Электроскоп. Проводники и диэлектрики. Делимость электрических зарядов. Электрон
Материалы к уроку
Конспект урока
Простейший прибор для обнаружения электрических зарядов называется электроскоп. Давайте рассмотрим его внимательно.
Это металлический стержень, на одном конце которого находится металлический шарик, на другом – при помощи скобочки прикреплены два легких лепесточка папиросной бумаги. Стержень закрепляется в прозрачном корпусе металлического кожуха, соблюдая изоляцию от металла. На нижнем конце стержня свободно висят бумажные лепесточки: зарядов никаких нет. При помощи электроскопа мы можем обнаружить электрические заряды, еще никак не измеряя их. Давайте проделаем некоторые опыты с электроскопом.
Проведем опыт 1.
Поднесем к металлическому шарику ( не касаясь) заряженную эбонитовую палочку. Электрическое поле заставит отрицательные заряды убежать на другой конец стержня. Лепесточки, зарядившись одноименными зарядами, оттолкнутся и разойдутся на некоторый угол. И мы «увидим» наличие отрицательных зарядов на заряженной палочке по углу отклонения. Если угол маленький – заряд небольшой, если угол расхождения побольше, то и заряд больше. Когда мы уберем палочку, то заряды равномерно распределятся по всему объему проводника и лепесточки опадут: зарядов нет.
Опыт 2.
Теперь поднесем (не касаясь) заряженную стеклянную палочку. Электрическим полем отрицательные заряды приблизятся к шарику, а на конце стержня будет ощущаться нехватка отрицательных зарядов. И одноименные положительные заряды, которые получили лепесточки, заставят их разойтись на некоторый угол. И мы вновь можем «увидеть» положительные заряды стеклянной палочки.
Если не касаться палочкой металлического шарика, то лепесточки расходятся на какой-то угол, пока мы палочку держим рядом. Как только мы уберем палочку, так лепесточки опадают, показывая, что на них нет зарядов.
Опыт 3.
Поднесем заряженную эбонитовую палочку и коснемся металлического шарика. Отрицательные заряды, полученные шариком, отталкиваясь друг от друга, распределяться по всему металлическому стержню. Лепесточки получат одноименные отрицательные заряды и разойдутся на некоторый угол. Палочку мы убираем, а угол между лепесточками остается, потому что заряд отрицательный остался на стержне.
Разрядим электроскоп, коснувшись рукой шарика. И перейдем к следующему опыту.
Опыт 4.
Теперь поднесем заряженную стеклянную палочку и коснемся шарика. Положительный заряд будет передан шарику. Палочку убираем и видим, что лепесточки разошлись на некоторый угол. И этот угол остается некоторое время постоянным. Почему? А потому, что положительный заряд, полученный шариком, распределился по всему стержню (одноименные заряды отталкиваются). И лепесточки то же получают одноименные положительные заряды и расходятся на некоторый угол. Так как заряд теперь находится на стержне, то угол расхождения некоторое время будет оставаться таким же. Однако, если мы будем наблюдать длительное время, то угол расхождения будет уменьшаться, потому что влажность воздуха и естественное излучение фона способствует разрядке устройства ( во время опытов надо стремиться, чтобы все было сухое, в том числе и руки).
Опыт 5.
продемонстрируем электрометр – прибор, который в отличие электроскопа, может дать количественное сравнение зарядов, потому что у него есть стрелка и нанесены деления.
На приборе, поднося, а потом и касаясь металлического шарика (или сферы). если сообщаем заряд в два раза больше, то и угол отклонения увеличивается в два раза.
Опыт 6.
Теперь берем два электрометра и ставим их рядом. Заряжаем один из электрометров, коснувшись заряженной эбонитовой (или стеклянной) палочкой. Затем соединяем первый электрометр со вторым деревянной линейкой, потом пластмассовой, потом стеклянной и говорим, что никакого изменения в отклонении стрелки нет
Вывод: эти вещества не передают электрических зарядов ( ни отрицательных, ни положительных). Такие вещества называются непроводниками или изоляторами.
Опыт 7.
Зарядим первый электрометр, коснувшись заряженной эбонитовой
(или стеклянной) палочкой. Стрелка отклонится на некоторый угол. Теперь будем соединять первый электрометр со вторым металлическим проводником с пластмассовой изоляционной ручкой. Видим, что часть зарядов перешла с первого электрометра на второй. На первом электрометре стрелка - показывает уменьшение делений отклонения, а на втором - увеличение.
Вывод: металлические стержни передают электрические заряды (как отрицательные, так и положительные).Такие вещества называются проводниками.
Опыт 8.
Зарядим первый электроскоп, коснувшись заряженной эбонитовой палочкой. Надо повторить это несколько раз, добившись максимального отклонения. Пусть мы добились отклонения на 8 делений. Теперь соединим металлическим стержнем (держим за пластмассовую ручку). Отмечаем, что теперь часть зарядов перешла на второй электрометр.
Отмечаем, что на первом было 8 делений, теперь 4, на втором было 0, теперь – 4. Заряд разделился пополам. Касаемся рукой второго электрометра. Через нас заряды уходят на землю.
Повторяем опыт, соединяя первый со вторым. Отмечаем, что на первом было 4, теперь 2 , на втором было 0, теперь 2. Опять пополам разделились заряды.
Сделаем вывод: заряды можно делить! До каких пор можно делить заряды?
Английский физик Томсон ответил: делить можно до самого маленького заряда. И самый маленький отрицательный заряд имеет электрон (Томсон это на опыте доказал). Заряд электрона = - 1,6*10-19Кл). Так была открыта первая элементарная частица, отвечающая за электрические явления. И масса электрона была измерена. Она равнялась 9,1* 10-31 кг.
Это металлический стержень, на одном конце которого находится металлический шарик, на другом – при помощи скобочки прикреплены два легких лепесточка папиросной бумаги. Стержень закрепляется в прозрачном корпусе металлического кожуха, соблюдая изоляцию от металла. На нижнем конце стержня свободно висят бумажные лепесточки: зарядов никаких нет. При помощи электроскопа мы можем обнаружить электрические заряды, еще никак не измеряя их. Давайте проделаем некоторые опыты с электроскопом.
Проведем опыт 1.
Поднесем к металлическому шарику ( не касаясь) заряженную эбонитовую палочку. Электрическое поле заставит отрицательные заряды убежать на другой конец стержня. Лепесточки, зарядившись одноименными зарядами, оттолкнутся и разойдутся на некоторый угол. И мы «увидим» наличие отрицательных зарядов на заряженной палочке по углу отклонения. Если угол маленький – заряд небольшой, если угол расхождения побольше, то и заряд больше. Когда мы уберем палочку, то заряды равномерно распределятся по всему объему проводника и лепесточки опадут: зарядов нет.
Опыт 2.
Теперь поднесем (не касаясь) заряженную стеклянную палочку. Электрическим полем отрицательные заряды приблизятся к шарику, а на конце стержня будет ощущаться нехватка отрицательных зарядов. И одноименные положительные заряды, которые получили лепесточки, заставят их разойтись на некоторый угол. И мы вновь можем «увидеть» положительные заряды стеклянной палочки.
Если не касаться палочкой металлического шарика, то лепесточки расходятся на какой-то угол, пока мы палочку держим рядом. Как только мы уберем палочку, так лепесточки опадают, показывая, что на них нет зарядов.
Опыт 3.
Поднесем заряженную эбонитовую палочку и коснемся металлического шарика. Отрицательные заряды, полученные шариком, отталкиваясь друг от друга, распределяться по всему металлическому стержню. Лепесточки получат одноименные отрицательные заряды и разойдутся на некоторый угол. Палочку мы убираем, а угол между лепесточками остается, потому что заряд отрицательный остался на стержне.
Разрядим электроскоп, коснувшись рукой шарика. И перейдем к следующему опыту.
Опыт 4.
Теперь поднесем заряженную стеклянную палочку и коснемся шарика. Положительный заряд будет передан шарику. Палочку убираем и видим, что лепесточки разошлись на некоторый угол. И этот угол остается некоторое время постоянным. Почему? А потому, что положительный заряд, полученный шариком, распределился по всему стержню (одноименные заряды отталкиваются). И лепесточки то же получают одноименные положительные заряды и расходятся на некоторый угол. Так как заряд теперь находится на стержне, то угол расхождения некоторое время будет оставаться таким же. Однако, если мы будем наблюдать длительное время, то угол расхождения будет уменьшаться, потому что влажность воздуха и естественное излучение фона способствует разрядке устройства ( во время опытов надо стремиться, чтобы все было сухое, в том числе и руки).
Опыт 5.
продемонстрируем электрометр – прибор, который в отличие электроскопа, может дать количественное сравнение зарядов, потому что у него есть стрелка и нанесены деления.
На приборе, поднося, а потом и касаясь металлического шарика (или сферы). если сообщаем заряд в два раза больше, то и угол отклонения увеличивается в два раза.
Опыт 6.
Теперь берем два электрометра и ставим их рядом. Заряжаем один из электрометров, коснувшись заряженной эбонитовой (или стеклянной) палочкой. Затем соединяем первый электрометр со вторым деревянной линейкой, потом пластмассовой, потом стеклянной и говорим, что никакого изменения в отклонении стрелки нет
Вывод: эти вещества не передают электрических зарядов ( ни отрицательных, ни положительных). Такие вещества называются непроводниками или изоляторами.
Опыт 7.
Зарядим первый электрометр, коснувшись заряженной эбонитовой
(или стеклянной) палочкой. Стрелка отклонится на некоторый угол. Теперь будем соединять первый электрометр со вторым металлическим проводником с пластмассовой изоляционной ручкой. Видим, что часть зарядов перешла с первого электрометра на второй. На первом электрометре стрелка - показывает уменьшение делений отклонения, а на втором - увеличение.
Вывод: металлические стержни передают электрические заряды (как отрицательные, так и положительные).Такие вещества называются проводниками.
Опыт 8.
Зарядим первый электроскоп, коснувшись заряженной эбонитовой палочкой. Надо повторить это несколько раз, добившись максимального отклонения. Пусть мы добились отклонения на 8 делений. Теперь соединим металлическим стержнем (держим за пластмассовую ручку). Отмечаем, что теперь часть зарядов перешла на второй электрометр.
Отмечаем, что на первом было 8 делений, теперь 4, на втором было 0, теперь – 4. Заряд разделился пополам. Касаемся рукой второго электрометра. Через нас заряды уходят на землю.
Повторяем опыт, соединяя первый со вторым. Отмечаем, что на первом было 4, теперь 2 , на втором было 0, теперь 2. Опять пополам разделились заряды.
Сделаем вывод: заряды можно делить! До каких пор можно делить заряды?
Английский физик Томсон ответил: делить можно до самого маленького заряда. И самый маленький отрицательный заряд имеет электрон (Томсон это на опыте доказал). Заряд электрона = - 1,6*10-19Кл). Так была открыта первая элементарная частица, отвечающая за электрические явления. И масса электрона была измерена. Она равнялась 9,1* 10-31 кг.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ