kropp, er det ikke nødvendig med direkte kontakt. Så en elektrifisert glassstang tiltrekker seg papirbiter til seg selv på avstand, uten å berøre dem. Kanskje denne attraksjonen overføres gjennom luften? Men eksperimenter viser at i et luftløst rom forblir effekten av tiltrekning. Hva er det da?
Dette fenomenet forklares av eksistensen av en viss type materie rundt ladede legemer - et elektrisk felt. Det elektriske feltet i fysikkkurset på 8. klasse er gitt følgende definisjon: et elektrisk felt er en spesiell type materie, forskjellig fra materie, som eksisterer rundt hver elektrisk ladning og er i stand til å virke på andre ladninger. For å være ærlig er det fortsatt ikke noe klart svar på hva det er, og hva som er årsakene. Alt vi vet om det elektriske feltet og dets effekter er etablert empirisk. Men vitenskapen går fremover, og jeg vil tro at dette problemet en dag vil bli løst til fullstendig klarhet. Dessuten, selv om vi ikke fullt ut forstår naturen til eksistensen av et elektrisk felt, har vi likevel allerede lært ganske godt hvordan vi bruker dette fenomenet til fordel for menneskeheten.
§ 1 Elektroskop og elektrometer, driftsprinsipp
Det er enheter som du kan oppdage elektrifisering av kropper med, dette er et elektroskop og et elektrometer.
Et elektroskop (fra de greske ordene "elektron" og skopeo - å observere, oppdage) er en enhet som brukes til å oppdage elektriske ladninger.
Formål med enheten:
ladningsdeteksjon;
Bestemme tegn på ladningen;
Anslå størrelsen på ladningen.
Et elektroskop består av en metallstang som to lett bevegelige strimler av papir eller folie er hengt opp i. Stangen er festet med en ebonittplugg inne i en sylindrisk metallkasse, lukket med glassdeksler.
Prinsippet for drift av elektroskopet er basert på fenomenet elektrifisering. Når en gnidd glassstang (positivt ladet) kommer i kontakt med en enhet (elektroskop), vil elektriske ladninger strømme gjennom stangen til bladene. Ved å ha samme ladningstegn, vil kroppene begynne å frastøte, så bladene på elektroskopet vil divergere i en viss vinkel. Forbruket av blader i en vinkel med større verdi oppstår når en større ladning tilføres elektroskopet, noe som betyr at det fører til en økning i frastøtningskraften mellom kroppene (fig.). Derfor, ved bladenes divergensvinkel, kan du finne ut om størrelsen på ladningen til elektroskopet. Hvis en kropp med negativ ladning bringes til en enhet som er positivt ladet, vil vi merke at vinkelen mellom bladene vil avta. Konklusjon: elektroskopet gjør det mulig å finne ut tegnet på ladningen til den undersøkte kroppen.
I tillegg til elektroskopet kan en annen enhet skilles ut - et elektrometer. Prinsippet for driften av enhetene er praktisk talt det samme. Elektrometeret har en lett aluminiumspeker, ved hjelp av hvilken man ved avviksvinkelen kan finne ut hvor mye ladning som er påført elektrometerstaven.
§ 2 Elektrisk felt og dets egenskaper
Kroppene blir elektrifisert som følger: de overfører en positiv eller negativ ladning til dem, øker eller reduserer ladningens størrelse. I dette tilfellet får kropper forskjellige egenskaper og er i stand til å tiltrekke seg eller frastøte andre kropper. Hvordan "forstår" kroppen at ladningen til en annen må tiltrekkes eller frastøtes? For å svare på dette spørsmålet, må du finne ut en spesiell form for materie - det "elektriske feltet".
La oss elektrifisere med samme navn (av samme tegn) en metallkule på et plaststativ og en lett korkkule på en tråd (la oss kalle det en prøvekule). Vi vil flytte den til forskjellige punkter i rommet rundt en stor ball. Vi vil legge merke til at på hvert punkt i rommet rundt et elektrifisert legeme, blir det funnet en kraft som virker på testkulen. Det faktum at det eksisterer observeres av avviket til kuletråden. Når ballen beveger seg bort fra testkulen, avviker kulen på tråden mindre, derfor blir kraften som virker på den mindre og mindre (ved trådens avviksvinkel fra likevektsposisjonen).
Så på hvert punkt i rommet rundt elektrifiserte eller magnetiserte legemer er det et såkalt kraftfelt som kan påvirke andre legemer.
Et elektrisk felt er en spesiell type materie skapt av en elektrisk hvilende ladning og som virker med en viss kraft på en fri ladning plassert i dette feltet.
Feltegenskaper:
1. Det er materiell, siden det virker på materielle gjenstander (en lett fri kropp - en erme).
2. Det er ekte, da det eksisterer overalt og til og med i et vakuum (luftfritt rom) og uavhengig av en person.
3. Usynlig og påvirker ikke de menneskelige sansene.
4. Har ikke en bestemt størrelse, kant, form.
5. Opptar all plass rundt en gitt ladet kropp.
6. Når du beveger deg bort fra ladningen, svekkes feltet.
7. Har energi.
8. For elektriske felt er to prinsipper iboende: uavhengighetsprinsippet (hvis det er flere felt, så eksisterer hvert felt uavhengig av det andre), superposisjonsprinsippet (superposisjon) - feltene forvrenger ikke hverandre.
9. Det er omtrent en ladet kropp, partikler. Hver ladet kropp har sitt eget elektriske felt rundt seg.
10. Et felt oppdages ved virkningen av en viss kraft på et fritt hengende ladet legeme, denne kraften kalles elektrisk.
§ 3 Elektriske feltlinjer
For å grafisk representere feltet og finne ut forplantningsretningen, er det nødvendig å bruke feltlinjemetoden.
For å gjøre dette, la oss gjøre et eksperiment.
La oss ta to metallkuler på plaststativ, samt en nål, også montert på stativ. Vi plasserer ballene i en avstand på 40-50 cm fra hverandre, og mellom dem - et stativ med en nål. Vi balanserer en tørr treflis på den. Som du kan se, har kulene forskjellige ladningstegn, vi vil se at splinten vil snu seg slik at den er på den rette linjen som forbinder kulene (se toppen av figuren).
Hvis vi plasserer en brikke i forskjellige posisjoner nær ballene (se fig.), legger vi merke til at den vil ta en posisjon på de mentalt tegnede bueformede linjene som forbinder ballene; slik ser de elektriske feltlinjene ut.
La oss demonstrere en interessant sak: det er siktede kropper. Vi legger glass over dem, og hell finhakkede hår på overflaten av glasset. Under handlingen av feltet begynner de å orientere seg på en interessant måte, et "bilde" vises som viser plasseringen av kroppene. (se bildene nedenfor). Venstre og høyre er de orientert rundt positivt og negativt ladede partikler, og i den sentrale delen - rundt motsatt ladede kuler.
Kraftlinjene er avbildet som mer "hyppige" linjer der det finnes en større elektrisk ladning, og derav en stor elektrisk kraft når et gitt felt påføres en kropp. Modellen av kraftlinjer viser kraftens størrelse og retningen til feltet på partikler plassert i feltet.
Det er en enhet som du kan finne ut størrelsen og tegn på ladningen, som er viktig i elektriske fenomener. Dessuten er det elektriske feltet "koblet" til ladningen. Når ladningen beveger seg i den andre retningen, følger feltet den umiddelbart.
Liste over brukt litteratur:
- Fysikk. Karakter 8: Lærebok for utdanningsinstitusjoner / A.V. Peryshkin. – M.: Bustard, 2010.
- Fysikk 7-9. Lærebok. I.V. Krivchenko.
- Fysikk. Katalog. AV. Kabardin. - M.: AST-PRESS, 2010.
Egenskaper til et elektrisk felt 1. Finnes rundt ladede legemer 2. Usynlig, bestemt av handling og ved hjelp av instrumenter 3. Avbildet ved bruk av kraftlinjer 4. Linjene indikerer retningen til kraften som virker fra feltet på en positivt ladet partikkel plassert i den.
Regn ut ... Hvor mange overflødige elektroner finnes i en kropp med en ladning på 4,8 10-16 C? Identiske metallkuler med ladninger -7q og 11q ble brakt i kontakt og flyttet fra hverandre til samme avstand. Hva er ladningene til ballene? 3. Hvis kroppen mangler fem elektroner, hva er tegn- og ladningsmodulen på den?
Sjekk deg selv: 1. Identiske metallkuler med en ladning på 7e og 15e brakt i kontakt, deretter flyttet fra hverandre til samme avstand. Hva var ladningen til ballene? 2. Er det mulig å si at siktelsen til systemet er summen av siktelsen til de organene som inngår i dette systemet? 3. Hva heter prosessen som fører til at det oppstår ladninger på kroppen? 4. Hva er strukturen til Rutherfords atom?
5. Hvis kroppen er elektrisk nøytral, betyr det at den ikke inneholder elektriske ladninger? 5. Hvis kroppen er elektrisk nøytral, betyr det at den ikke inneholder elektriske ladninger? 6. Hvis antall ladninger i et lukket system har gått ned, betyr det at ladningen til hele systemet har gått ned? 7. Hvordan samhandler motsatte ladninger? 8. Hvor mange typer ladninger inneholder et gullatom? 9. Hva er strukturen til Thomson-atomet?
Arbeidet kan brukes til undervisning og rapporter om emnet "Filosofi"
I denne delen av nettstedet kan du laste ned ferdige presentasjoner om filosofi og filosofiske vitenskaper. Den ferdige presentasjonen om filosofi inneholder illustrasjoner, fotografier, diagrammer, tabeller og hovedoppgaver av emnet som studeres. En filosofipresentasjon er en god metode for å presentere komplekst materiale på en visuell måte. Vår samling klare presentasjoner i filosofi dekker alle filosofiske emner i utdanningsprosessen både på skolen og ved universitetet.