Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием.

Электрический заряд - это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q .

Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:

Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.

Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные - притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.

Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда .

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы - нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e .

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером . Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.

Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела - дискретная величина:

Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными . Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда. Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков - частиц с дробным зарядом и Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.

В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр ( или электроскоп) - прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 1.1.1). Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.

Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов. Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт французским физиком Шарлем Кулоном в 1785 г. В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора - крутильных весов (рис. 1.1.2), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью. Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка 10 -9 Н.

Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами .

Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:

Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. 1.1.3). Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой .

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).

Кулон - это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (Ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения .

Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:

Где - электрическая постоянная .

В системе СИ элементарный заряд e равен:

Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции:

Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Рис. 1.1.4 поясняет принцип суперпозиции на примере электростатического взаимодействия трех заряженных тел.

Принцип суперпозиции является фундаментальным законом природы. Однако, его применение требует определенной осторожности, в том случае, когда речь идет о взаимодействии заряженных тел конечных размеров (например, двух проводящих заряженных шаров 1 и 2). Если к системе из двух заряженных шаров поднсти третий заряженный шар, то взаимодействие между 1 и 2 изменится из-за перераспределения зарядов .

Принцип суперпозиции утверждает, что при заданном (фиксированном) распределении зарядов на всех телах силы электростатического взаимодействия между любыми двумя телами не зависят от наличия других заряженных тел.

1. Электризацией называют процесс сообщения телу электрического заряда.

2. От какого греческого слова происходит термин «электричество»?

2. От греческого слова «электрон», которое по-русски обозначает янтарь.

3. Одно или оба тела электризуются при трении?

3. При трении электризуются оба тела.

4. Какие два рода электрических зарядов существуют в природе? Из каких опытов следует, что их действительно два?

4. Существуют 2 вида заряда: «+» и «-». Опыты, свидетельствующие об этом: взаимодействие эбонитовой палочки, натёртой об мех с такой же эбонитовой палочкой и стеклянной палочкой, натёртой о шелк.

5. Сформулируйте правило, описывающее характер взаимодействия заряженных тел.

5. Одинаково заряженные тела отталкиваются, по-разному заряженные - притягиваются.

6. Кусочек дерева потерли о шелк. Какие заряды (по знаку) появились на кусочке дерева и какие на шелке?

6. На дереве появились заряды со знаком «+», на шелке - со знаком «-».

7. Как называется единица заряда?

7. Единица заряда в СИ называется кулон.

8. Выполнив экспериментальные задания, опишите опыты, изображенные на рисунке 6.

8. Эти опыты подробно описаны в учебнике (одноименные заряды отталкиваются, разноименные - притягиваются)

В результате опытов по электризации было установлено, что все вещества можно расположить в ряды, в которых предыдущее тело электризуется при трении о последующее тело положительно, а последующее при этом - отрицательно. Вот, например, один из таких рядов: кроличий мех, стекло, кварц, шерсть, шелк, хлопок, дерево, янтарь, каучук.

Все наэлектризованные тела приобретают свойство притягивать к себе другие тела, например листочки бумаги. По притяжению тел нельзя отличить электрический заряд стеклянной палочки, потертой о шелк, от заряда, полученного на эбонитовой палочке, потертой о мех. Ведь обе наэлектризованные палочки притягивают листочки бумаги.

Означает ли это, что заряды, полученные на телах, сделанных из различных веществ, ничем не отличаются друг от друга?

Обратимся к опытам. Наэлектризуем эбонитовую палочку, подвешенную на нити. Приблизим к ней другую такую же палочку, наэлектризованную трением о тот же кусочек меха. Палочки оттолкнутся (рис. 212). Поскольку палочки одинаковые и наэлектризовали их трением об одно и то же тело, можно сказать, что на них были заряды одного рода. Значит, тела, которым сообщены заряды одного рода, взаимно отталкиваются.

Теперь поднесем к наэлектризованной эбонитовой палочке стеклянную палочку, потертую о шелк. Мы увидим, что стеклянная и эбонитовая палочки взаимно притягиваются (рис. 213). Следовательно, заряд, полученный на стекле, потертом о шелк, другого рода, чем на эбоните , потертом о мех. Значит, существует два рода электрических зарядов.

Будем приближать к подвешенной наэлектризованной эбонитовой палочке другие наэлектризованные тела из различных веществ: резины, плексигласа, пластмассы, капрона. Мы увидим, что в одних случаях эбонитовая палочка отталкивается от поднесенных к ней тел, а в других - притягивается к ним. Если эбонитовая палочка оттолкнулась, значит, на поднесенном к ней теле заряд такого же рода, как и на ней. А заряд тех тел, к которым эбонитовая палочка притянулась, сходен с зарядом, полученным на стекле, потертом о шелк. Поэтому можно считать, что существует только два рода электрических зарядов.

Заряд, полученный на стекле, потертом о шелк (и на всех телах, где получается заряд такого же рода), назвали положительным, а заряд, полученный на янтаре (а также эбоните, сере, резине ), потертом о шерсть, назвали отрицательным.

Итак, опыты показали, что существует два рода электрических зарядов - положительные и отрицательные заряды и что наэлектризованные тела по-разному взаимодействуют друг с другом.

Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.

Вопросы. 1. Как взаимодействуют друг с другом две эбонитовые папочки, наэлектризованные трением о мех? 2. Как показать, что заряд, полученный на стекле; потертом о шелк, является зарядом другого рода, чем заряд эбонитовой палочки, потертой о шерсть? 3. Какие два рода электрических зарядов существуют в природе? Как их называют? 4. Как взаимодействуют тела, имеющие заряды одного знака? разного знака?

Задание.

Оберните круглый карандаш металлической бумагой (фольгой) и осторожно снимите с карандаша образовавшуюся гильзу. Подвесьте ее на шелковой или капроновой нити, как показано на рисунке 214. Коснитесь гильзы наэлектризованным телом, заряд которого известен. Затем наэлектризуйте другие тела и, поднося их к гильзе, определите знак их заряда.

Подвесив на двух нитях лёгкие шарики из фольги и коснувшись каждого из них стеклянной палочкой, потёртой о шёлк, можно увидеть, что шарики оттолкнутся дpуг от друга. Если потом коснуться одного шарика стеклянной палочкой, потёpтой о шёлк, а другого эбонитовой палочкой, потёpтoй о мех, то шарики притянутся дpуг к другу. Это означает, что стеклянная и эбонитовая палочки при трении приобретают заряды разных знаков , т.е. в природе существуют два рода электрических зарядов , имеющих противоположные знаки: положительный и отрицательный. Условились считать, что стеклянная палочка, потёртая о шёлк, приобретает положительный заряд , а эбонитовая палочка, потёртая о мех, приобретает отрицательный заряд .

Из описанного опыта также следует, что заряженные тела взаимодействуют друг с другом . Такое взаимодействие зарядов называют электрическим. При этом одноимённые заряды, т.е. заряды одного знака, отталкиваются друг от друга, а разноимённые заряды притягиваются друг к другу.

На явлении отталкивания одноимённо заряженных тел основано устройство электроскопа - прибора, позволяющего определить, заряжено ли данное тело, и электрометра , прибора, позволяющего оценить значение электрического заряда.

Если заряженным телом коснуться стержня электроскопа, то листочки электроскопа разойдутся, поскольку они приобретут заряд одного знака. То же произойдёт со стрелкой электрометра, если коснуться заряженным телом его стержня. При этом, чем больше заряд, тем на больший угол отклонится стрелка от стержня.

Из простых опытов следует, что сила взаимодействия между заряженными телами может быть больше или меньше в зависимости от величины приобретённого заряда. Таким образом, можно сказать, что электрический заряд, с одной стороны, характеризует способность тела к электрическому взаимодействию, а с другой стороны, является величиной, определяющей интенсивность этого взаимодействия.

Заряд обозначают буквой q , за единицу заряда принят кулон : [q ] = 1 Кл .

Если коснуться заряженной палочкой одного электрометра, а затем этот электрометр соединить металлическим стержнем с другим электрометром, то заряд, находящийся на первом электрометре, поделится между двумя электрометрами. Можно затем соединить электрометр с ещё несколькими электрометрами, и заряд будет делиться между ними. Таким образом, электрический заряд обладает свойством делимости . Пределом делимости заряда, т.е. наименьшим зарядом, существующим в природе, является заряд электрона . Заряд электрона отрицателен и равен 1,6*10 -19 Кл . Любой другой заряд кратен заряду электрона.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока:

Образовательные

• познакомить учащихся с новым физическим явлением электризации тел и его особенностями;
• доказать существование двух типов зарядов и объяснить их взаимодействие;
• раскрыть значение электризации для жизнедеятельности человека.

Развивающие

• продолжить формирование умений выдвигать гипотезу и проверять (или опровергать) ее экспериментально;
• развивать умения анализировать, делать выводы, обобщать;
• совершенствовать навык самообразовательной деятельности.

Воспитательные

• развивать коммуникативные способности, умение работать в группе;
• личные качества учащихся: организованность, внимание, аккуратность.

Здоровьесберегающие

• создание комфортного психологического климата на уроке;
• атмосферы сотрудничества: ученик-учитель, учитель-ученик, ученик-ученик.

Тип урока: урокизучения нового материала.

Форма организации учебной деятельности учащихся: коллективная, работа в группе, индивидуальная за партой и у доски.

Оборудование: компьютер, экран, оборудование для физического эксперимента, дидактические материалы.

План урока:

1. Организационный этап.
2. Актуализация знаний, выведение темы и цели урока через поиск ответа на проблемный вопрос и анализ материалов слайдов.
3. Изучение нового материала с использованием фронтального и демонстрационного экспериментов; через выдвижение гипотезы и ее экспериментальное доказательство, работу с дополнительным (историческим) материалом и выступлением учащегося на тему: «Вред и польза электризации».
4. Физминутка.
5. Закрепление материала. Фронтальный эксперимент. Работа в группах. Исследовательская деятельность. Выполнение теста.
6. Итог урока. Домашнее задание. Рефлексия.

Ход урока

I. Организационный этап.

(Самооценка готовности к уроку.)

II. Актуализация знаний, выведение цели урока.

Ребята, мы закончили с вами изучение большой главы «Тепловые явления».

Сегодня мы начинаем изучать новую большую главу.

Ну-ка отгадайте, о чем мы будем говорить в этой главе?

Оно несёт нам свет, тепло
Компьютер, видео включает
Комфортно с ним, но без него
Удобства мигом исчезают.

Ответ: электричество.

Слова «электричество» и «электрический ток» знакомы сейчас каждому человеку. И тема, к изучению которой мы приступаем очень важная. А как вы думаете, почему? (Электрический ток используется в наших домах, на транспорте, на заводах, фабриках, в сельском хозяйстве и т.д. И в природе есть электричество: молнии, полярные сияния, электрические рыбы и многие другие явления).

Слайды 1-4.

Чтобы понять, что собой представляет электрический ток, электричество, надо ознакомиться сначала с большим кругом явлений, называемых электрическими . Глава III так и называется «Электрические явления».

Сегодня на уроке мы изучим два вопроса из этой главы: «Электризация тел. Два рода зарядов».

Запишите тему урока в тетрадь.

Давайте определим цель нашего урока, какие вопросы мы рассмотрим на уроке? (Что такое электризация? Какими свойствами она обладает? Какие заряды существуют в природе? Пользу или вред приносит явление электризации?)

Слайд 5.

III. Изучение нового материала.

Наш урок проходит в преддверии Нового года. А в Новый год совершается много чудес.

Сегодня на уроке у меня тоже есть помощник для совершения чудес – это палочка,обыкновенная, из эбонита (обращаю внимание детей на запись на доске: эбонит-это каучук с примесью серы). Я попытаюсь с ее помощью совершить чудо. Попробую что-нибудь достать из этой красивой коробочки.

Не получается. Что же делать? (сказать заклинание)

Попробую. Крибли-Крабли-Бумс! Опять не получается…

А вспомните, что делал Алладин, когда доставал из лампы джина? (натирал лампу)

Попробую и я натереть свою палочку о шерстяную тряпочку.

Получилось. А палочка-то, оказывается, волшебная. После натирания она стала притягивать мелкие листочки бумаги, шерстинки, пушинки и даже тонкую струйку воды.

а) Фронтальный эксперимент. У вас на столах, ребята, есть пластмассовая линейка и лист бумаги. Проверьте, может линейка тоже волшебная? (натирают линейку о лист бумаги)

Да, к линейке после натирания прилипают легкие предметы.

Итак, какое интересное свойство тел мы увидели в проведенных опытах?

(тело после натирания притягивает другие тела)

Это «чудо», которое мы с вами наблюдали, имеет название – «электризация».

А про тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, физики говорят, что оно наэлектризовано или, что ему сообщен электрический заряд.

Эти свойства тел были замечены еще в глубокой древности, в VI век до н. э.

Послушаем легенду. Слайд 6

Дочь греческого философа Фалеса Милетского пряла шерсть янтарным веретеном. Как-то, уронив веретено в воду, девушка стала обтирать его краем своего шерстяного хитона и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок. Думая, что они прилипли к веретену, потому что оно все еще влажно, она принялась вытирать его еще сильнее. И что же? Шерстинок налипало тем больше, чем сильнее натиралось веретено. Девушка обратилась за разъяснением этого явления к отцу. Фалес понял, что причина в веществе, из которого сделано веретено, он накупил различных янтарных изделий и убедился, что все они, будучи натерты шерстяной материей, притягивают легкие предметы, подобно тому, как магнит притягивает железо.

«Янтарь» по-гречески – электрон, отсюда и произошли слова «электричество», «электрические явления», «электризация» (обращаю внимание детей на запись на доске: янтарь-это окаменевшая смола хвойных деревьев, живших миллионы лет назад; показываю бусы из янтаря).

Попробуем сформулировать, что же такое электризация?

Электризация – это процесс сообщения телу электрического заряда. Слайд 7

Сколько же тел участвуют в процессе электризации? (в электризации участвуют два тела)

У меня в руках другая волшебная палочка – стеклянная. Я подношу ее к кусочкам бумаги, ничего не наблюдаем. Натираю ее уже о шелк, снова подношу к кусочкам бумаги, шерстинкам и мы видим, что они притягиваются к палочке. Что мы можем сказать о палочке? (она наэлектризована или ей сообщен эл. заряд).

Про одно из тел мы можем сказать, что оно наэлектризовано, можно ли и про другое сказать, что оно наэлектризовано? Выдвигается гипотеза. Как проверить гипотезу? (Демонстрационный эксперимент)

Вывод: электризуются оба тела.

Запишите все выводы в тетрадь.

б) Два рода зарядов Слайд 8.

В 1733 году французский ботаник и физик Шарль Дюффе открыл два вида зарядов – заряды, полученные в результате трения двух смолистых веществ (он их назвал «смолистым электричеством») и заряды, полученные при трении стекла и слюды («стеклянное электричество»). А американский физик и политический деятель Бенжамин Франклин в 1778 году заменил термин «стеклянное электричество» на «положительное», «смоляное» на «отрицательное». Эти термины и прижились в науке.

Положительный заряд обозначают знаком «+», отрицательный знаком «-».

Слайд 9.

Стекло, потертое о шелк, заряжается положительным зарядом – «+»

Эбонит, потертый о шерсть, заряжается отрицательным зарядом – «-»

На доске и в тетрадях рисуем схему:

Исследуем, как ведут себя тела, заряженные разными зарядами; одинаковыми зарядами.

Опыты с султанами.

1. Тела, имеющие заряды одного рода, взаимно отталкиваются.

2. Тела, имеющие заряды разного рода, взаимно притягиваются.

Запишите выводы в тетрадь.

IV. Физминутка .

Подвигаемся немного (образуем пары).

Вы заряды положительные. Изобразите их взаимодействие.

Одни из вас заряд положительный, другой отрицательный. Изобразите их взаимодействие.

Вы заряды отрицательные. Изобразите их взаимодействие. Слайд 10.

Выступление ученика на тему: «Электризация полезна и вредна» Приложение 1 Слайды 11-12.

V. Закрепление

а) Фронтальный эксперимент.

1. У вас на столе лежат две полоски из полиэтилена и две полоски из бумаги. Положите на полоску из полиэтилена полоску из полиэтилена. Погладьте их тыльной стороной ладони. Попробуйте их развести, а затем медленно сближайте. Что вы наблюдаете? (отталкивание) Как зарядились полоски?

А теперь положите на полоску из бумаги полоску из полиэтилена. Погладьте их тыльной стороной ладони. Попробуйте их развести, а затем медленно сближайте. Что вы наблюдаете? (притяжение). Как зарядились полоски?

б) Исследовательская работа.

Выполняя работу, составьте план проведения эксперимента по определению знака заряда, проговорите друг другу порядок своих действий.

1-я группа. Определите знак заряда, получаемый на пластмассовой линейке, потертой о сухой лист бумаги. Необходимые приборы определите сами.

2-я группа. Имея в своем распоряжении пластмассовую расческу, эбонитовую палочку, султан, суконку определите знак заряда, получаемого на расческе при расчесывании волос.

3-я группа. Подвешенная к штативу на шелковой нити бабочка заряжена, но неизвестно каков знак ее заряда. Как, имея в своем распоряжении стеклянную палочку и кусок шелка, определить знак заряда на бабочке?

в) тест (выполняется на двойном листе, между листами вставлена копировальная бумага; верхний лист сдается, нижний остается у ученика для проверки и самооценки выполненной работы)

1. Как взаимодействуют заряженная палочка и бумажная гильза в случае а и в случае б?

1. Какой знак заряда имеет левый шар в случае а и в случае б?

1. Правильно ли изображены взаимодействия заряженных тел?

1. Висящие рядом бумажные гильзы наэлектризовали. После этого они расположились так, как показано на рисунке. Одинаковые или разные заряды получили гильзы?

Слайд 13

VI. Итог урока. Домашнее задание. Рефлексия.

(электризуем воздушные шарики-смайлики и прикрепляем их на стену над доской; дети выходят к доске и ставят плюс под выбранным смайликом.)

§25, 26. Выучить записи в тетради.

Задание на выбор:

1. Запишите примеры электризации, с которыми вы встретитесь дома.
2. Проведите эксперимент по электризации с имеющимися дома предметами.
3. Проведите исследовательскую работу по теме «Электризация тел» по плану:
   1. Цель исследования.
   2. Оборудование.
   3. Ход исследования.
   4. Выводы.

Результаты работы можно представить в виде презентации, описания или фотографий и т.п.

Интернет-ресурсы:

1. shi51.ucoz.ru/index/elektrizaciya_tel_8/0-58
2. wiki.edc.samara.ru/index.php/