Электрический заряд. Закон Кулона
q ′ 1 = q ′ 2 = | q 1 ± q 2 | 2 . .
F K 1 = k q 5 q r 2 . . = 5 k q 2 r 2 . .
q ′ = 5 q + q 2 . . = 3 q
F K 2 = k 3 q 3 q r 2 . . = 9 k q 2 r 2 . .
F K 2 F K 1 . . = 9 k q 2 r 2 . . · r 2 5 k q 2 . . = 9 5 . . = 1 , 8
Точечный отрицательный заряд q помещён слева от неподвижных положительно заряженных шариков (см. рисунок). Куда направлена равнодействующая кулоновских сил, действующих на заряд q?
- Вспомнить, как взаимодействуют разноименные заряды.
- Установить взаимодействие заряда с каждым из шариков.
- Выяснить, куда будет направлена равнодействующая сила, действующая на заряд со стороны заряженных шариков.
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить
В треугольнике АВС угол С – прямой. В вершине А находится точечный заряд Q. Он действует с силой 2,5·10 –8 Н на точечный заряд q, помещённый в вершину С. Если заряд q перенести в вершину В, то заряды будут взаимодействовать с силой 9,0·10 –9 Н. Найдите отношение AC/BC.
Урок физики в 8-м классе "Электризация тел. Два рода электрического заряда"
Оборудование: электроскоп, электрометры, гильза из фольги на подставке стеклянная и эбонитовая палочки, кусок меха и щелка, полиэтилен, бумага, телевизор, видеомагнитофон.
- Организационный момент.
- Запись домашнего задания: § 25, 26, 27. Заполнить таблицу.
- Объяснение нового материала:
- Первичный контроль.
- Закрепление изученного материала.
- Подведение итогов. Выставление оценок.
Ход урока
“Отыщи всему начало и ты многое поймёшь”. (Козьма Прутков.)
1 ученик: Представьте себе такую сцену:
В Древней Греции, в красивом городе Милете жил философ Фалес. И, вот однажды вечером к нему подходит его любимая дочь. Объясни, почему у меня путаются нити, когда я работаю с янтарным веретеном, к пряже прилипают пыль, соломинки. Это очень не удобно.
Фалес берет веретено, потирает его и видит маленькие искорки.
2 ученик: Правду говорят: “Гром не грянет — мужик не перекрестится”. А какой же гром без молнии? Сколько же миллионов раз должна сверкнуть молния, чтобы мужик, перекрестившись, наконец-то задумался: а что же это такое?
Учитель: Между натертым янтарным веретеном, притягивающим предметы, и молнией, казалось бы ничего общего. А ведь все это —ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Почему происходят эти явления? В чем суть этих явлений? Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем и ближайших уроках.
В тетрадях записываем дату, классная работа, тема урока.
Электрические явления
Каждый из вас, к концу урока должен научиться объяснить, что такое электрический заряд и электризация, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела, и как устроен простейший прибор электроскоп.
Рассмотрим сначала происхождение термина “электричество”
История развития электричества начинается с Фалеса Милетского. Вначале, свойство притягивать мелкие предметы приписывалось только янтарю (окаменевшая смола хвойных деревьев). От названия которого произошло слово электричество, т.к греч. elektron—янтарь. (запись на доске)
3 ученик: Лишь в конце XVI века и начале XVII века вспомнили об этом открытии. Английский врач и естествоиспытатель Ульям Гильберт(1544—1603) выяснил, что при трении могут электризоваться многие вещества. Он был одним из первых ученых, утвердивших опыт, эксперимент как основу исследования.
Научное исследование электрических явлений началось в книге Гильберта, которому и принадлежит и термин “электричество”. Гильберт кропотливо исследовал множество самых различных тел и построил для этой цели специальный электрический указатель, который он описывает таким образом: “Сделай себе из любого металла стрелку длиной три или четыре дюйма, достаточно подвижную на своей игле, наподобие магнитного указателя”. С помощью этого указателя, прототипа современных электроскопов, Гильберт установил, что способностью притягивать обладают многие тела, “не только созданные природой, но и искусственно приготовленные”. Он показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и многие другие вещества: алмаз, сапфир, сургуч и что притягивают они не только соломинки, но и металлы, дерево, листья, камешки, комки земли и даже воду и масло. Однако он нашел, что многие тела “не притягиваются и не возбуждаются никакими натираниями”. К числу их относится ряд драгоценных камней и металлы: “серебро, золото, медь, железо, также любой магнит”. Тела обнаруживающие способность притяжения, Гильберт назвал электрическими, тела не обладающие такой способностью, — неэлектрическими.
Учитель: Если кусочек янтаря потереть о шерсть или стеклянную палочку — о бумагу или шелк, то можно услышать легкий треск, в темноте искорки, а сама палочка приобретает способность притягивать к себе мелкие предметы
Про тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, говорят что оно наэлектризовано или что ему сообщили электрический заряд.
Опыт 1. Давайте наэлектризуем расческу о сухие волосы
По притяжению тел друг к другу можно судить, сообщен ли телам электрический заряд Существуют приборы при помощи которых можно судить о наэлектризованности тел — электроскоп (электрон – наблюдаю)
Электроскопом называют физический прибор, который используют для обнаружения у тела электрического заряда.
Электроскоп имеет цилиндрический корпус в который проходит металлический стержень, изолированный от корпуса пластмассовой пробкой. На одном конце стержня находится металлический шарик, а на другом ? два подвижных лепестка.
При соприкосновении заряженного тела с шариком электроскопа, его лепестки отклоняются на некоторый угол, зависящий от величины заряда, чем больше заряд электроскопа, тем больше сила отталкивания листочков. Аналогично устроен электрометр, в нем легкая стрелочка отталкивается от стержня.
Чтобы разрядить электроскоп можно просто дотронуться до него рукой. Можно это сделать , например железной или медной проволокой, но по стеклянной или эбонитовой палочке заряды не уйдут в землю.
Электризация может происходить несколькими способами:
Электрическими опытами занимался и Ньютон, который наблюдал электрическую пляску кусочков бумаги, помещенных под стеклом, положенным на металлическое кольцо. При натирании стекла бумажки притягивались к нему, затем отскакивали , вновь притягивались и т.д. Эти опыты Ньютон проводил еще в 1675 г.
2. УДАРОМ (резиновый шланг резко ударить о массивный предмет и поднести к электроскопу)
Гильберт указывает, как производится электризация трением: “Их натирают телами, которые не портят их поверхность и наводят блеск, например, жестким шелком, грубым немарким сукном и сухой ладонью. Трут так же янтарь о янтарь, об алмаз, о стекло и многое другое. Так обрабатываются электрические тела”.
Тела трут друг о друга, чтобы увеличить площадь их соприкосновения.
Опыт 2. Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и сильно прижмите полоски рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их друг к другу.
Вывод: тела можно наэлектризовать ___трением___________.
В электризации участвуют всегда ____два_______ тела.
электризуются после разделения_____оба_____ тела.
- Один из видов электризации — это трение тел.
- При этом участвуют всегда два (или больше) тела.
- Электризуются оба тела.
Как вы заметили, в электризации всегда участвуют два тела: янтарь с мехом; стекло с шелком и т.д. При этом электризуются оба тела.
4 ученик: Электризация наблюдается также при трении жидкостей о металлы в процессе течения, а также разбрызгивания при ударе. Впервые электризация жидкости при дроблении была замечена у водопадов в Швейцарии в 1786 году. С 1913 года явление получило название баллоэлектрического эффекта.
Покоритель Джомолунгмы Н. Тенсинг в 1953 году в районе южного седла этой горной вершины на высоте 7,9 км над уровнем моря при 30 0 С и сухом ветре до 25 м/с наблюдал сильную электризацию обледеневших брезентовых палаток, вставленных одна в другую. Пространство между палатками было наполнено многочисленными электрическими искрами. Движение лавин в горах в безлунные ночи иногда сопровождается зеленовато-желтым свечением, благодаря чему лавины становятся видимыми.
Все наэлектризованные тела притягивают к себе другие тела, например листочки бумаги. По притяжению нельзя отличить электрический заряд стеклянной палочки, потертой о шелк, от заряда полученной от эбонитовой палочки, потертой о мех. Ведь обе наэлектризованные палочки притягивают к себе кусочки бумаги.
5 ученик: Шарль Дюфэ (1698—1739) установил два рода электрических взаимодействий: притяжение и отталкивание. Сначала он установил, что “наэлектризованные тела притягивают ненаэлектризованные и сейчас же их отталкивают, как только они наэлектризуются вследствие соседства или соприкосновения с наэлектризованными телами”. В дальнейшем он открыл “другой принцип, более общий и более замечательный, чем предыдущие”. “Этот принцип, — продолжает Дюфэ, — состоит в том, что существует электричество двух родов, в высокой степени отличной один от другого : один род я называю “стеклянным” электричеством, другой —“смоляным”…Особенность этих двух родов электричества: отталкивать однородное с ним и притягивать противоположное. Так, например, тело, наэлектризованное стеклянным электричеством, отталкивает все тела со стеклянным электричеством, и, обратно, оно притягивает тела со смоляным электричеством. Точно так же смоляное отталкивает смоляное и притягивает стеклянное”.
Этот закон был опубликован Дюфэ в Мемуарах Парижской Академии наук за 1733 г.
Учитель : Итак, электрический заряд ? это мера свойств заряженных тел взаимодействовать друг с другом.
Какие виды взаимодействия вы знаете? (притяжение и отталкивание)
Условно заряды назвали положительный (на стекле потертым о шелк) и отрицательным (на янтаре, эбоните, сере, резине потертых о шерсть).
Положительный заряд в физике обозначается +q или q
Отрицательный заряд — -q
6 ученик: Представление о положительном и отрицательном зарядах, было введено в 1747 году Франклином. Эбонитовая палочка от электризации о шерсть и мех заряжается отрицательно, потому что отрицательным назвал заряд, образующийся на каучуковой палочке В.Франклин. А эбонит это каучук с большой примесью серы. Заряд, который образуется на стеклянной палочке, потертой о шелк, Франклин назвал положительным. Но во времена Франклина существовал только натуральный шелк и натуральный мех. Сегодня порой трудно бывает отличить натуральный шелк и мех от искусственного. Даже разные сорта бумаги электризуют эбонит по разному. Эбонит приобретает отрицательный заряд от соприкосновения с шерстью (мехом) и капроном, но положительный от соприкосновения с полиэтиленом.
Учитель: Давайте посмотрим как взаимодействуют заряженные тела
Видеодемонстрация.
Итак, тела, имеющие электрические заряды одного знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются. (см. опорный конспект)
По способности проводить электрические заряды все тела делятся на проводники и непроводники (диэлектрики).
Откройте учебник на стр.62-63, найдите определение проводников и диэлектриков.
Проводники: металлы, почва, водные растворы или расплавы электролитов.
Диэлектрики: Пластмассы, воздух, газы, стекло, резина, шелк, фарфор, керосин, капрон и т.д.
Какие тела называются изоляторами
Тела изготовленные из диэлектриков называются — изоляторами
Первичный контроль: Сейчас мы выполним небольшое тестовое задание, которое проверите сами друг у друга и сразу поставите оценки. На выполнение дается пять минут.
Вариант 1
- положительно
- отрицательно.
- положительно;
- отрицательно.
3. Три пары легких шариков подвешены па нитях. Какая пара шариков не заряжена?
- 1;
- 2;
- 3.
- 1;
- 2;
- 3.
- 1;
- 2;
- 3.
Вариант 2.
- положительно;
- отрицательно.
- положительно;
- отрицательно.
3. Три пары легких шариков подвешены на нитях. Какая пара шариков имеет одноименные заряды?
- 1;
- 2;
- 3.
- 1;
- 2;
- 3.
- 1;
- 2;
- 3.
Ответы:
1 вариант АБАВБ
2 вариант ББАВБ
- О каком физическом явлении (понятии, законе) в ней говориться?
- Каков физический смысл пословицы? Верна ли она с точки зрения физики?
- В чем житейский смысл этой пословицы?
ПОСЛОВИЦЫ
Как соломинка и янтарь (персидская)
Что шелкова ленточка, к стене льнет (русская)
- Какие меры предосторожности надо принять, чтобы при переливании бензина из одной цистерны в другую он не воспламенился? (Во время перевозки и при переливании бензин электризуется, может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют).
- Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны? (Потому, что железнодорожная цистерна заземлена через колеса рельса)
- Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно? (Может, в зависимости от того, чем ее натирают)
- Если вынуть один капроновый чулок из другого и держать каждый в руке на воздухе, то они расширяются. Почему? (При трении чулки электризуются. Одноименные заряды отталкиваются. Поэтому поверхность чулка раздувается.)
Электрические заряды выполняют так много полезных дел, что всех их и не перечислить.
Например, копчение это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают продуктам особый вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а к отрицательным электродам подсоединяют, например, тушки рыбы. Заряженные частицы дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются. Весь процесс электрокопчения продолжается несколько минут.
Итог урока. Выставление оценок
И в конце урока хочу прочитать стихотворение шотландского поэта XVIII в. Роберта Бернса:
Зачем одевают кольцо золотое
На палец, когда обручаются двое?—
Меня любопытная дева спросила.
Не став пред вопросом в тупик,
Ответил я так собеседнице милой:
Владеет любовь электрической силой,
А золото — проводник!
Билет № 8
По-гречески электрон – это янтарь. Древнегреческие учёные заметили, что если потереть янтарь о шерсть, то он начнёт притягивать к себе различные предметы.
Опыт: Если потереть стеклянную палочку о лист бумаги, а затем поднести ее к мелко нарезанным листочкам бумаги, то они начнут притягиваться к стеклянной палочке.
Наблюдаемые явления в начале XVII в. Были названы электрическими. Стали говорить, что тело, получившее после натирания способность притягивать другие тела, наэлектризовано или, что ему сообщен электрический заряд.
Электризоваться могут различные вещества. Электризация происходит при соприкосновении тел. Про тело после натирания говорят – оно наэлектризовано или имеет заряд. Электрический заряд можно передавать от одного тела к другому. Все наэлектризованные тела притягивают к себе кусочки бумаги.
*На явлении электризации тел при соприкосновении основан принцип работы ксероксов.
Существует два рода эл. заряда: положительный и отрицательный. Потёртое о щёлк тело получает отрицательный заряд, а шёлк – положительный. Одноимёно-заряженные тела отталкиваются, а розноимёно-заряженные тела притягиваются.
Все тела можно разделить на проводники, полупроводники и диэлектрики.
Проводники – это вещества, которые проводят электрический заряд (металлические, человеческие, животные тела и растворы солей).
Диэлектрики – это вещества, которые не проводят электрический заряд (резина, дерево, стекло, пластмасса, бумага, ткани, керосин, воздух).
Приборы для измерения электрического заряда: электроскоп, электрометр.
Пространство вокруг заряженного тела отличается от пространства вокруг незаряженного тела. Вокруг заряженного тела существует электрическое поле. Электрическое поле – материально. Вблизи заряженных тел действие поле сильнее, при удалении оно ослабевает.
Электрическая сила – это сила, с которой электрическое поле действует на внесённый в него электрический заряд.
Силовые линии – это линии, касательная к которым показывает направление силы, с которой эл. поле действует на заряд, помещённый в данную точку поля.
Конспект урока по физике 8 класс "Электроскоп. Электрическое поле"
· Образовательные: П ознакомить детей с новыми приборами и их назначениями; дать понятие проводников и непроводников электричества; объяснить взаимодействие заряженных тел наличием электрического поля вокруг каждого из них.
· Воспитательные: В оспитание дисциплинированности, аккуратности записи в тетради, внимательности; формирование научного мировоззрения.
· Развивающие: Развитие умения правильно говорить, развитие памяти и мышления.
Тип урока: Комбинированный.
Методы: Фронтальный опрос, беседа, демонстрации.
Формируемые умения: Наблюдать, сравнивать, анализировать, обобщать.
Оборудование : Электроскоп, электрометр, стеклянная и эбонитовая палочки, кусок меха, бумага, гильза из фольги и штатив с лапкой.
План урока:
- Организационный момент — 5 мин.
- Проверка знаний: опрос — 9 мин.
- Изучение нового материала — 20 мин.
- Физ. минутка – 3 мин.
- Закрепление полученных знаний — 5 мин.
- Подведение итогов урока — 3 мин.
Организационный момент.
Со звонком, последнего кто зашел, прошу, что бы он закрыл дверь. Жду когда ученики успокоятся, затем говорю: «Здравствуйте, садитесь». «На прошлом уроке мы с вами писали работу над ошибками к контрольной работе на тему «Изменение агрегатных состояний веществ» . Провожу анализ выполненной работы. «Дома вы самостоятельно приступили к изучению нового раздела «Электрические явления» и прочитали об электризации тел и взаимодействии заряженных тел. Сегодня мы с вами на уроке подытожим ваши знания и познакомимся с новыми приборами и понятием электрического поля».
«Откроем дневнички и запишем домашнее задание (написано на доске)» . Пока ученики записываю я прохожу и смотрю все ли это делают.
Д/З: §27, 28, письменно ответить на вопросы.
Отмечаю присутствующих. Ученики повторяют домашнее задание.