Інформація для вчителів
Застосування
Схематичне зображення батарейки
Подібно до того, як батарейки можуть зберігати електричну енергію у вигляді статично розділених зарядів, електричний заряд можуть накопичувати й найрізноманітніші металеві предмети. Наприклад, такі предмети, як використаний у попередніх дослідах електроскоп, індукційна пластина чи, скажімо, стакан Фарадея.
Кількість електричного заряду, яку здатне накопичити металеве тіло, залежить головно від його розміру та форми. Дуже тонкий металевий стрижень міг би накопичити менше електричного заряду, ніж великий циліндр із того самого матеріалу. Вирішальною тут є площа поверхні відповідного тіла.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні вже мають ґрунтовно дослідити електричний заряд та його дії. Дуже добрі базові знання для цього дають досліди, у яких електричний заряд досліджували за допомогою простого електроскопа.
Принцип
Електричні провідники, як-от металеві предмети, добре надаються для накопичення електричного заряду, бо електрони в цих матеріалах можуть рухатися відносно вільно. Накопичений таким чином заряд можна потім, наприклад, перенести з одного місця в інше. Вирішальний вплив на кількість енергії, яку можна накопичити, має при цьому будова використаного провідника.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні усвідомлюють, що металеві предмети, як-от електроскоп, індукційна пластина та стакан Фарадея, можуть накопичувати заряди, а отже й переносити їх. Вони усвідомлюють, що кількість накопиченого заряду залежить від розміру та форми тіл.
Завдання
За допомогою цього досліду учні мають довести, що:
- провідні (металеві) тіла можуть накопичувати електричні заряди.
- кількість електричного заряду, яку може накопичити тіло, залежить від його будови та форми.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Схематичне зображення батарейки
Щоб накопичувати й переносити електричну енергію, часто використовують батарейки. Їх ти напевно вже добре знаєш із повсякдення. Напевно, ти й сам тримав у руках маленьку батарейку, коли колись розкручував кишеньковий ліхтарик або щось подібне.
Досі ти дуже докладно досліджував електричний заряд та його прояви. Але як можна було б накопичити електричний заряд і переносити його так само, як електричну енергію, накопичену в батарейці? Це явище ти дослідиш у наступному досліді.
Завдання
У цьому досліді ти дослідиш придатність різних предметів для накопичення електричного заряду.
Для цього ти за допомогою електроскопа дослідиш:
- чи можуть провідні тіла накопичувати електричні заряди.
- наскільки будова тіла впливає на його придатність до накопичення.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Електроскоп із металевою стрілкою | 13027-01 | 1 | 2 | Стакан Фарадея, d = 40 мм, h = 75 мм | 13027-03 | 1 | 3 | Стрижень, l=175 мм, d=10 мм, поліпропілен. | 13027-09 | 1 | 4 | Стрижень з акрилового скла, l = 175 мм, d = 8 мм | 13027-08 | 1 | 5 | Індукційна пластина, 30 мм x 60 мм | 13027-12 | 1 | 6 | Плівка, прозора, DIN A4, 100 аркушів | 08186-10 | 1 | 7 | Гумова пробка 41/49, отвір 7 мм | 39263-01 | 1 |
|---|
Складання
Склади електроскоп. Стрілка має висіти вертикально (один бік трохи довший і тому мінімально важчий), не торкаючись нічого, вісь лежить у виїмці.
Потім закріпи індукційну пластину на поліпропіленовому стрижні, а стакан Фарадея - на стрижні з акрилового скла. Після цього встав стрижень з акрилового скла в гумову пробку, як показано на рисунку поруч.
Виконання (1/5)
Дослід 1: Потри індукційною пластиною прозору плівку, що лежить на столі. Потім торкнися індукційною пластиною електроскопа зверху й поспостерігай за стрілкою. Повторюй цю дію доти, доки не буде досягнуто максимального відхилення стрілки.
Виконання (2/5)
Розряджання індукційної пластини
Дослід 2:
- Торкайся індукційною пластиною по черзі своєї руки, а потім електроскопа.
- Полічи кількість дотиків, доки стрілка знову не стане вертикально, і за потреби запиши її.
Виконання (3/5)
З'єднання індукційної пластини та стакана Фарадея
Дослід 3:
- Знову потри індукційною пластиною прозору плівку, а потім торкнися пластиною стакана Фарадея.
- Повтори цю дію тричі.
- Потім розряди індукційну пластину та електроскоп, торкнувшись їх рукою.
Виконання (4/5)
Почергове торкання стакана Фарадея та електроскопа
Дослід 3:
- Тепер торкайся індукційною пластиною по черзі стакана Фарадея та електроскопа.
Виконання (5/5)
Виймання стакана Фарадея з гумової пробки
Дослід 4:
- Витягни акриловий стрижень із гумової пробки та розряди стакан Фарадея.
- Знову заряди електроскоп, як у 1-му вимірюванні.
- Торкайся стаканом Фарадея по черзі своєї руки та електроскопа.
- Знову полічи кількість дотиків, доки стрілка не стане вертикально, і за потреби запиши її.
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Зведення електроскопа та індукційної пластини в контакт
Як можна пояснити зміну відхилення стрілки при окремих дотиках у 1-му вимірюванні? ____ із кожним ____ далі ____, і тому стрілка щоразу більше ____.
Завдання 3
Питання
Скільки повторень і дотиків тобі довелося виконати? Запиши свій результат:
Завдання 4
Розряджання індукційної пластини
Чому під час 2-го досліду відхилення стрілки змінювалося саме так, як це можна було спостерігати? З кожним ____ електроскоп далі ____, і тому ____ безперервно зменшувалося.
Завдання 5
Почергове торкання стакана Фарадея та електроскопа
Питання
Завдання 6
Що сталося із зарядами під час почергового дотику до стакана Фарадея та електроскопа в 3-му досліді? Заряди були перенесені зі ____ на ____. Стакан Фарадея мав електричний заряд ____, а електроскоп накопичив його в собі ____.
Завдання 7
Скільки повторень і дотиків тобі довелося виконати цього разу? Запиши свій результат:
Питання
Завдання 8
Що ми можемо припустити з порівняння результатів 2-го та 4-го вимірювань про зв'язок між формою предмета та кількістю накопиченого заряду? Що ____ поверхня предмета, то краща його здатність ____ електричний заряд. (Пор. стакан Фарадея) Що ____ поверхня предмета, то краща його здатність ____ електричний заряд. (Пор. індукційна пластина)