§29. Механізм електризації. Електроскоп (179-186)

Механізм елетризації. Електроскоп

Механізм електризації. Електроскоп. Тест.

Експеримент 1 — Тертя (трибоелектричне електризування)

Мета: показати, що натирання передає заряд і чому легкі предмети притягуються.

Що потрібно: пластиковий гребінець або лінійка, вовняна або синтетична тканина, невеликі паперові смужки (1×2 см).

Кроки:

1. Добре витри гребінець сухою тканиною (30–40 разів).

2. Підійди гребінцем до купки паперових смужок (не торкаючись).

3. Повільно наближай і віддаляй гребінець, пробуй різні місця і відстані.

Що спостерігаємо: паперові смужки притягуються до гребінця і можуть «підскакувати» на нього; при наближенні притягання сильніше.

Коротке пояснення: при терті гребінець набирає надлишок електронів (або втрачає — залежить від матеріалів), стає зарядженим; нейтральні папірці індукуються і притягуються.

Запитання для запису: яка максимальна відстань притягання? Як змінюється сила, якщо гребінець змастити (волога)?

Експеримент 2 — Простий листовий електроскоп (з фольги)

Мета: зібрати простий електроскоп і виявляти на ньому заряд; показати індукцію і збереження заряду.

Що потрібно: порожня скляна або пластикова банка з кришкою, тонка нитка, смужка алюмінієвої фольги (~2×4 см) — дві однакові, ножиці, олівець або паличка для підвіски, голка.

Збірка та кроки:

1. Зроби з кришки невеликий отвір (або проколи кришку голкою). Прив’яжи до нитки дві смужки фольги — вільні кінці однаково висять (це «листочки»). Закріпи нитку в кришці так, щоб листочки висіли в банці, не торкаючись стінок. Закрий кришку.

2. Піднеси заряджений гребінець до зовнішньої стінки банки — листочки розійдуться (індукція через стінку).

3. Тепер доторкнися зарядженим гребінцем до кришки (контакт) і віддали — листочки залишаться розведеними (електроскоп заряджено).

Що спостерігаємо: листочки розходяться при наближенні й при контакті; після контакту розходження зберігаються (якщо заряд не втрачається).

Коротке пояснення: індукція — перерозподіл зарядів; після контакту частина заряду залишається на електроскопі → листочки мають однаковий знак → взаємне відштовхування.

Запитання для запису: чи сильніше розходяться листочки при контакті чи при наближенні? Чи довго тримається заряд (виміряти час)?

Експеримент 3 — Визначення знаку заряду (простий тест з двома електроскопами або з відомим зарядом)

Мета: показати, як визначають знак заряду індукційним способом.

Що потрібно: два простих електроскопи (як у експ.2) або один електроскоп + відомий заряд (наприклад: гребінець натертий вовною — «–», скляна трубка натерта шовком — «+»; якщо немає досвіду, просто використай два різні матеріали).

Кроки (варіант з двома електроскопами):

1. Заряди електроскоп A контактно (приклади заряджений гребінець до кришки). Листочки розійшлися. У тебе є електроскоп B з невідомим зарядом.

2. Піднеси електроскоп B до електроскопу A збоку (без контакту). Якщо листочки A зменшать розходження → B має протилежний знак (індукція притягує частину заряду і зменшує відштовхування). Якщо розходження збільшаться → B має такий самий знак.

Що спостерігаємо: збільшення або зменшення кута розходження листків.

Коротке пояснення: електроскоп реагує на поле іншого зарядженого тіла; взаємодія залежить від знаків зарядів.

Запитання для запису: який знак мав електроскоп B? Спробуй перевірити іншим відомим зарядом.

Експеримент 4 — Демонстрація закону збереження заряду (простий «обмін» зарядами)

Мета: показати, що при торканні двох нейтральних предметів після контакту виникають заряди, але загальний заряд залишається сталим.

Що потрібно: два однакові пластикові бутильчики (порожні) або дві кульки з фольги, нитка/паличка, гребінець або шерстяна тканина.

Кроки:

1. Заряди гребінець тертям (отримаєш заряд). Доторкнися ним до кульки A — вона зарядиться (візуально: притягуватиме папірці або буде реагувати на електроскоп). Кулька B залишиться нейтральною.

2. Доторкнися кулькою A до кульки B (контакт). Потім відведи їх одна від одної.

3. Перевір обидві кульки: вони обидві заряджені, але сумарний заряд приблизно той самий, що мав гребінець (якщо втрат замало).

Що спостерігаємо: після контакту заряд «поділився» між двома кульками; обидві демонструють електричні ефекти.

Коротке пояснення: при контакті заряд перерозподіляється; кількість заряду, передана з джерела, рівна сумі зарядів на обох тілах — нічого не «виникло заново».

Запитання для запису: як змінилась сила взаємодії кульок до і після контакту? Який висновок про збереження заряду?