Інформація для вчителів
Застосування
Електростатична індукція у провідних тілах.
Електростатична індукція - це взаємодії, які спричиняються електрично зарядженими предметами або електричними полями і за яких за певних умов відбувається просторове зміщення зарядів.
Ця індукція суттєво залежить від будови та матеріалу використаних тіл (провідник чи непровідник).
Як відомо, різнойменні електричні заряди притягуються, а однойменні заряди відштовхуються.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні мають уже ознайомитися з взаємодією між позитивно й негативно зарядженими тілами й зрозуміти її.
Принцип
Електростатична індукція, яку називають також індукуванням зарядів, позначає просторове зміщення електричних зарядів під дією електричного поля або статично зарядженого тіла. При цьому в провіднику рухливі заряди (електрони) зміщуються на поверхні, що приводить до залежних від місця густин заряду. У непровіднику та на ньому заряди зміщуватися не можуть, натомість поляризуються наявні атоми чи молекули.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні розпізнають силову дію між зарядженими тілами та незарядженими провідниками й непровідниками, вони можуть пояснити спостережувані явища. Вони усвідомлюють, що сили можуть виникати й між двома незарядженими тілами, коли заряджене тіло спричиняє електростатичну індукцію.
Завдання
У цьому досліді учні мають дослідити дію електрично заряджених стрижнів і плівок на клаптики паперу, алюмінієву фольгу та підвішені алюмінієві стрижні.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Вказівки щодо складання та виконання:
Для клаптиків паперу слід брати якомога тонший папір із малим вмістом наповнювача. Алюмінієву фольгу можна скачувати в кульку лише дуже пухко, щоб досягти вигідного співвідношення між масою та поверхнею. Радимо підготувати відповідні готові кульки для всіх учнів. Для третього вимірювання вигідно не залишати стрижні висіти поруч, оскільки це могло б погіршити спостережувані ефекти.
Інформація для учнів
Мотивація
Електростатична індукція у провідних тілах.
Кожен електрично заряджений предмет оточений електричним полем. Якщо тепер у це електричне поле внести інше провідне тіло, то через взаємодію між полем і тілом відбувається просторове зміщення вільних носіїв заряду, і на предметі утворюються відповідні електричному полю локальні позитивні й негативні об'ємні заряди. Це явище зміщення зарядів називають електростатичною індукцією.
Проте наскільки сильно при цьому виявляється електростатична індукція, може дуже різнитися залежно від предмета. У цьому досліді ти дослідиш електростатичну індукцію на різних предметах.
Завдання
У цьому досліді ти дослідиш, від чого залежать електростатичні взаємодії між різними предметами.
Для цього ти дослідиш дію таких предметів:
- Електрично заряджені стрижні
- Плівки на клаптики паперу
- Алюмінієва фольга
- Підвішені алюмінієві стрижні
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Електроскоп із металевою стрілкою | 13027-01 | 1 |
| 2 | Стрижень, l=175 мм, d=10 мм, поліпропілен. | 13027-09 | 1 |
| 3 | Стрижень з акрилового скла, l = 175 мм, d = 8 мм | 13027-08 | 1 |
| 4 | Пара маятників для електростатики | 13027-15 | 1 |
| 5 | Плівка, прозора, DIN A4, 100 аркушів | 08186-10 | 1 |
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Сухий шорсткий папір | DIN A4 |
| 2 | Тонка алюмінієва фольга | 1 |
Складання (1/2)
Підвішування пари маятників
Просунь нитку пари маятників крізь прорізи на електроскопі так, як видно на рисунку, щоб обидва металеві штифти висіли на різній висоті й не мали електричного контакту з електроскопом.
Складання (2/2)
Відірви від паперу кілька маленьких клаптиків і поклади їх напоготові.
Сформуй з алюмінієвої фольги пухку кульку. Не стискай її міцно.
Клаптики паперу та алюмінієва кулька
Виконання (1/5)
1. дослід: Заряди поліпропіленовий стрижень електрично, енергійно натерши його папером. Піднеси заряджений поліпропіленовий стрижень зверху до клаптиків паперу, що лежать на столі. Спостерігай за ними!
Повтори потім дослід із заново зарядженим поліпропіленовим стрижнем і алюмінієвою кулькою.
Виконання (2/5)
2. дослід: Заряди тепер акриловий стрижень електрично, енергійно натерши його папером. Піднеси заряджений акриловий стрижень, як і раніше, зверху до клаптиків паперу, що лежать на столі, а після нового заряджання - до алюмінієвої кульки. Щоразу спостерігай за поведінкою!
Виконання (3/5)
3. дослід:
- Заряди тепер прозору плівку, натерши її папером.
- Потім потримай прозору плівку горизонтально над клаптиками паперу, а після цього - над алюмінієвою кулькою.
Виконання (4/5)
4. дослід: Заряди поліпропіленовий стрижень електрично ще раз, енергійно натерши його папером.
Заряди поліпропіленовий стрижень електрично, енергійно натерши його сухим папером.
Піднеси натертий кінець спершу до однієї з двох металевих трубочок, що висять на різній висоті, не торкаючись її. Спостерігай за рухом трубочки.
Після цього піднось стрижень доти, доки він не торкнеться нижнього кінця цієї трубочки. Спостерігай за рухом знову.
Виконання (5/5)
- Після цього розряди обидві металеві трубочки, торкнувшись їх по черзі рукою.
- Підвісь тепер обидві трубочки на однаковій висоті паралельно поруч. Вони не повинні торкатися одна одної.
- Заряди поліпропіленовий стрижень ще раз, енергійно натерши його сухим папером.
- Піднеси стрижень горизонтально й посередині знизу до обох трубочок, не торкаючись їх. Спостерігай, як обидві трубочки рухаються одна відносно одної.
Протокол
Завдання 1
Дослід із поліпропіленовим стрижнем та алюмінієвою кулькою
Питання
Завдання 2
Тримання прозорої плівки над алюмінієвою кулькою
Питання
Завдання 3
Опиши поведінку алюмінієвої трубочки до, під час і після дотику в 3. вимірюванні. При наближенні зарядженого поліпропіленового стрижня стрижень спершу ____. Коли доходить до дотику, він цілком раптово ____. Ця дія, яка настає після дотику, потім зберігається. При дотику рукою металевий штифт ____. Не потрібно: ____.
Завдання 4
Наближення поліпропіленового стрижня до алюмінієвих трубочок
Питання
Завдання 5
Питання