Ce este electrificarea corpurilor? Definiție, experimente fizice simple pentru copii. Electrificarea corpurilor la contact

Fizică! Ce capacitate de cuvinte!
Fizica nu este doar sunet pentru noi!
Fizica - suport și bază
Toate stiintele fara exceptie!

explicați studenților mecanismul de electrificare a corpurilor,
dezvoltarea abilităților de cercetare și creație,
să creeze condiții pentru creșterea interesului pentru materialul studiat,
ajuta elevii să înțeleagă semnificația practică și utilitatea cunoștințelor și abilităților dobândite.

Echipament:

aparat electrofor,
electrometru,
sultani,
ebonită și tije de sticlă,
țesături de mătase și lână,
electroscop,
fire de conectare, apă distilată, bile de parafină,
cilindri din aluminiu si hartie, fire de matase (vopsite si nevopsite).

Pe birou: Conductori, izolatori, rășini și încărcături de sticlă.

Atom electronegativ.

Atom electropozitiv.

Electrificare: - contact

- influență
- efect fotoelectric (sub influența luminii).

Repulsie, atracție.

Sarcini în izolatoarele și conductorii electrificați.

ÎN CURILE CURĂRILOR

1. Prezentarea profesorului

ÎN Viata de zi cu zi o persoană observă un număr mare de fenomene și, poate, un număr mult mai mare de fenomene trec neobservate.

Existența acestor fenomene „împinge” o persoană să le caute, să descopere și să explice aceste fenomene. Un astfel de fenomen precum căderea corpurilor la pământ nu mai provoacă nicio surpriză oamenilor. Dar trebuie remarcat faptul că pământul și acest corp interacționează fără a se atinge unul de celălalt. Ele interacționează între ele prin cea mai cunoscută acțiune - atracția gravitațională (câmpurile gravitaționale). Suntem obișnuiți cu faptul că corpurile acționează unul asupra celuilalt în principal direct. Există și astfel de fenomene, cunoscute de grecii antici, care de fiecare dată trezesc interes în rândul copiilor și al adulților. Acestea sunt fenomene electrice.

Exemplele de interacțiuni electrice sunt foarte diverse și nu ne sunt la fel de familiare din copilărie precum, de exemplu, gravitația Pământului. Acest interes se explică și prin faptul că aici avem mari oportunități de a crea și schimba condiții experimentale folosind echipamente simple.

Să urmărim progresul identificării și studierii unor fenomene.

2. Context istoric (raportat de student)

Filosoful grec Thales din Milet, care a trăit între 624–547. î.Hr., a descoperit că chihlimbarul, frecat pe blană, capătă proprietatea de a atrage obiecte mici - puf, paie etc. Acest fenomen a fost numit mai târziu electrificare.

În 1680, omul de știință german Otho von Guericke a construit prima mașină electrică și a descoperit existența forțelor electrice de respingere și atracție.

Primul om de știință care a susținut existența a două tipuri de acuzații a fost francezul Charles Dufay (1698–1739). Du Fay a numit electricitatea care apare la frecarea rășinii „rășină”, iar electricitatea care apare la frecarea sticlei este „sticlă”. În terminologia modernă, electricitatea „rășină” corespunde sarcinilor negative, iar electricitatea „sticlă” corespunde sarcinilor pozitive. Cel mai convingător oponent al teoriei existenței a două tipuri de acuzații a fost celebrul american Benjamin Franklin (1706 - 1790). El a introdus mai întâi conceptul de sarcini pozitive și negative. El a explicat prezența acestor sarcini pe corpuri printr-un exces sau deficiență în corpuri a unor materii electrice generale. Această chestiune specială, numită mai târziu „fluidul lui Franklin”, în opinia sa, avea o încărcătură pozitivă. Astfel, atunci când este electrizat, corpul fie câștigă, fie pierde sarcini pozitive. Nu este greu de ghicit că Franklin a confundat sarcinile pozitive cu cele negative, iar corpurile au făcut schimb de electroni (care poartă o sarcină negativă). În mare parte datorită acestui fapt, direcția de mișcare a sarcinii pozitive a fost ulterior luată în mod greșit pentru direcția curentului în metale.

Englezul Robert Simmer (1707 - 1763) a atras atenția asupra comportamentului neobișnuit al ciorapilor săi de lână și mătase. Purta două perechi de ciorapi: lână neagră pentru căldură și mătase albă pentru frumusețe. Luându-și ambii ciorapi de pe picior deodată și smulgându-și unul din celălalt, a văzut cum ambii ciorapi se umflau, luând forma piciorului și atragându-se unul pe celălalt. Cu toate acestea, ciorapii de aceeași culoare se resping reciproc, în timp ce ciorapii de culori diferite se atrag reciproc. Pe baza observațiilor sale, Simmer a devenit un susținător înfocat al teoriei a două acuzații, pentru care a fost supranumit „filozoful umflat”.

Să-l puneți pur și simplu limbaj modern, ciorapii lui de mătase aveau sarcini negative, iar ciorapii de lână aveau încărcături pozitive.

3. Fenomenul de electrificare a corpurilor

Profesor: Ce corp se numește încărcat?

Student: Dacă un corp poate atrage sau respinge alte corpuri, atunci are o sarcină electrică. Se spune că un astfel de organism este acuzat. Sarcina este o proprietate a corpurilor, capacitatea de interacțiune electromagnetică.

(Demonstrația acțiunii unui corp încărcat).

Profesor: Ce este un electroscop?

Student: Un dispozitiv care vă permite să detectați prezența unei sarcini într-un corp și să o evaluați se numește electroscop.

Profesor: Cum funcționează și cum funcționează un electroscop?

Student: Partea principală a electroscopului este o tijă izolată conductivă pe care este atașat un ac și se poate roti liber. Când apare o sarcină, săgeata și tija sunt încărcate cu sarcini de același semn și, prin urmare, respingând, creează un unghi de deviere, a cărui valoare este proporțională cu sarcina primită.

(Demonstrarea funcționării dispozitivului).

Profesor: Electrificarea corpurilor poate avea loc în diverse cazuri, de ex. Există diferite moduri de a electriza corpurile:

frecare,
a sufla,
prin contact,
influență,
sub influența energiei luminoase.

Să ne uităm la unele dintre ele.

Elevul: Dacă frecați un bețișor de ebonită pe lână, apoi ebonita va primi o sarcină negativă, iar lana va primi o încărcare pozitivă. Prezența acestor sarcini este detectată cu ajutorul unui electroscop. Pentru a face acest lucru, atingeți tija electroscopului cu un băț de ebonită sau o cârpă de lână. În acest caz, o parte din sarcina corpului de testare trece la tijă. Apropo, în acest caz apare un curent electric de scurtă durată. Să luăm în considerare interacțiunea a două cartușe de hârtie suspendate pe un fir, unul încărcat dintr-un băț de ebonită, celălalt dintr-o cârpă de lână. Rețineți că sunt atrași unul de celălalt. Aceasta înseamnă că corpurile cu sarcini opuse se atrag. Nu orice substanță se poate transmite sarcini electrice. Substanțele prin care sarcinile pot fi transferate se numesc conductoare, iar substanțele prin care sarcinile nu pot fi transferate se numesc neconductori - dielectrici (izolatori). Acest lucru poate fi determinat și folosind un electroscop, conectându-l la un corp încărcat și substanțe de diferite tipuri.

Firul de mătase alb nu conduce o sarcină, dar firul de mătase vopsit face. (Fig. A)

Ață de mătase albă Ață de mătase vopsită

Separarea sarcinilor și apariția unui dublu strat electric în punctele de contact ale acestora, oricare două corpuri diferite, izolatori sau conductori, solide, lichide sau gaze. Când descriem electrificarea prin frecare, am luat întotdeauna numai izolatori buni pentru experiment - chihlimbar, sticlă, mătase, ebonită. De ce? Pentru ca in izolatoare sarcina ramane in locul de unde a provenit si nu poate trece prin intreaga suprafata a corpului catre alte corpuri aflate in contact cu acesta. Experimentul eșuează dacă ambele corpuri de frecare sunt metale cu mânere izolate, deoarece nu le putem separa unul de celălalt pe întreaga suprafață simultan.

Datorită rugozității inevitabile a suprafeței corpurilor, în momentul separării există întotdeauna câteva ultime puncte de contact - „punți”, prin care în ultimul moment scapă toți electronii în exces și ambele metale se dovedesc a fi neîncărcate.

Profesor: Acum să luăm în considerare electrificarea prin contact.

Student: Dacă scufundăm o minge de parafină în apă distilată și apoi o scoatem din apă, se vor încărca atât parafina, cât și apa. (Fig.B)

Electrificarea apei și a parafinei a avut loc fără frecare. De ce? Se pare că în timpul electrificării prin frecare, creștem doar aria de contact și reducem distanța dintre atomii corpurilor de frecare. În cazul apei - parafină, orice rugozitate nu interferează cu apropierea atomilor lor.

Aceasta înseamnă că frecarea nu este o condiție prealabilă pentru electrificarea corpurilor. Există un alt motiv pentru care electrificarea are loc în aceste cazuri.

Student: Funcționarea aparatului electrofor se bazează pe electrificarea corpului prin influență. Un corp electrificat poate interacționa cu orice conductor neutru din punct de vedere electric. Atunci când aceste corpuri se unesc, datorită câmpului electric al corpului încărcat, are loc o redistribuire a sarcinilor în cel de-al doilea corp. Mai aproape de corpul încărcat există încărcături opuse în semn de corpul încărcat. Mai departe de corpul încărcat în conductor (manșon sau cilindru) există încărcături cu același nume ca și corpul încărcat.

Deoarece distanța până la sarcinile pozitive și negative din cilindru față de minge este diferită, forțele de atracție prevalează și cilindrul deviază spre corpul electrificat. Dacă atingeți partea îndepărtată a corpului de mingea încărcată cu mâna, atunci corpul va sări către mingea încărcată. Acest lucru se întâmplă deoarece electronii sar la mână, reducând astfel forțele de respingere. Orez. D.

Profesor: Cât va dura această situație? (Fig. D)

Student: După câteva secunde, încărcăturile se vor împărți și cilindrul se va desprinde de pe minge. Caracterul lor va depinde în continuare de valoarea sumei taxelor lor. Dacă suma lor este zero, atunci forțele lor de interacțiune sunt zero. Dacă Fp< 0, то они оттолкнутся друг от друга, но на меньший угол .

Profesor: Să luăm în considerare electrificarea corpurilor sub influența energiei luminii (efect fotoelectric).

Student: Să direcționăm un fascicul de lumină puternic către un disc de zinc (placă) atașată la un electrometru. Sub influența energiei luminoase, un anumit număr de electroni zboară din placă. Placa în sine se dovedește a fi încărcată pozitiv. Mărimea acestei sarcini poate fi judecată după unghiul de deviere al acului electrometrului. (Fig. E)

Profesor: Suntem convinși că atunci când distanța dintre atomi scade, fenomenul de electrificare are loc mai eficient. De ce?

Student: Pentru că aceasta mărește forțele de atracție Coulomb între nucleul unui atom și electronul unui atom vecin.

Electronul care este slab legat de nucleul său sare peste.

Profesor: Să vedem cum sunt aranjate elementele chimice în tabelul periodic al elementelor chimice.

Student: Există aproximativ 500 de forme ale Tabelului periodic al elementelor chimice. Dintre acestea, într-una, cu 18 celule, elementele sunt plasate conform structurii învelișurilor electronice ale atomilor lor și este dată în cartea de referință de chimie generală și anorganică de N.F.Stas.

Proprietățile și caracteristicile atomilor sunt în concordanță cu legea periodică, inclusiv cu electronegativitatea și valența elementelor.

Razele atomilor si ionilor scad in perioade, deoarece învelișul de electroni a unui atom sau ion al fiecărui element ulterior într-o perioadă devine mai densă față de cel precedent datorită creșterii sarcinii nucleului și creșterii atracției electronilor către nucleu.

Razele în grupuri cresc deoarece atomul (ionul) fiecărui element diferă de cel superior prin apariția unui nou strat de electroni. Când un atom se transformă într-un cation (ion pozitiv), razele atomice scad brusc, iar când un atom se transformă într-un anion (ion negativ), razele atomice rămân aproape neschimbate.

Energia cheltuită pentru a îndepărta un electron dintr-un atom și a deveni un ion pozitiv se numește ionizare. Tensiunea la care are loc ionizarea se numește potențial de ionizare.

Potențialul de ionizare este o caracteristică fizică care este un indicator al proprietăților metalice ale unui element: cu cât este mai scăzut, cu atât este mai ușor pentru un electron să se desprindă de un atom și cu atât mai pronunțate sunt proprietățile metalice (reducătoare) ale elementului.

Tabelul 1. Potențialele de ionizare ale atomilor (eV/atom) ale elementelor din a doua perioadă

Element	J 1	J2	J 3	J 4	J5	J 6	J 7	J 8
Litiu	5,39	75,6	122,4	---	---	---	---	---
Beriliu	9,32	18,2	158,3	217,7	---	---	---	---
Bor	8,30	25,1	37,9	259,3	340,1	---	---	---
Carbon	11,26	24,4	47,9	64,5	392,0	489,8	---	---
Azot	14,53	29,6	47,5	77,4	97,9	551,9	666,8	---
Oxigen	13,60	35,1	54,9	77,4	113,9	138,1	739,1	871,1
Fluor	17,40	35,0	62,7	87,2	114,2	157,1	185,1	953,6
Neon	21,60	41,1	63,0	97,0	126,3	157,9

Profesor: Există electronegativitatea, care joacă un rol decisiv în electrificarea corpurilor. Semnul sarcinii primite de element în timpul electrificării depinde de acesta. Electronegativitatea - ce este?

Student: Electronegativitatea este proprietatea unui element chimic de a atrage electroni la atomul său din atomii altor elemente cu care elementul formează legături chimice în compuși.

Electronegativitatea elementelor a fost determinată de mulți oameni de știință: Pauling, Allred și Rochow. Ei au ajuns la concluzia că electronegativitatea elementelor crește în perioade și scade în grupuri, similar potențialelor de ionizare. Cu cât valoarea potențialului de ionizare este mai mică, cu atât este mai mare probabilitatea de a pierde un electron și de a deveni un ion pozitiv sau un corp încărcat pozitiv dacă corpul este omogen.

Tabelul 2. Electronegativitatea relativă (EO) a elementelor din prima, a doua și a treia perioadă.

Element	EO		Element	EO		Element	EO
Element	Potrivit lui Pauling	Potrivit lui Allred-Rochow	Element	Potrivit lui Pauling	Potrivit lui Allred-Rochow	Element	Potrivit lui Pauling	Potrivit lui Allred-Rochow
H	2,1	2,20	Li	1,0	0,97	N / A	0,9	1,01
			Fi	1,5	1,17	Mg	1,2	1,23
			B	2,0	2,07	Al	1,5	1,47
			C	2,5	2,50	Si	1,8	1,74
			N	3,0	3,07	P	2,1	2,06
			O	3,5	3,50	S	2,5	2,44
			F	4,0	4,10	Cl	3,0	2,83

Profesor: Din toate acestea putem trage următoarea concluzie: dacă două elemente omogene din aceeași perioadă interacționează, atunci putem spune dinainte care dintre ele va fi încărcat pozitiv și care negativ.

O substanță al cărei atom are o valență mai mare (număr de grup mai mare) față de atomul altei substanțe va fi încărcată negativ, iar a doua substanță va fi încărcată pozitiv.

Dacă substanțele omogene din același grup interacționează, atunci substanța cu un număr mai mic al perioadei sau al seriei va fi încărcată negativ, iar al doilea corp care interacționează va fi încărcat pozitiv.

Profesor:În această lecție am încercat să dezvăluim mecanismul de electrificare a corpurilor. Am aflat de ce corpul, după electrificare, primește o încărcare de unul sau altul semn, adică. a răspuns la întrebarea principală - de ce? (ca, de exemplu, secțiunea de mecanică „Dinamica” răspunde la întrebarea: de ce?)

Acum să enumerăm valorile pozitive și negative ale electrificării corpurilor.

Student: Electricitatea statică poate avea un efect negativ:

Atracția părului către pieptene;

Împingând firele de păr unul de celălalt, ca un penar încărcat;

Lipirea diferitelor obiecte mici de îmbrăcăminte;

În fabricile de țesut, firele se lipesc de bobine, ceea ce duce la pauze frecvente.

Sarcinile acumulate pot provoca descărcări electrice, care pot avea diverse consecințe:

Fulgerul (conduce la incendii);

O descărcare într-o cisternă de combustibil va provoca o explozie;

La umplerea cu un amestec inflamabil, orice descărcare poate duce la o explozie.

Pentru a elimina electricitatea statică, toate dispozitivele și echipamentele, și chiar și camionul de combustibil, sunt împământate. Se folosește o substanță antistatică specială.

Student: Electricitatea statică poate fi benefică:

Când vopsiți piese mici cu un pistol de pulverizare, vopseaua și caroseria sunt încărcate cu sarcini opuse, ceea ce duce la economii mari de vopsea;

În scopuri medicinale, se folosește un duș static;

Filtrele electrostatice sunt folosite pentru a curăța aerul de praf, funingine, acizi și vapori alcalini;

Pentru afumarea peștelui în electrometre speciale (peștele este încărcat pozitiv, iar electrozii sunt încărcați negativ, fumatul în câmp electric are loc de zeci de ori mai repede).

Rezumând lecția.

Profesor: Să ne amintim scopul lecției noastre și să tragem concluzii scurte.

Ce a fost nou în lecție?
Ce a fost interesant?
Ce a fost important în lecție?

Concluziile elevilor:

Fenomenele în care corpurile dobândesc capacitatea de a atrage alte corpuri se numesc electrificare.
Electrificarea se poate produce prin contact, prin influență sau prin iradiere cu lumină.
Substanțele pot fi fie electronegative, fie electropozitive.
Cunoscând identitatea substanțelor, este posibil să se prezică ce taxe vor primi corpurile care interacționează.
Frecarea nu face decât să mărească zona de contact.
Substanțele sunt conductoare și neconductoare de electricitate.
Izolatoarele acumulează încărcături acolo unde se formează (în punctele de contact).
În conductoare, încărcăturile sunt distribuite uniform pe întreg volumul.

Discuție și notare a participanților la lecție.

Literatură.

G.S. Landsberg. Manual de fizică elementară. T.2. – M., 1973.
N.F. Stas. Manual de chimie generală și anorganică.
I.G.Kirillova. Carte de lectura fizica. M., 1986.

descrie metodele de electrizare a corpurilor. și am primit cel mai bun răspuns

Răspuns de la Musechka[guru]
Electrificarea corpurilor
- E. corpuri, adică apariția unei stări electrice în ele, are loc în timpul unor procese extrem de diverse efectuate cu aceste corpuri. Aproape orice acțiune mecanică efectuată asupra unui corp solid, cum ar fi. , frecarea împotriva acestui corp sau apăsarea unui alt corp pe el, răzuirea, despicarea, este însoțită de dezvoltarea electricității. În același mod, corpurile sunt electrificate în timpul multor acțiuni chimice; unele substanțe se electrifică în timpul solidificării; Unele săruri devin foarte puternic electrificate atunci când cristalizează din soluții. Electricitatea apare și în lichide atunci când aceste lichide sunt frecate de solide și chiar și atunci când sunt frecate de alte lichide. În cele din urmă, chiar și simplul contact al oricăror două corpuri diferite, indiferent dacă aceste corpuri sunt solide sau lichide, provoacă o stare electrică în ambele corpuri. În toate cazurile de mai sus, cauza corpurilor E. este aceeași, și anume atingerea, contactul unor corpuri diferite. Primul Alexander Volta cu experimentele sale efectuate în cele mai multe anul trecut secolul al XVIII-lea , a demonstrat că atunci când oricare două corpuri care conduc electricitatea se ating, dar cu siguranță diferă unul de celălalt în compoziție chimică, energia are loc în ambele corpuri, unul dintre ele fiind încărcat cu electricitate pozitivă, celălalt cu electricitate negativă. Cantitățile acestor două electricități opuse care apar pe corpurile în contact sunt egale între ele. tensiune într-o secvență cunoscută (seria Volta) - astfel încât orice corp, atunci când atinge oricare dintre corpurile mai jos în această serie, este electrificat pozitiv, iar atunci când atinge oricare dintre corpurile care îl precedă, este electrificat negativ.

Răspuns de la Maxim Petrik[maestru]
frecând un balon pe păr, frecând un băț de ebonită cu păr

Răspuns de la Dinar Karimov[incepator]
Folosind frecare, aduceți mânerul pe păr (lână) într-un jet subțire de apă. Apa va fi atrasă de mâner.

Răspuns de la Nikita Fedorchuk[incepator]
Metodele de electrizare a corpurilor, care reprezintă interacțiunea corpurilor încărcate, pot fi următoarele:
Electrificarea corpurilor la contact. În acest caz, în timpul contactului apropiat, o mică parte din electroni se transferă de la o substanță, în care legătura cu electronul este relativ slabă, la o altă substanță.
Electrificarea corpurilor în timpul frecării. În același timp, aria de contact dintre corpuri crește, ceea ce duce la o electrificare crescută.
Influență. Influența se bazează pe fenomenul inducției electrostatice, adică inducția unei sarcini electrice într-o substanță plasată într-o constantă. câmp electric.
Electrificarea corpurilor sub influența luminii. Acest lucru se bazează pe efectul fotoelectric, sau efectul fotoelectric, atunci când, sub influența luminii, electronii pot zbura dintr-un conductor în spațiul înconjurător, în urma căruia conductorul se încarcă.

Răspuns de la Andrei Kukobako[incepator]
Frecare
Atingere
Lovit
Inductie electromagnetica

Biletul 7. Electrificarea corpurilor. Experimente care ilustrează fenomenul de electrificare. Două tipuri de sarcini electrice. Interacțiunea taxelor. Câmp electric. Explicarea fenomenelor electrice. Conductori și neconductori de electricitate.

Un corp electrificat dobândește capacitatea de a atrage obiecte mici spre sine. De exemplu, dacă freci o baghetă de sticlă pe o foaie de hârtie și apoi o aduci pe bucăți de hârtie tăiate mărunt, acestea vor începe să se atragă.

Se spune că un corp care are această proprietate este electrificată sau ce i s-a comunicat incarcare electrica.

Electrificare- Acesta este fenomenul unui corp care dobândește o încărcare.

Sarcinile pot fi pozitive și negative. Asemenea sarcinilor se resping, spre deosebire de sarcinile se atrag.

Conceptul de sarcini pozitive și negative a fost introdus în 1747 de Franklin. Un bețișor de ebonită devine încărcat negativ atunci când este electrizat de lână și blană. Sarcina care se formează pe o baghetă de sticlă frecata de mătase a fost numită pozitivă de Franklin.

Sarcina este o mărime fizică, o măsură a proprietăților corpurilor încărcate de a interacționa între ele..
q - taxa
[q]=Cl

Tipuri de electrificare:

1) electrificare prin frecare: sunt implicate corpuri diferite. Corpurile dobândesc sarcini de aceeași mărime, dar diferite ca semn.

2) electrificare prin contact: atunci când un corp încărcat și neîncărcat intră în contact, o parte din sarcină trece către corpul neîncărcat, adică ambele corpuri capătă o sarcină de același semn.

3) electrificare prin influență: cu electrificare prin influență, se poate obține o sarcină negativă folosind o sarcină pozitivă pe corp și invers.

Un dispozitiv pentru măsurarea cantității de încărcare este un electrometru. Un dispozitiv pentru determinarea prezenței sarcinii este un electroscop.

Fizicienii englezi Michael Faraday și James Maxwell au studiat interacțiunea sarcinilor electrice. Dacă plasați un electroscop încărcat sub clopotul unei pompe de aer, frunzele electroscopului încă se resping reciproc. (Aerul a fost pompat de sub clopot.) Drept urmare, s-a stabilit că fiecare corp încărcat este înconjurat de un câmp electric.

Câmp electric- Acest un fel deosebit materie, diferită de substanță. Un câmp electric este un tip special de materie care există în jurul corpurilor încărcate și se dezvăluie prin interacțiunea cu alte corpuri încărcate.

Simțurile noastre nu percep câmpul electric. Câmpul poate fi detectat datorită faptului că acționează asupra oricărei taxe din el. Acesta este exact ceea ce explică interacțiunea corpurilor electrificate.

Forța cu care un câmp electric acționează asupra unei sarcini electrice introduse în el se numește forta electrica. Câmpul electric din jurul uneia dintre sarcini acționează cu o anumită forță asupra unei alte sarcini plasate în câmpul primei sarcini. În schimb, câmpul electric al celei de-a doua sarcini acţionează asupra primei.

Dirijori- Acestea sunt corpuri capabile să conducă sarcini electrice. Acestea includ toate metalele, lichidele (soluții de săruri și alcaline).

Dielectrice- Sunt substanțe care nu conduc sarcini electrice. Acestea includ: apă distilată, plastic, cauciuc, lemn, sticlă, hârtie, beton, pietre etc.

1) Când corpurile sunt electrizate, legea conservării sarcinii electrice este îndeplinită. Suma algebrică a sarcinilor electrice rămâne constantă pentru orice interacțiuni dintr-un sistem închis, adică q1 + q2 + q3 + ... + qп = const; un sistem închis este considerat a fi unul în care sarcinile electrice nu intră sau nu ies din in afara. Dacă un corp neutru dobândește electroni de la alt corp, atunci va primi o sarcină negativă. Astfel, un corp este încărcat negativ dacă are un număr în exces de electroni în comparație cu cel normal. Și dacă un corp neutru pierde electroni, atunci primește o sarcină pozitivă. Prin urmare, un corp are o sarcină pozitivă dacă nu are destui electroni.

2) explicația electrificării prin frecare: în timpul frecării, electronii se deplasează de la un corp la altul. Acolo unde sunt mai mulți electroni, corpul este încărcat negativ, unde sunt mai puțini - pozitiv.

3) În atomi, electronii sunt la distanțe diferite de nucleu; electronii îndepărtați sunt mai puțin atrași de nucleu decât cei din apropiere. Retenția electronilor îndepărtați de către nucleele metalice este deosebit de slabă. Prin urmare, în metale, electronii cei mai îndepărtați de nucleu își părăsesc locul și se mișcă liber între atomi. Acești electroni se numesc electroni liberi. Acele substanțe care au electroni liberi sunt conductoare.

4) Există electroni liberi în manșon. De îndată ce manșonul este introdus în câmpul electric, electronii vor începe să se miște sub influența forțelor câmpului. Dacă tija este încărcată pozitiv, atunci electronii vor merge la capătul manșonului care este situat mai aproape de tijă. Acest capăt va deveni încărcat negativ. Va exista o lipsă de electroni la capătul opus al manșonului, iar acest capăt va fi încărcat pozitiv. Marginea încărcată negativ a carcasei cartuşului este mai aproape de stick, astfel încât carcasa cartuşului va fi atrasă de aceasta. Când manșonul atinge tija, o parte dintre electronii din acesta se vor transfera pe tija încărcată pozitiv. O sarcină pozitivă va rămâne pe mânecă).

5) Dacă încărcarea este transferată de la o minge încărcată la una neîncărcată, iar dimensiunile bilelor sunt aceleași, atunci sarcina va fi împărțită la jumătate. Dar dacă a doua bilă neîncărcată este mai mare decât prima, atunci mai mult de jumătate din încărcătură se va transfera la ea. Cu cât este mai mare corpul căruia i se transferă sarcina, cu atât o parte mai mare a încărcăturii va fi transferată acestuia. Pe asta se bazează împământarea - transferul sarcinii la sol. Globul este mare în comparație cu corpurile de pe el. Prin urmare, atunci când un corp încărcat intră în contact cu pământul, renunță la aproape toată sarcina sa și practic devine neutru din punct de vedere electric.

Când corpurile se freacă unele de altele, învelișurile electronice ale atomilor sunt cele care alcătuiesc corpurile care „se frecă”. Și deoarece electronii sunt legați slab de nucleele atomilor, electronii se pot separa de atomii „lor” și se pot muta în alt corp. Ca urmare, pe ea apare un exces de electroni (sarcină negativă), iar pe primul corp apare o lipsă de electroni (sarcină pozitivă).

Asa de, electrificare prin frecare se explică prin transferul unor electroni de la un corp la altul, în urma căruia corpurile sunt încărcate diferit. Prin urmare, corpurile electrizate prin frecare unele față de altele se atrag întotdeauna (vezi § 8-b). Dar, pe lângă electrificarea prin frecare, există și electrificarea prin inducție (în latină „inductio” - ghid). Să ne uităm la asta experimental:

La începutul experimentului, există două bile metalice care se ating între ele (a). O tijă de sticlă încărcată (b) este adusă la unul dintre ele fără a o atinge, după care a doua bilă este îndepărtată (c). Acum bastonul poate fi scos - bilele vor fi încărcate invers (d).

Să explicăm acest experiment din punctul de vedere al teoriei electron-ion.

La început bilele de metal nu au fost încărcate. Aceasta înseamnă că gazul de electroni a fost prezent în bile în cantități egale (a). Deoarece tija este din sticlă, considerăm că sarcina ei este pozitivă (vezi § 8-b). Atrage particule încărcate negativ - electroni. Ca urmare, gazul de electroni „curge” în partea stângă a bilei stângi și în acest loc se formează un exces de sarcină negativă (b).

Toți ionii metalici pozitivi sunt legați ferm unul de celălalt (sunt metalul), așa că nu „curg” nicăieri. Aceasta înseamnă că în toate celelalte părți ale bilelor există o lipsă de electroni, adică o sarcină pozitivă. Și dacă în acest moment, fără a scoate bastonul, depărtați bilele (c) și abia apoi le scoateți, bilele vor rămâne încărcate opus (d).

Asa de, electrificare prin inducție se explică prin redistribuirea gazului de electroni între corpuri (sau părți ale corpului), în urma căreia corpurile (sau părți ale corpului) sunt încărcate diferit. Totuși, se pune întrebarea: sunt toate corpurile susceptibile de electrificare prin inducție? Puteți efectua experimente și vă asigurați că bile de plastic, lemn sau cauciuc pot fi electrificate cu ușurință prin frecare, dar nu prin inducție. Să explicăm asta.

Electronii din cauciuc, lemn și toate materialele plastice nu sunt liberi, adică nu formează un gaz de electroni care poate curge în alte corpuri. Prin urmare, pentru a electriza corpurile formate din aceste substanțe, este necesar să se recurgă la frecarea acestora, care favorizează separarea electronilor de atomii „lor” și trecerea la un alt corp.

Deci, în funcție de proprietățile lor electrice, toate substanțele pot fi împărțite în două grupuri. Dielectrice– substanțe care nu au particule libere încărcateși de aceea nu conduceți sarcina de la un corp la altul. Dirijori – substanțe cu particule libere încărcate care se pot mișca, transferând sarcina în alte părți ale corpului sau în alte corpuri. Acest lucru este ilustrat de desenul cu electroscoape, o riglă de plastic și sârmă de metal (vezi mai sus).

Electrificarea corpurilor

Lecție de repetare și generalizare
cu îndeplinirea sarcinilor experimentale folosind carduri

CURS DE BAZĂ CLASA a VIII-A

Obiectivele lecției: să continue dezvoltarea abilităților de observare a fenomenelor fizice, de a testa principiile teoretice prin experiment și de a folosi instrumente; oferiți posibilitatea de a efectua experimente ținând cont de nivelul de dezvoltare al fiecărui elev (abordare diferențiată la alcătuirea cardurilor de sarcini individuale); arata elevilor o modalitate de a purifica aerul de la impurități nocive, concentrați-vă pe necesitatea respectării măsurilor de siguranță pentru a preveni incendiile și accidentele la locul de muncă și acasă.

Planul lecției (Pe birou)

1. Completarea sarcinilor experimentale folosind carduri.
2. Discutarea rezultatelor experimentale pe principalele probleme:

 electrificare, metode de electrizare a corpurilor;
 două tipuri de taxe, interacțiunea taxelor;
 câmp electric.

3. Explicație. Electricitatea statică, utilizarea ei și combaterea ei.

În timpul orelor

Aș dori să încep lecția noastră cu un fragment din poezia „Fulger” a Elizavetei Kulman:

- Cine se poate compara cu mine?
- Eu! - Stejarul puternic a spus:
Legănând vârful mândru.
Din norii de rău augur
Șarpe zburător
Deodată fulgeră fulgeră
Și ea a spart stejarul puternic,
Ca un copil care se joacă,
Tulpina florii era îndoită.
- Cine se poate compara cu mine?
- Eu! - a sunat Turnul,
A cărui coroană de aur
Focul strălucește cu mândrie,
Când nu acoperă
Sunt nori ca un văl.
Dar cerurile s-au deschis
Pentru fulger.
Zboară ca un dragon groaznic
Cu gura căscată;
O clipă - și a dispărut
Capete la Turnul mândru,
Doar fluxuri negre
Curge în jos pe pereți
Aur topit.
- Nu. Nimeni nu este egal cu mine! -
spuse ea cu o săgeată
S-a scufundat în valurile mării,
Unde tocmai acum arogant
Nava de război se grăbea.
Într-un minut cu o bubuitură
Rămâne arzătoare
S-a împrăștiat în aer.
Apoi, din nou, totul este pe mare
A căzut, s-a scufundat,
Și o structură minunată
De parcă nu s-ar fi întâmplat niciodată...

Fulgerul este un fenomen natural maiestuos și amenințător care evocă involuntar un sentiment de frică în noi. Multă vreme, oamenii nu au știut să explice cauzele fenomenelor de furtună. Oamenii considerau furtunile ca fiind actul zeilor care pedepseau omul pentru păcatele sale. Natura fulgerului a început să devină mai clară după cercetările efectuate în secolul al XVIII-lea Oamenii de știință ruși M.V. Lomonosov și G. Richman și omul de știință american B. Franklin.

Explicația lui M.V. Lomonosov a fost următoarea. În atmosfera pământului, aerul este în continuă mișcare. Datorită frecării curenților de aer ascendenți și descendenți unul față de celălalt, particulele de aer devin electrificate și, ciocnind cu picăturile de apă din nori, le dă sarcina lor. Astfel, în nori se acumulează încărcături foarte mari în timp. Ele sunt cauza fulgerelor.

Ne aflăm în permanență într-un ocean de descărcări electrice create de numeroase mașini, mașini și omul însuși (de exemplu, când mergem, pieptănăm părul). Aceste descărcări, desigur, nu sunt la fel de puternice ca fulgerul natural, așa că de obicei nu le observăm, cu excepția ușoarelor înțepături pe care le experimentăm uneori când atingem cu mâna un obiect metalic sau o altă persoană. Dar astfel de descărcări există și, la fel ca fulgerele mari, pot provoca incendii și explozii, pot duce la pierderi semnificative, pagube și răniri, dacă nu știm de ce apar și cum să ne protejăm de ele.

În lecția de astăzi, nu numai că vom consolida cunoștințele pe care le-am dobândit în timpul studierii subiectelor „Electrificarea corpurilor” și „Structura atomului”, dar vom lua în considerare și o serie de alte aspecte. De exemplu, cum să faceți față sarcinilor statice la serviciu și acasă? Este posibil să le facem să lucreze în beneficiul oamenilor?

Să începem să executăm sarcini experimentale. Echipamentul necesar iar cardurile de sarcini sunt pe mesele tale (doi elevi stau la fiecare masă). Vi se vor acorda 7-10 minute pentru a finaliza fiecare serie de experimente și vor fi trei dintre ele.

Prima serie de experimente
Electrificare. Metode de electrizare a corpurilor

1 Studiu de electrificare a diverselor corpuri

Dispozitive și materiale: folie de plastic, bandă de hârtie, bucată de acetat de mătase, stilou din plastic, trepied, fir, creion.

Comandă de lucru

1. Atârnă un creion pe două fire de la piciorul trepiedului.
2. Așezați folie de plastic pe masă și frecați-o cu o bucată de acetat de mătase. Aduceți alternativ polietilena și mătasea până la capătul creionului suspendat. Ce observati?
3. Faceți experimente similare cu un stilou din plastic, riglă, hârtie, frecându-le pe polietilenă sau mătase.
4. Puneți folie de plastic pe banda de hârtie și apăsați-le ferm împreună cu mâna. Desfaceți benzile și apoi apropiați-le una de cealaltă. Interacționează între ei?
5. Răspunde la întrebări:

a) Cum poți electriza un corp?
b) Ambele corpuri se electrifică la contact?
c) Cum se detectează electrificarea corpului?

2 Observarea electrificării la contactul a două corpuri diferite (cauciuc și aer în mișcare)

Dispozitive și materiale: tub de cauciuc cu pereți groși, pompă, electrometru.

Comandă de lucru

1. Așezați tubul de cauciuc pe racordul pompei și faceți 10–15 pompe ascuțite, având grijă să nu atingeți tubul cu mâinile.
2. Aduceți tubul cu pompa la bila electrometrului.
3. Observați deformarea acului electrometrului.

5. Gândiți-vă unde în practică putem întâlni un fenomen similar.

Comentariile profesorului (după analiza experienței).
Un fenomen similar se observă la pomparea prin furtunuri. diverse gaze, lichide, în special produse petroliere - benzină, kerosen etc. Ascultă articolul din ziar:
„Era deja după miezul nopții când muncitorul I. Tretyakov de la depozitul de transfer al petrolului Kambarsk, după ce a umplut opt rezervoare cu benzină de aviație, a transferat furtunul de umplere într-un alt container gol. De îndată ce furtunul a atins gâtul rezervorului, o coloană de foc portocalie strălucitoare de 15 metri a țâșnit în sus. Tretiakov a fost aruncat departe de tancuri de un puternic val de explozie. Explozia a avut loc ca urmare a contactului vârfului furtunului cu peretele rezervorului și a descărcării de electricitate statică rezultată...”

3 Observarea electrificării nisipului și a unei pâlnii ca două corpuri diferite în procesul de contact

Dispozitive și materiale: pâlnie din plastic, trepied, electrometru.

Comandă de lucru

1. Luați o pâlnie de plastic și fixați-o în piciorul trepiedului deasupra bilei electrometrului.
2. Turnați nisip uscat de râu pe marginea pâlniei, astfel încât să se rostogolească în josul pâlniei în bila electrometru. 3. Observați deformarea acului electrometrului.
4. Încercați să explicați fenomenul observat.
5. Gândiți-vă unde în practică putem întâlni fenomene similare.

Comentariile profesorului(după analiza experienței).
Ascultați articolul din revistă: „Când șoferul turna benzină dintr-o găleată printr-o pâlnie de plastic în rezervorul de combustibil al unei motociclete, dintr-o dată a sărit o scânteie între marginea pâlniei și găleată, apoi o torță de ardere. din gâtul rezervorului a apărut benzină. Sursa de aprindere a amestecului benzină-aer a fost o descărcare de electricitate statică.”
Pentru a evita astfel de deversari in timpul depozitarii, transportului si realimentarii, se recomanda folosirea numai a galetilor, canistrelor si palniei metalice si a nu folosi recipiente din plastic.

4 Electrificare. Metode de electrizare a corpurilor. Observarea electrificării hârtiei atunci când o rolă de cauciuc se deplasează peste ea

Dispozitive și materiale: placă de sticlă uscată (textolit, ebonită), coală de hârtie, rolă de cauciuc, electrometru.

Comandă de lucru

1. Pune o coală de hârtie pe placa de sticlă.
2. Rotiți rola de cauciuc peste hârtie de câteva ori, apăsând-o ferm pe foaie pe măsură ce mergeți.
3. Aduceți o foaie de hârtie la bila electrometru și observați deformarea acului acesteia.
4. Faceți același lucru cu rola de cauciuc.
5. Încercați să explicați fenomenul observat.
6. Gândiți-vă unde în practică putem întâlni fenomene similare.

Comentariile profesorului (după analiza experienței).
Acest experiment arată modul în care hârtia este electrificată în mașinile de imprimat (rola de cauciuc joacă rolul cilindrilor acestei mașini). La una dintre fabricile de celuloză și hârtie, de ceva timp nu au putut determina cauza pauzelor frecvente ale unei curele de hârtie cu mișcare rapidă. Au fost invitați oamenii de știință. Aceștia au aflat că motivul a fost electrificarea curelei când a fost frecat de role. O astfel de electrificare spontană este foarte periculoasă, pentru că poate provoca un incendiu.

Înainte de a trece la discuția celei de-a doua serii de sarcini experimentale, răspundeți la întrebările:

 Când se poate spune despre un corp că este electrificat sau că îi este transmisă o sarcină electrică? (Răspunsurile elevilor.)
 Ce altă concluzie se poate trage din prima serie de experimente? (Aproape toate corpurile pot fi electrificate; un corp electrificat interacționează cu orice corp.)

Să trecem la experimente.

A doua serie de experimente
Două tipuri de taxe. Interacțiunea de încărcare

5 Studiul electrificării diverselor corpuri

Dispozitive și materiale: un manșon de hârtie pe fir de mătase, suspendat pe un trepied, o riglă de măsurare din plexiglas de 30 cm lungime cu diviziuni milimetrice, o bandă de cauciuc de 300 x 300 mm, o bandă de hârtie de 30 x 300 mm, o bucată de material de nailon.

Comandă de lucru

1. Electrificați o bandă de cauciuc și o riglă de plexiglas prin frecare, apăsare, lovire reciprocă. (Plexiglasul, atunci când interacționează cu cauciucul, este încărcat pozitiv.)
2. Încărcați manșonul de hârtie atârnat pe fir folosind o riglă încărcată.
3. Aplicați alternativ rigla încărcată și banda de cauciuc pe carcasa cartușului încărcat, fără a o atinge și observați interacțiunea lor. Cu ce taxe sunt încărcate carcasa cartuşului şi banda de cauciuc?
4. Folosind un manșon încărcat, determină semnele de încărcare pe corpurile care ți se oferă după ce acestea sunt electrizate unul împotriva celuilalt. Tabelul rezultatelor:

Corpuri electrificate

Despre plexiglas

Despre cauciuc

Despre polietilenă

Despre hârtie

Oh nailon

Plexiglas

Cauciuc

Polietilenă

Hârtie

Capron

6 Studiul interacțiunii corpurilor încărcate. Două tipuri de acuzații

Dispozitive și materiale: folie de plastic, bandă de hârtie, mâner din plastic, trepied.

Comandă de lucru

1. Agățați o bucată mică de folie de plastic pe un fir de piciorul trepiedului și frecați-o cu grijă (pentru a nu rupe firul) cu o bucată de hârtie.
2. Electrificați hârtia și benzile de polietilenă. Pentru a face acest lucru, așezați folie de plastic pe o bandă de hârtie și neteziți-o cu mâna. Ridicați benzile de capete, desfășurați-le și aduceți-le încet una spre alta. Cum interacționează ei?
3. Aplicați alternativ hârtia și benzile de plastic pe filmul atârnat pe fir și observați interacțiunea lor.
4. Răspundeți la întrebări:

 Cum interacționează fiecare bandă cu filmul?
 Cum poate fi explicată diferența de interacțiune?
 Ce două tipuri de sarcini există în natură?
 Cum interacționează corpurile încărcate similar?
 Cum interacționează corpurile încărcate opus?

5. Așezați un pix de plastic, frecat mai întâi pe hârtie și apoi pe polietilenă, pe folia de plastic încărcată care atârnă pe fir. Au apărut încărcăturile aceluiași semn pe mânerul de plastic în ambele cazuri?

7 Două tipuri de taxe. Interacțiunea taxelor. Interacțiunea a două corpuri încărcate

Dispozitive și materiale: două baloane pentru copii, un ziar, o baghetă de sticlă, o bucată de material de mătase (hârtie).

Comandă de lucru

1. Electrificați bilele frecându-le de ziar (una câte una).
2. Atârnă-le pe fire lungi una lângă alta.
3. Observați repulsia bilelor.
4. Explicați fenomenele observate.
5. Gândiți-vă cum, având la dispoziție o baghetă de sticlă și o bucată de material de mătase (hârtie), determinați semnul încărcăturii pe minge. Faceți un experiment pentru a vă confirma presupunerea.
6. Explicați rezultatele experimentului.

Ce concluzii se pot trage din a doua serie de experimente?

 În natură, există două tipuri de sarcini electrice.
 Sarcinile asemănătoare se resping unele pe altele, iar încărcăturile asemănătoare se atrag.
 La electrizare, același corp poate fi încărcat pozitiv într-un caz și negativ în altul, în funcție de substanța corpului cu care intră în contact.

Să trecem la a treia și ultima serie de experimente.

A treia serie de experimente
Câmp electric

8 Studiul dependenței forței de interacțiune a corpurilor încărcate de valoare absolută taxe și distanțe dintre ele

Dispozitive și materiale: folii de polietilenă (2 buc.), bandă de hârtie.

Comandă de lucru

1. Așezați două folii de plastic una lângă alta pe masă (paralele una cu cealaltă) și treceți-vă mâna peste ele o dată. Ridicați filmele de capete, separați-le și, apropiindu-le încet, observați interacțiunea lor.
2. Repetați experimentul cu aceleași filme, frecându-le cu mâna. Cum s-a schimbat forța de interacțiune dintre filme?
3. Faceți experimente similare cu folie de plastic și bandă de hârtie. Pentru a le electriza, așezați folie de plastic pe o bandă de hârtie și frecați-le cu mâna (prima oară - ușor, a doua oară - mai puternic). De fiecare dată, separați benzile și, apropiindu-le încet una de cealaltă, observați interacțiunea lor.
4. Răspundeți la întrebări:

 După ce criterii judeci puterea interacțiunii dintre corpurile încărcate?
 Cum interacționează polietilena încărcată cu polietilena și polietilena cu hârtie?
 Ambele corpuri încărcate sunt afectate de o forță electrică?
 Ce determină forța de interacțiune dintre corpurile încărcate?
 Cum depinde forța de interacțiune dintre corpurile încărcate de valoarea sarcinilor și distanța dintre ele?

9 Observarea pufului încărcat plutind într-un câmp electric

Dispozitive și materiale: riglă de plastic, un ghem de vată.

Comandă de lucru

1. Așezați o riglă de plastic pe masă și frecați-o cu hârtie.
2. Pufă o minge foarte mică de vată și așează-o pe riglă.
3. Ridicați rigla electrificată și suflați ușor puful de pe ea în sus.
4. Așezați rapid o riglă în partea de jos a pufului și urmăriți-l plutind în câmpul electric al riglei încărcate. (Dacă puful se lipește de riglă, suflați-l și repetați experimentul din nou până când puful plutește.)
5. Răspunde la întrebări:

 Ce sarcină a primit puful față de încărcarea riglei - aceeași sau diferită?
 Ce forțe acționează asupra pufului în timp ce plutește?
 De ce nu cade un puf într-un câmp electric?

Comentariul profesorului (după analiza experienței).
Acest experiment arată posibilitatea de a echilibra forța gravitației care acționează asupra unui corp cu forța unui câmp electric. Vata încărcată care plutește în câmpul electric al unei rigle joacă rolul unei picături de ulei (sau a unui fir de praf de zinc) în experimentele lui Ioffe și Millikan.

10 Experiență în protecția împotriva câmpurilor electrice

Dispozitive și materiale: electrometru, placă de plexiglas, trepied, sticlă metalică (din folie), sticlă din plastic, bucăți din material de lână.

Comandă de lucru

1. Electrificați placa și fixați-o în piciorul trepiedului deasupra electrometrului, dar ușor în lateral, la o distanță mică.
2. Observați deformarea acului electrometrului.
3. Așezați o ceașcă de metal pe bila electrometrului. (Atenție! Mâna experimentatorului trebuie izolată de sticlă.) Observați revenirea acului electrometrului în poziția zero.
4. Scoateți sticla. Săgeata ar trebui să revină la poziția inițială.
5. Așezați o ceașcă de plastic pe bila electrometrului. Observați o scădere a unghiului de deviere a acului electrometrului.
6. Scoateți geamul și observați revenirea acului electrometrului în poziția inițială.
7. Încercați să explicați fenomenele observate.

Comentariul profesorului(după analiza experienței).
Experiența demonstrează că în interiorul unui corp metalic nu există câmp.

Ce concluzii se pot trage din a treia serie de experimente?

 În spațiul în care se află sarcina electrică, există un câmp electric, iar efectul acestuia în apropierea corpurilor încărcate este puternic, iar departe de acestea este mai slab.
 Vă puteți „proteja” de acțiunea unui câmp electric cu un ecran metalic.

Discuția rezultatelor. Elevii într-o anumită succesiune corespunzătoare planului, pe scurt
(1–2 min) vorbesc despre experimentele lor și dau răspunsuri la întrebările propuse în fișa de sarcini. Profesorul comentează, corectează, completează (exemplu de comentarii au fost date mai devreme în text). Elevii notează numele experimentelor într-un caiet pentru raportări scrise ulterioare.

Utilizarea electricității statice și combaterea acesteia. Astăzi am studiat experimental fenomenul de acumulare a sarcinilor electrice, adică. electricitate statica. Poate servi unei persoane:

 în scopuri medicinale - se folosește așa-numitul duș static, care are un efect pozitiv asupra organismului, aerosoli electrici speciali sunt utilizați pentru tratarea sistemului respirator;
 pentru curatarea aerului de praf, funingine, acizi si vapori alcalini folosind filtre electrostatice;
 pentru reproducerea rapidă a desenelor, graficelor, textelor în electrocopiatoare (în special copiatoare), pentru vopsirea rapidă și durabilă a țesăturilor în vopsitorii;
 pentru afumarea peștelui la fabricile de pește - în camere electrice speciale, unde se mișcă un transportor cu pește încărcat cu o sarcină pozitivă, iar electrozii sunt încărcați negativ. Fumatul folosind această metodă are loc de zeci de ori mai repede decât fără un câmp electric.

Electricitatea statică poate provoca daune atât la locul de muncă, cât și la domiciliu, așa că de multe ori trebuie să te confrunți cu ea. Astfel, la frecarea cu aerul, avionul devine electrificat, astfel încât după aterizare nu puteți atașa imediat o scară metalică: poate apărea o descărcare care va provoca un incendiu. În primul rând, aeronava este descărcată, pentru care un cablu metalic conectat la pielea aeronavei este coborât la sol, iar descărcarea are loc în sol. Microdescărcările apar atunci când o persoană merge pe o podea acoperită cu acoperire polimerică, sau îndepărtează îmbrăcămintea sintetică. Pentru a neutraliza efectele nocive ale electricității statice:

– în producție, mașinile și mașinile sunt împământate, aerul este umidificat și se folosesc neutralizatoare de sarcină speciale;
– acasă umidifică încăperile, folosesc aditivi speciali pentru apă la spălarea podelelor și agenți antistatici pentru haine.

Teme pentru acasă: redactați un raport pe această temă, în care trageți concluzii asupra tuturor experimentelor desfășurate această lecție (numele tuturor experimentelor sunt scrise în prealabil de către profesor pe tablă).

Literatură

Burov V.A., Ivanov A.I., Sviridov V.I. Sarcini experimentale frontale în fizică. clasa a 9-a. – M.: Educație, 1986.
Burov V.A., Kabanov S.F., Sviridov V.I. Sarcini experimentale frontale în fizică în clasele 6-7. – M.: Educație, 1981.
Gorev L.A. Experimente distractive în fizică. – M.: Educație, 1985.
Carte de lectura fizica. / Comp. I.G.Kirillova. – M.: Educație, 1986.
Luppov G.D. Fizică moleculară și electrodinamică în note de referință și teste. – M.: Educație, 1992.
Peryshkin A.V., Rodina N.A. Fizica-8. – M.: Educație, 1993.

Obiectivele lecției:

educational:

formarea ideilor inițiale despre sarcina electrică, despre interacțiunea corpurilor încărcate, despre existența a două tipuri de sarcini electrice.

clarificarea esenţei procesului de electrificare a corpurilor.

determinarea semnului de sarcină al unui corp electrificat.

în curs de dezvoltare:

dezvoltarea abilităților de identificare a fenomenelor electrice din natură și tehnologie.

familiarizarea cu scurte informații istorice privind studiul sarcinilor electrice.

educational:

dezvoltarea capacității de a lucra în echipă,

hrănind curiozitatea.

Echipament: electroscop, electrometre, un manșon de folie pe suport, tije din sticlă și ebonită, o bucată de blană și leșie, polietilenă, hârtie, un televizor, un video recorder.

Planul lecției

Organizarea timpului.

Record teme pentru acasă: § 25, 26, 27. Completați tabelul.

Explicația noului material:

Control primar.

Consolidarea materialului studiat.

Rezumând. Notare.

În timpul orelor

“Găsește începutul tuturor și vei înțelege multe.” (Kozma Prutkov.)

Elevul 1: Imaginează-ți această scenă:

ÎN Grecia antică, în frumosul oraș Milet a locuit filozoful Thales. Și apoi într-o seară iubita lui fiică se apropie de el. Explicați de ce firele mele se încurcă atunci când lucrez cu un fus chihlimbar, praful și paiele se lipesc de fire. Este foarte incomod.

Thales ia fusul, îl freacă și vede mici scântei.

Elevul al 2-lea: Ei spun adevărul: „Dacă tunetul nu bate, omul nu-și va face cruce.” Și ce este tunetul fără fulger? De câte milioane de ori trebuie să strălucească fulgerul pentru ca un om să se semneze și să se gândească în cele din urmă: ce este asta?

Profesorul: S-ar părea să nu existe nimic în comun între un ax de chihlimbar frecat, care atrage obiecte, și fulger. Dar toate acestea sunt FENOMENE ELECTRICE

De ce apar aceste fenomene? Care este esența acestor fenomene? Trebuie să aflăm acest lucru în lecțiile de astăzi și în lecțiile viitoare.

În caiete notăm data, munca la clasă și subiectul lecției.

Fenomene electrice

Fiecare dintre voi, până la sfârșitul lecției, ar trebui să fie capabil să explice ce sunt sarcina electrică și electrificarea, cum interacționează corpurile încărcate între ele și cum funcționează cel mai simplu dispozitiv, un electroscop.

Să luăm în considerare mai întâi originea termenului „electricitate”

Istoria dezvoltării energiei electrice începe cu Thales din Milet. La început, proprietatea de a atrage obiecte mici a fost atribuită doar chihlimbarului (rășină pietrificată a copacilor de conifere). De la numele căruia provine cuvântul electricitate, deoarece în greacă. elektron-chihlimbar. (scrie pe tabla)

3 elev: Doar în sfârşitul XVI-lea secole și începutul secolului al XVII-lea și-au amintit de această descoperire. Medicul și naturalistul englez William Gilbert (1544-1603) a aflat că multe substanțe se pot electrifica prin frecare. El a fost unul dintre primii oameni de știință care a aprobat experiența, experimentul ca bază a cercetării.

Cercetare științifică fenomenele electrice au început în cartea lui Hilbert, căruia îi aparține și termenul „electricitate”. Gilbert a examinat cu minuțiozitate multe corpuri diferite și a construit în acest scop un indicator electric special, pe care îl descrie astfel: „Fă-ți o săgeată lungă de trei sau patru centimetri de orice metal, suficient de mobil pe acul său, ca un indicator magnetic.” Cu ajutorul acestui indicator, prototipul electroscoapelor moderne, Gilbert a stabilit că multe corpuri, „nu numai create de natură, ci și pregătite artificial”, au capacitatea de a atrage. El a arătat că frecarea electrizează nu numai chihlimbarul, ci și multe alte substanțe: diamant, safir, ceară de etanșare și că atrag nu numai paie, ci și metale, lemn, frunze, pietricele, bulgări de pământ și chiar apă și ulei. Cu toate acestea, el a descoperit că multe corpuri „nu sunt atrase sau excitate de nicio frecare”. Acestea includ o serie de pietre și metale prețioase: „argint, aur, cupru, fier și orice magnet”. Gilbert a numit corpurile care prezintă capacitatea de atracție electrice, corpurile care nu au această capacitate - neelectrice.

Profesor: Dacă freci o bucată de chihlimbar pe lână sau o tijă de sticlă - pe hârtie sau mătase, poți auzi un ușor trosnet, scânteie în întuneric, iar tija în sine dobândește capacitatea de a atrage obiecte mici la sine

Un corp care, după ce a fost frecat, atrage alte corpuri spre sine, se spune că este electrificat sau că i s-a dat o sarcină electrică.

Experimentul 1. Să electrizăm un pieptene pe părul uscat

Prin atracția corpurilor unul față de celălalt, se poate judeca dacă corpurile au o sarcină electrică.Există instrumente cu care se poate judeca electrificarea corpurilor - un electroscop (electron - observ)

Se numește electroscop dispozitiv fizic, care este folosit pentru a detecta o sarcină electrică pe un corp.

Electroscopul are un corp cilindric prin care trece o tija metalica, izolata de corp printr-un dop de plastic. La un capăt al tijei este o minge de metal, iar la celălalt? două petale mobile.

Când un corp încărcat intră în contact cu bila electroscopului, petalele acesteia sunt deviate cu un anumit unghi, în funcție de mărimea sarcinii; cu cât sarcina electroscopului este mai mare, cu atât forța de respingere a frunzelor este mai mare. Un electrometru este proiectat într-un mod similar, în care o săgeată ușoară este respinsă dintr-o tijă.

Pentru a descărca electroscopul, îl puteți atinge pur și simplu cu mâna. Acest lucru se poate face, de exemplu, cu sârmă de fier sau de cupru, dar pe o tijă de sticlă sau ebonită încărcăturile nu vor intra în pământ.

Electrificarea poate avea loc în mai multe moduri:

1. PRIN CONTACT

Newton a efectuat și experimente electrice, observând dansul electric al bucăților de hârtie așezate sub sticlă așezată pe un inel metalic. La frecarea sticlei, bucățile de hârtie au fost atrase de acesta, apoi au sărit, au fost atrase din nou etc. Newton a efectuat aceste experimente în 1675.

2. PRIN IMPACT (loviți puternic furtunul de cauciuc de un obiect masiv și aduceți-l la electroscop)

3.FRICȚIA

Gilbert subliniază modul în care electrificarea se realizează prin frecare: „Sunt frecate cu corpuri care nu le strică suprafața și aduc strălucire, de exemplu, mătase tare, cârpă grosieră care nu pătează și palma uscată. Chihlimbarul este, de asemenea, frecat de chihlimbar, de diamant, de sticlă și multe altele. Așa sunt procesate corpurile electrice.”

Corpurile sunt frecate unul de celălalt pentru a crește zona de contact.

Experimentul 2. Puneți folie de plastic pe banda de hârtie și apăsați ferm benzile cu mâna. Desfaceți benzile și apoi apropiați-le una de cealaltă.

Dungi ______________________.

Concluzie: corpurile pot fi electrificate ___ frecare ___________.

____ sunt mereu implicați în electrificare Două _______ corp.

electrificat după separare_____ ambii _____ corp.

Am făcut o concluzie foarte importantă:

Un tip de electrificare este frecarea corpurilor.

În acest caz, sunt întotdeauna implicate două (sau mai multe) organisme.

Ambele corpuri sunt electrizate.

După cum ați observat, două corpuri sunt mereu implicate în electrificare: chihlimbarul cu blană; sticla cu matase etc. În acest caz, ambele corpuri sunt electrificate.

Elevul al 4-lea: Electrificarea se observă și atunci când lichidele se freacă de metale în timpul curgerii, precum și stropirea la impact. Prima electrificare a lichidului în timpul zdrobirii a fost observată la cascadele din Elveția în 1786. Din 1913, fenomenul a fost numit efect baloelectric.

Cuceritorul Chomolungma N. Tensing în 1953, în zona colțului sudic al acestui vârf montan la o altitudine de 7,9 km deasupra nivelului mării la 30 0 C și un vânt uscat de până la 25 m/s, s-a observat puternic. electrificarea corturilor cu prelată înghețată introduse unul în celălalt. Spațiul dintre corturi a fost umplut cu numeroase scântei electrice. Mișcarea avalanșelor în munți în nopțile fără lună este uneori însoțită de o strălucire galben-verzuie, făcând vizibile avalanșele.

Toate corpurile electrificate atrag alte corpuri, cum ar fi bucăți de hârtie. Prin atracție, este imposibil să distingem sarcina electrică a unei tije de sticlă frecat pe mătase de încărcătura primită de la o tijă de ebonită frecata pe blană. La urma urmei, ambele bețe electrificate atrag bucăți de hârtie.

Student al 5-lea: Charles Dufay (1698-1739) a stabilit două tipuri de interacțiuni electrice: atracție și repulsie. În primul rând, el a stabilit că „corpurile electrificate le atrag pe cele neelectrificate și le resping imediat de îndată ce devin electrificate din cauza apropierii sau a contactului cu corpurile electrificate”. Mai târziu a descoperit „un alt principiu, mai general și mai remarcabil decât precedentul”. „Acest principiu”, continuă Dufay, „este că există două tipuri de electricitate, foarte diferite unul de altul: unul pe care îl numesc electricitate „de sticlă”, celălalt „rășină”... Particularitatea acestor două tipuri de electricitate este pentru a respinge omogen cu ea și a atrage contrariul. Deci, de exemplu, un corp electrificat cu electricitate de sticlă respinge toate corpurile cu electricitate de sticlă și, dimpotrivă, atrage corpurile cu electricitate de rășină. În același mod, rășina respinge rășina și atrage sticla.”

Profesor: Deci, încărcare electrică? este o măsură a proprietăților corpurilor încărcate de a interacționa între ele.

Ce tipuri de interacțiuni cunoașteți? (atracție și repulsie)

În mod convențional, încărcăturile erau numite pozitive (pe sticlă frecat cu mătase) și negative (pe chihlimbar, ebonită, sulf, cauciuc frecat cu lână).

O sarcină pozitivă în fizică se notează cu +q sau q

Sarcina negativă - -q

Al 6-lea elev: Conceptul de sarcini pozitive și negative a fost introdus în 1747 de Franklin. Un baston de ebonită devine încărcat negativ atunci când este electrizat de lână și blană, deoarece V. Franklin a numit negativ sarcina formată pe un bețișor de cauciuc. Și ebonita este cauciuc cu un amestec mare de sulf. Franklin a numit sarcina care se formează pe o baghetă de sticlă frecata de mătase pozitivă. Dar pe vremea lui Franklin, existau doar mătase naturală și blană naturală. Astăzi, uneori este dificil să distingem mătasea naturală și blana de cele artificiale. Chiar și diferite tipuri de hârtie electrizează ebonita în mod diferit. Ebonita capătă o sarcină negativă din contactul cu lâna (blană) și nailon, dar o sarcină pozitivă din contactul cu polietilena.

Profesor: Să vedem cum interacționează corpurile încărcate

Demonstrație video.

Deci, corpurile cu sarcini electrice de același semn se resping reciproc, iar corpurile cu sarcini de semn opus se atrag reciproc. (vezi rezumatul justificativ)

Pe baza capacității lor de a conduce sarcinile electrice, toate corpurile sunt împărțite în conductori și neconductori (dielectrici).

Deschideți manualul de la paginile 62-63, găsiți definiția conductorilor și a dielectricilor.

Conductori: metale, sol, soluții apoase sau electroliți topiți.

Dielectrice: Materiale plastice, aer, gaze, sticlă, cauciuc, mătase, porțelan, kerosen, nailon etc.

Ce corpuri se numesc izolatori

Corpurile formate din dielectrici se numesc izolatori

Control primar: Acum vom finaliza o scurtă sarcină de testare, pe care o puteți verifica unul cu celălalt și imediat acordați note. Se acordă cinci minute pentru finalizare.

Opțiunea 1

1. Când sticla se freacă de mătase, se încarcă:

pozitiv

negativ.

2. Dacă un corp electrificat este respins de un băț de ebonită frecat pe blană, atunci este încărcat:

pozitiv;

negativ.

3. Trei perechi de bile ușoare sunt suspendate pe fire. Care pereche de bile nu este încărcată?

4. Care pereche de bile (vezi aceeași poză) are aceleași încărcături?

5. Care pereche de bile (vezi aceeași poză) are sarcini opuse?

Opțiunea 2.

1. Când este frecat de blană, cauciucul devine electrificat:

pozitiv;

negativ.

2. Dacă un corp încărcat este atras de o tijă de sticlă frecata pe mătase, atunci este încărcat:

pozitiv;

negativ.

3. Trei perechi de bile ușoare sunt suspendate pe fire. Care pereche de bile au aceleași sarcini?

4. Care pereche de bile are sarcini opuse (vezi aceeași figură)?

5. Care pereche de bile nu este încărcată (vezi aceeași poză)?

Raspunsuri:

1 opțiune ABABB

Opțiunea 2 BBAVB

Fixare: Ascultă proverbul și răspunde la întrebări:

Despre ce fenomen fizic (concept, lege) este vorba?

Care este sensul fizic al proverbului? Este corect din punct de vedere al fizicii?

Care este sensul de zi cu zi al acestui proverb?

PROVERBE

Ca paiele și chihlimbarul (persan)

Ca o panglică de mătase, se lipește de perete (rusă)

SARCINI CALITATIVE

Ce măsuri de precauție trebuie luate pentru a vă asigura că atunci când benzina este turnată dintr-un rezervor în altul, aceasta nu se aprinde? (În timpul transportului și în timpul transfuziei, benzina este electrificată, poate apărea o scânteie și benzina se va aprinde. Pentru a preveni acest lucru, atât rezervoarele, cât și conducta care le conectează sunt împământate).

Pentru a împământa o cisternă de combustibil, este atașat un lanț de oțel, al cărui capăt inferior atinge solul în mai multe verigi. De ce un tanc de cale ferată nu are un astfel de lanț? (Deoarece rezervorul de cale ferată este împământat prin roțile șinei)

Poate unul și același corp, de exemplu un baston de ebonită, să devină electrificat fie negativ, fie pozitiv în timpul frecării? (Poate în funcție de cu ce îl freci)

Dacă scoateți un ciorap de nailon dintr-un altul și țineți fiecare în mână în aer, se extind. De ce? (Când apare frecarea, ciorapii devin electrificați. Sarcini similare se resping reciproc. Prin urmare, suprafața ciorapii se umflă.)

Încărcările electrice fac atât de multe lucruri utile încât este imposibil să le enumerăm pe toate.

De exemplu, fumatul este impregnarea unui produs cu fum de lemn. Particulele de fum nu numai că dau alimentelor un gust deosebit, ci le protejează și de deteriorare. În timpul fumatului electric, particulele de fum sunt încărcate pozitiv și, de exemplu, carcasele de pește sunt conectate la electrozi negativi. Particulele de fum încărcate se depun pe suprafața carcasei și sunt parțial absorbite. Întregul proces de fumat electric durează câteva minute.

Rezumatul lecției. Notare

De ce poartă un inel de aur?
Pe deget, când două persoane se logodesc? -
m-a întrebat o fată curioasă.
Fără a fi încurcat de întrebare,
I-am răspuns dragului meu interlocutor astfel:
Dragostea are putere electrică,
Și aurul este dirijor!