Механізм електризації

Урок 3. Механізм електризації. Електроскоп

Мета:

Навчальна: ознайомити з способами електризації тіл; сформулювати закон

збереження електричного заряду; ввести поняття провідника та

діелектрика електричного заряду; ознайомити з будовою та принципом

дії електроскопа та електрометра; формувати  компетентності:

 -    соціальну  - прояву ініціативи, вміння спілкуватися, усвідомлення внесення своєї частки в спільну роботу роботу.

-         полікультурну – вміння застосовувати здобуті знання на практиці, розвивати вміння робити висновки.

-      самоосвітню – виробляти бажання до навчання, розвивати пам'ять, увагу, бажання організувати власну працю з метою досягнення нових знань.

-         комунікативну – вчитися умінню культурного спілкування в ході обговорення завдання.

-         інформаційну – вміння знаходити різну інформацію, аналізувати, систематизувати її,підвищувати інтелект.

 

Розвивальна.: спостережливість ,розвивати інтерес до фізики та експериментування.

Виховна: виховувати світогляд, культуру поведінки, мови; сприяти

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання:. навчальна презентація, ноутбук, мультимедійний проектор

 

Хід уроку:

І. Перевірка домашнього завдання.

Чергові перевіряють наявність виконаного домашнього завдання в зошиті.

 

 

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Пройдіть тест, щоб перевірити засвоєння попереднього матеріалу

https://create.kahoot.it/details/862cc2ef-306c-4d04-a080-770635bec881

Фронтальне опитування:

1. Чи правда, що електричне поле - це особливий вид матерії, до якої ми можемо доторкнутися?

2. Чи правда, що електричне поле існує в будь-якій точці простору, що оточує заряд.

3. Чи правда,що із віддаленням від заряду поле стає сильнішим?

4. Чи правда, що силові лінії електричного поля — це умовні лінії, вздовж дотичних до яких, на частинку діє сила?

5. Чи правда, що силові лінії напрямлені від "-" до "+"?

6. Чи правда, що щільність силових ліній залежить від того, наскільки сильним воно є?

7. Чи правда, що електричне поле не впливає на організм людини?

8. Чи правда, що за напрямком силових ліній можна визначити напрям дії поля на електричний заряд?

9. Чи правда, що поверхня Землі заряджена позитивно, а верхні шари атмосфери - негативно?

10. Чи правда, що електричне поле може існувати будь де, навіть у вакуумі?

 

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

На одному  целюлозно-паперовому комбінаті деякий час не могли встановити причину  численних поривів паперової стрічки, яка швидко рухалась. Були запрошені вчені, які пояснили, що причина крилася в електризації стрічки при її терті об валки.

Явище електризації спостерігали і ви неодноразово: електризація синтетичного одягу, волосся і ін.. Які ж існують способи

електризації тіл?

1. Електризація тертям.

Основною причиною електризації тертям є те, що при тісній контактній

взаємодії поверхонь двох тіл частина електронів переходить з одного тіла на

інше. В результаті на поверхні одного тіла виникає позитивний заряд

(нестача електронів), а на поверхні іншого – негативний (надлишок

електронів). Електрони починають переходити з одного тіла на інше в

результаті тісного контакту поверхонь тіл, тобто, коли відстань між окремими невеликими ділянками поверхні стає приблизно рівною відстані між атомами чи молекулами одного й того ж тіла. Лише за цієї умови можливе «захоплення» електронів одного тіла іншим. Тіло, яке віддало частину своїх електронів, буде заряджене позитивно, а тіло, яке їх одержало, — негативно.

Наприклад, при електризації ебонітової палички, електрони з хутра

переходять на паличку. В ній буде надлишок електронів (заряджена негативно), а у хутра – недостача (заряджене позитивно).

 

Причини переходу електронів з одного тіла на інше:

- через хаотичний рух вільних електронів;

- через різну силу притягання, що діє на електрони з боку ядер атомів різних

речовин.

2.Електризація без тертя.

Явище електризації буде відбуватись і без тертя, якщо поверхні тіл достатньо

сильно наблизити одна до одної.

Закон збереження електричного заряду

У результаті численних дослідів фізики з’ясували, що під час електризації

відбувається перерозподіл наявних електричних зарядів, а не створення нових.

Отже, виконується закон збереження електричного заряду:

Повний заряд електрично замкненої системи тіл залишається незмінним під час усіх взаємодій, які відбуваються в цій системі:

 

де q1, q2, ..., qn — заряди тіл, що створюють

електрично замкнену систему

(n — кількість таких тіл).

Під електрично замкненою системою розуміють таку систему

тіл, у яку не проникають заряджені частинки ззовні і, яка не втрачає

«власних» заряджених частинок.

 Провідники та діелектрики

Якщо спробувати наелектризувати тертям металевий стрижень, утримуючи його в руці, то виявиться, що це неможливо. Річ у тім, що метали – це речовини з багатьма вільними електронами, які легко переміщуються по всьому об’єму фізичного тіла. Такі речовини прийнято називати провідниками. Усі метали, ґрунт, розчини солей і кислот у воді, графіт,

йонізовані гази - добрі провідники електрики. Тіло людини також є провідником.

Діелектрики (ізолятори) — це речовини, у яких вільні заряджені частинки практично відсутні.

 

Технічний прийом, який дозволяє розрядити будь-яке заряджене тіло шляхом з’єднання цього тіла провідником із землею, називають заземленням.

Для того, щоб надати заряд провіднику, або зберегти на ньому заряд, заземлення слід уникати. Для цього використовують тіла, виготовлені з діелектриків. Оскільки у діелектриків вільні електрони практично відсутні тому, якщо між землею і зарядженим тілом поставити перешкоду у вигляді ізолятора, то вільні електрони не зможуть покинути провідник ( або потрапити на нього) і провідник  залишиться зарядженим.

Скло, оргскло, ебоніт, бурштин, гума, папір, гас, сухе повітря, дистильована вода - діелектрики.

3. Електризація через вплив

Електризація через вплив

 

 

Унаслідок дії електричного поля негативно зарядженої палички вільні електрони перерозподіляються по всій  поверхні металевої сфери.  Оскільки електрони мають негативний заряд, то вони відштовхуються від негативно зарядженої палички. У результаті кількість електронів стане надлишковою на віддаленій від палички частині сфери і недостатньою — на ближчій.
При дотику до сфери рукою певна кількість вільних електронів перейде зі сфери на тіло дослідника. Отже, на сфері виникає нестача електронів, і вона стає позитивно зарядженою.
Описаний процес називають електризацією через вплив.

Прикладом електризації через вплив є притягування електрично нейтральних папірців зарядженим гребінцем. Це відповідь на запитання, поставлене на початку уроку.

 

4. Електроскоп та електрометр

 

1 — індикатор (паперові смужки); 2 — металевий стрижень; 3 — корпус; 4 — діелектрик; 5 — кондуктор.

Для виявлення і вимірювання електричного заряду можна застосовувати електрометр.

Електрометр обов’язково має металевий корпус, шкалу, завдяки якій можна точніше оцінити значення переданого на електрометр заряду, та легку металеву стрілку (замість паперових смужок).

Перший електроскоп був побудований у 1745 році академіком Петербурської

академії наук Георгом Вільгельмом Ріхманом.

Принцип дії електроскопу ґрунтується на відштовхуванні однойменно

заряджених тіл. Кут між смужками залежить від значення одержаного ними

заряду. Цей кут тим більший, чим більший одержаний заряд.

Прилад, у конструкцію якого доданострілку і шкалу для оцінювання

електричного заряду, називають електрометром.

 

IV. Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 1. Три краплі речовини мають електричні заряди +3q, +5q та –4q. Краплі по черзі зливаються в одну. Який заряд має новоутворена крапля ?

Дано:

q₁= 3q

q₂= 5q

q₃= -4q

 q₁₂₃-?

 

Розв'язання:

При злитті першої та другої краплі, новоутворена крапля,

згідно закону збереження заряду, матиме заряд:

q₁₂= q₁+q₂ = 3q+5q = 8q.

При наступному злитті з третьою краплею заряд краплі

становитиме:

q₁₂₃= q₁₂+q₃= 8q+( –4q) = 4q.

 

Задача 2. Дві однакові провідні кульки мають електричні заряди +4q і – 5q

відповідно. Який електричний заряд буде в кожної з них після дотику

кульок?

Дано:

q₁=4q

q₂= -5q

q - ?

Після дотику заради будуть однакові: q= = -0,5q

V. Підсумок уроку.

Дайте відповіді на запитання:

1. Що нового ви дізналися на уроці?

2. Які способи електризації тіл ви знаєте?

3. Скільки тіл беруть участь в електризації ?

4. Яка будова електроскопа? Для чого його використовують?

5. Від чого залежить кут між смужками електроскопа?

6. Сформулюйте закон збереження електричного заряду.

7. Серед наведених речовин виберіть речовину, що є провідником.

8. Серед наведених речовин виберіть речовину, що є діелектриком

VI. Домашнє завдання.

Опрацювати 21, вправа 21 (1- 3)

 

Джерела:

1.Фізика : підруч. для 8 кл. загальноосвіт. навч. закл. / [В. Г. Бар’яхтар Я. Божинова, С. О. Довгий, О. О. Кірюхіна] ; за ред. В. Г. Бар’яхтара О. Довгого. — X. : Вид-во «Ранок», 2016. — 240 с. : іл., фот.

2.Фізика : підруч. для 8 кл. загальноосвіт. навч. закладів / Т. М. Засєкіна, Д. О. Засєкін. — К. : УОВЦ «Оріон», 2016. — 256 с.

3.https://www.fizikanova.com.u

4.https://sites.google.com/site/newphysicsua/ucenikam/%D1%84%D1%96%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0/8-%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81/%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%B9-%D0%B7%D0%B0%D1%80%D1%8F%D0%B4-%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0-%D0%B2%D0%B7%D0%B0%D1%94%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D1%96%D1%8F