Электростатика контрольная работа 8 класс: Тест по теме «Электростатика» (8 класс)

Содержание

Тест по теме «Электростатика» (8 класс)

Тест по теме «Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов»

Вариант 1

  1. Тело, которое наэлектризовано (имеет электрический заряд)…

а) …нагревается. б) …охлаждается.

в) …приходит в движение. г) …притягивает к себе другие тела.

  1. Как взаимодействуют наэлектризованные тела?

а) Притягиваются или отталкиваются в зависимости от того, какие у тел заряды.

б) Тела с зарядами одного знака притягиваются.

в) Тела с зарядами разного знака отталкиваются.

г) Если у тел заряды одного знака, они отталкиваются, если разного — притягиваются.

3. Какие бумажные цилиндрики, показанные на рисунке, не заряжены, а каким сообщены одноименные заряды?


а) № 3; № 1.

б) № 3; № 2.

в) № 1; № 3.

г) № 1; № 2.

  1. Два тела, обладая положительным зарядом, отталкиваются. Как они будут взаимодействовать, если одно из них приобретет отрицательный заряд? Если отрицательно наэлектризованными станут оба тела?

а) Притянутся в обоих случаях. б) В том и другом случае оттолкнутся.

в) Притянутся; оттолкнутся. г) Оттолкнутся; притянутся.

  1. Электроскоп — это прибор для…

а) …изучения электрических явлений. б) …обнаружения электрических зарядов.

в) …электризации тел. г) …обнаружения взаимодействия электрических зарядов.

  1. Заряды какого знака находятся на электроскопах № 1 и № 2, если их лепестки расположились так, как показано на рисунке? (Пунктиром обозначено их первоначальное положение.)


а) № 1 — положительный, № 2 — отрицательный.

б) № 1 и № 2 — отрицательный.

в) № 1 и № 2 — положительный.

г) № 1 — отрицательный, № 2 — положительный.

  1. Какому из этих электроскопов сообщен наибольший электрический заряд?


а) № 1.

б) № 2.

в) № 3.

  1. Диэлектрик — это вещество…

а) …через которое заряды пройти не могут (непроводник).

б) …непроводник, который легко электризуется.

в) …через которое не могут пройти заряды какого-либо одного знака.

  1. Какое вещество является диэлектриком?

а) Раствор соли в воде. б) Ртуть.

в) Медь. г) Резина.

  1. Электрический заряд можно делить…

а) …на заряды, меньшие исходного в 2, 4, 8 и т.д. раз.

б) …на множество малых зарядов.

в) …до получения неделимого наименьшего в природе заряда.

г) …до бесконечности.

  1. Какие числовые данные в опытах по изучению электрических зарядов ошибочны, если сказано, что исследуемому телу (пылинке) сообщены последовательно заряды, равные.

    ..

а) …2,5 заряда электрона. в) …10 зарядам электрона.

б) …5 зарядам электрона. г)… 12,5 заряда электрона.

  1. Какую физическую величину измеряют в кулонах (Кл)?

а) Электрическую силу.

б) Силу взаимодействия электрических зарядов.

в) Электрический заряд.

Тест по теме «Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов»

Вариант 2

1. Электрические заряды бывают…

а) …положительными.

б) …отрицательными.

в) …положительными и отрицательными.

г) …разными.

2. В каком случае правильно изображено взаимодействие заряженных тел?


г) Нет правильного изображения.

3. В каких случаях эти наэлектризованные шарики должны отталкиваться?

а) № 1 и № 3. в) № 1 и № 4.

б) № 2 и № 4. г) № 2 и № 3.

4. К наэлектризованным шарам, знаки зарядов которых неизвестны, подносят палочки с зарядом известного знака. На каком рисунке показан шар, имеющий отрицательный заряд?


а) № 1.

б) № 2.

в) № 3.

5. Чем электрометр отличается от электроскопа?

а) Ничем.

б) Принципом действия.

в) Массой.

г) Наличием вместо «лепестков» стрелки, перемещающейся по шкале.

6. При поднесении к шарам, подвешенным на нитях, наэлектризованной палочки они расположились так, как показано на рисунке. Какой из шаров не наэлектризован, какой имеет тоже положительный заряд?

а) № 3; № 2.

б) № 3; № 1.

в) № 2; № 1.

г) № 2; № 3.

7. Проводником электричества называют вещество…

а) …которое получило электрические заряды.

б) …которое легко электризуется.

в) …через которое положительные заряды могут проходить от заряженного тела к другим.

г) …через которое электрические заряды могут переходить от заряженного тела к другим.

8. Какое из названных здесь веществ относится к проводникам электричества?

а) Шелк. в) Графит.

б) Фарфор. г) Пластмасса.

9. Из какого вещества должен быть сделан изолятор?

а) Металла. б) Диэлектрика.

в) Пластмассы. г) Ткани.

10. Предел деления заряда — частица с наименьшим зарядом, названная…

а) …электроскопом. б) …электроном.

в) …диэлектриком. г) …изолятором.

11. Какова масса и заряд электрона?

а) 9,1 · 1031 кг и 1,6 · 1019 Кл. в) 9,1 · 10-31 г и 1,6 · 10-19 Кл.

б) 9,1 · 10-31 кг и 1,6 · 10-19 Кл.

12. Какие частицы входят в состав ядра атома?

а) Протоны и электроны. в) Протоны и нейтроны.

б) Электроны, протоны, нейтроны. г) Нейтроны и электроны.

Контрольная работа по физике 8 класс | Учебно-методический материал по физике (8 класс) на тему:

Контрольная работа «Электростатика» 8 класс

1. Что такое электрическое поле?

2. Что такое электрон?

3. Как называется современная модель атома? Что она из себя представляет?

4. Какие частицы входят в состав атома? Сколько их в атоме?

5. Известно, что в ядре атома находится 7 частиц, из которых 3- протоны. Сколько в этом атоме других частиц?

6. Что означают слова «тело получило электрический заряд»?

7. Что такое диэлектрик? Какие вещества являются диэлектриками?

8. Какого знака заряды у шариков одинаковой массы, подвешенных на шёлковых нитях? Какой из них имеет больший заряд? Ответ пояснить.

                                                                         

9. Капелька масла заряжена отрицательно и медленно движется к пластине А. Заряд пластины можно менять. Что необходимо сделать, чтобы остановить движение капли? Заставить капельке двигаться вверх?

                                                 

                                           

    А

10. Изобразите атом, отрицательный ион и положительный ион кислорода.

Контрольная работа «Электростатика» 8 класс

  1. Что такое протон?
  2. Какими свойствами обладает электрическое поле?
  3. Что такое электроскоп? Каков принцип действия электроскопа?
  4. Какие частицы входят в состав атомного ядра? Сколько их в ядре?
  5. Какой из четырёх атомов стал положительным ионом, если в их ядрах находятся по 10 протонов, а число электронов у них разное: у первого-12, у второго-11, у третьего-10, у четвёртого-9? Ответ поясните.
  6. Что такое электрический заряд?
  7. Что такое проводник? Какие вещества являются проводниками?
  8. Окружающие нас тела электрически нейтральны, хотя их атомы состоят из заряженных частиц. Чем объяснить  «незаряженность» тел?
  9. Изобразите отрицательный ион, атом и положительный ион гелия.
  10. К незаряженной металлической палочке поднесли заряженное тело. Какой заряд возникнет на палочке? Ответ пояснить.

   

                                                                                                   

                                           

   

                                           

   

Контрольная работа «Электростатика» 8 класс | Учебно-методический материал по физике (8 класс):

Электростатика

1 вариант

  1. Как взаимодействуют одноименные заряды?
  2. Какого знака заряд образуется на стеклянной палочке при трении о бумагу?
  3. Каким будет заряд капли жидкости, которая образовалась при слиянии двух капель, если заряд у первой капли равен  -5 мкКл, у второй равен 9 мкКл?
  4. Переведите значение электроёмкости в  фарады: а) 5000 мкФ, б) 200 пФ,                в) 0,4 мФ.
  5. Найдите заряд и энергию конденсатора, если его электроёмкость 5 мкФ, а напряжение на его обкладках 5кВ.
  6. Чему равна работа поля по перемещению заряда 4 мкКл между двумя точками, если напряжение между ними 200В.
  7. С какой силой притягиваются заряды 2мкКл и  5мкКл, если расстояние между ними 3м?

Дополнительно:

  1. Найдите электроёмкость плоского конденсатора, если площадь обкладок 20 см2, расстояние между ними 1 мм, пространство между обкладками заполнено средой с диэлектрической проницаемостью равной 5.
  2. Напряжение на конденсаторе ёмкостью 2 пФ равно 5кВ. Найдите заряд конденсатора.

Электростатика

2 вариант

  1. Как взаимодействуют разноименные заряды?
  2. Какого знака заряд образуется на эбонитовой палочке при трении о шерсть?
  3. Переведите значение напряжения в  вольты: а) 5 кВ, б) 200 мВ, в) 0,3 МВ.
  4. Два одинаковых металлических шарика привели в соприкосновение и развели в стороны, какой заряд будет на каждом шарике, если до соприкосновения заряд у первого 30 мкКл, у второго равен  — 40 мкКл?
  5. Найдите электроёмкость и энергию конденсатора, если его заряд 8 мкКл, а напряжение на его обкладках 200 мВ.
  6. С какой силой притягиваются заряды 1мкКл и  4 мкКл, если расстояние между ними 2м?
  7. Работа поля по перемещению заряда 2 мкКл между двумя точками равна 400мДж, найдите напряжение между ними.

Дополнительно:

  1. Найдите электроёмкость плоского конденсатора, если площадь обкладок 50см2, расстояние между ними 2 мм, пространство между обкладками заполнено средой с диэлектрической проницаемостью равной 10000.
  2. Найдите напряжение на конденсаторе ёмкостью 50 мкФ, если его заряд 5 пКл.

Физика, 8 класс: уроки, тесты, задания

  • Изучаем тепловые явления

    1. Тепловое движение. Связь температуры тела со скоростью движения молекул
    2. Внутренняя энергия.
      Два способа изменения внутренней энергии
    3. Виды теплопередачи
    4. Количество теплоты как физическая величина
    5. Что такое удельная теплоёмкость вещества
    6. Что такое удельная теплота сгорания топлива
    7. Закон сохранения энергии в механических и тепловых процессах
  • Изменение состояния вещества

    1. Плавление и отвердевание тел.
      Температура плавления
    2. Что такое удельная теплота плавления
    3. Парообразование и конденсация
    4. Относительная влажность воздуха и её измерение. Психрометр
    5. Кипение.
      Температура кипения. Удельная теплота парообразования
    6. Объяснение изменений агрегатных состояний вещества
    7. Преобразования энергии в тепловых машинах
    8. Экологические проблемы использования тепловых машин
  • Изучаем электрические явления

    1. Проводники, диэлектрики и полупроводники
    2. Взаимодействие заряженных тел.
      Электрическое поле
    3. Закон сохранения электрического заряда
    4. Дискретность электрического заряда. Электрон. Строение атомов
    5. Электрический ток. Электрическая цепь. Гальванические элементы
    6. Электрический ток в металлах.
      Полупроводниковые приборы
    7. Сила тока как физическая величина. Амперметр
    8. Электрическое напряжение как физическая величина. Вольтметр
    9. Электрическое сопротивление как физическая величина. Закон Ома
    10. Удельное сопротивление.
      Реостаты. Резисторы
    11. Последовательное и параллельное соединения проводников. Правила
    12. Понятия работы и мощности электрического тока
    13. Количество теплоты, выделяемое проводником с током
    14. Счётчик электрической энергии
    15. Виды ламп накаливания
    16. Расчёт электроэнергии, потребляемой бытовыми электроприборами
    17. Короткое замыкание.
      Электробезопасность. Плавкие предохранители
  • Изучаем электромагнитные явления

    1. Магнитное поле. Направление магнитных линий
    2. Свойства электромагнитов
    3. Постоянные магниты.
      Магнитное поле Земли
    4. Движение проводника в магнитном поле. Электродвигатель. Динамик и микрофон
  • Изучаем световые явления

    1. Источники света. Прямолинейность распространения света
    2. Понятие отражения света.
      Закон отражения. Плоское зеркало
    3. Понятие преломления света. Закон преломления
    4. Линза. Фокусное расстояние линзы. Построение изображений
    5. Оптическая сила линзы. Глаз как оптическая система. Оптические приборы
  • Класс заполнен на 100 %

  • Контрольная работа «Электростатика» 10 класс

    Контрольная работа по теме «Электростатика»

    1 вариант

    1. Заряд 4 нКл в керосине на расстоянии 5 см притягивает к себе второй заряд с силой 0,2 мН. Найти величину второго заряда. Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2.

    2. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 400 В?

    3. Обкладки конденсатора емкостью 0,002 мкФ находятся под напряжением 30 кВ. Определить энергию заряженного конденсатора.

    4. На заряд, внесенный в некоторую точку электрического поля, напряженность которого 100В/м, действует сила 3,3*10-5 Н. Определить величину заряда.

    5. Напряжение между двумя точками, лежащими на одной линии напряженности однородного поля, равно 2 кВ. Расстояние между этими точками 10 см. Какова напряженность поля?

    2 вариант

    1. На каком расстоянии надо расположить заряды 5 мкКл в керосине (диэлектрическая проницаемость керосина равна 2), чтобы сила взаимодействия между ними оказалась равной 0,5 Н.

    2. При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 2 кВ поле совершило работу 40 мкДж. Чему равен заряд?

    3. Плоскому конденсатору емкостью 500 пФ сообщен заряд 2 мкКл. Определить энергию электрического поля этого конденсатора.

    4. Напряженность поля между двумя параллельными пластинами 10 кВ/м, расстояние между ними 5 см. Найти напряжение между пластинами.

    5. На заряд 0,2 мкКл, находящийся в некоторой точке электрического поля, действует сила 15 мН. Определить напряженность поля в этой точке.

    Контрольная работа по теме «Электростатика»

    1 вариант

    1. Заряд 4 нКл в керосине на расстоянии 5 см притягивает к себе второй заряд с силой 0,2 мН. Найти величину второго заряда. Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2.

    2. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 400 В?

    3. Обкладки конденсатора емкостью 0,002 мкФ находятся под напряжением 30 кВ. Определить энергию заряженного конденсатора.

    4. На заряд, внесенный в некоторую точку электрического поля, напряженность которого 100В/м, действует сила 3,3*10-5 Н. Определить величину заряда.

    5. Напряжение между двумя точками, лежащими на одной линии напряженности однородного поля, равно 2 кВ. Расстояние между этими точками 10 см. Какова напряженность поля?

    2 вариант

    1. На каком расстоянии надо расположить заряды 5 мкКл в керосине (диэлектрическая проницаемость керосина равна 2), чтобы сила взаимодействия между ними оказалась равной 0,5 Н.

    2. При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 2 кВ поле совершило работу 40 мкДж. Чему равен заряд?

    3. Плоскому конденсатору емкостью 500 пФ сообщен заряд 2 мкКл. Определить энергию электрического поля этого конденсатора.

    4. Напряженность поля между двумя параллельными пластинами 10 кВ/м, расстояние между ними 5 см. Найти напряжение между пластинами.

    5. На заряд 0,2 мкКл, находящийся в некоторой точке электрического поля, действует сила 15 мН. Определить напряженность поля в этой точке.

    Контрольная работа по теме «Электростатика» 10 класс

    Вариант 4.

    1. Емкость плоского конденсатора, пространство между обкладками которого заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, в СИ определяется по формуле:

    а) б) ; в) г)

    2. Сила электростатического взаимодействия между двумя равными одноименными точечными зарядами, находящимися в глицерине на расстоянии r = 2 см друг от друга, F = 2 мН. Определите, чему равны эти заряды q.

    3. Два заряда q1 = q2 = 40 нКл, разделенные слоем слюды толщиной d = 1 см, взаимодействуют с силой F = 18 мН. Определите диэлектрическую проницаемость ε слюды.

    4. Два одинаковых металлических шарика заряжены одноименно так, что заряд одного из них в k = 5 раз больше другого. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз n изменилась по модулю сила их взаимодействия?

    5. Разноименные заряды q1 = +20 нКл и q2 = –30 нКл находятся в воздухе на расстоянии l = 40 см друг от друга. Определите потенциал электростатического поля φ, созданного этими зарядами, в точке, которая удалена на расстояние r1 = 30 см от первого заряда и на расстояние r2 = 50 см от второго.

    6. Два маленьких шарика массами m1 = m2 = 5 г подвешены на шелковых нитях длиной l = 40 см каждая, прикрепленных к одному крючку. После того как шарикам сообщили равные одноименные заряды q1 = q2 = q0, они разошлись на расстояние r = 5 см. Определите заряды шариков.

    7. Плоский воздушный конденсатор емкостью С зарядили до напряжения U и отключили от источника. Какой энергией W будет обладать заряженный конденсатор после заполнения пространства между его обкладками жидкостью с диэлектрической проницаемостью ε?

    Вариант №1

    1. Три маленьких шарика одинаковой массы изготовленные из железа имеют следующие заряды: 5нКл, 10 нКл и – 3нКл. Шарики привели в соприкосновение. Каким стал заря каждого шарика после этого?

    2.Чему равна напряженность электрического поля на расстоянии 1 м от заряда 0,1 нКл.

    3. По спирали электроплитки проходит 540 Кл электричества за каждые 5 минут. Чему равна сила тока в лампе?

    4. Сопротивление алюминиевого провода длиной 0,9 км и сечением 10 мм2 равно 2,5 Ом. Определите его удельное сопротивление.

    5. Конденсатор имеет электроемкость 5 пФ. Какой заряд находится на каждой его обкладке, если разность потенциалов между ними равна 1 000 В?

    6. Электрическая печь включена в сеть с напряжением 120 В через сопротивление 2 Ом. Найдите мощность печи при силе тока 20 А.

    7. Источник тока с ЭДС 18В имеет внутреннее сопротивление 30 ОМ. Какое значение будет иметь сила тока при подключении к этому источнику резистора с электрическим сопротивлением 60 Ом ?

    Вариант№2

    1. Два одинаковых тела, заряды которых 5 мкКл и –15 мкКл. привели в соприкосновение. Какими стали после этого заряды этих тел.

    2. Определить напряженность поля, если сила. с которой это поле действует на заряд 20 нКл, равна 0,01 Н.

    3. Вычислите работу, совершенную в проводнике при прохождении по нему 50 Кл электричества, если напряжение на его концах равно 120 В

    4. Элемент с ЭДС 25 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом подключен к внешней цепи сопротивлением 12 Ом. Определите силу тока в цепи.

    5. Плоский конденсатор с размерами пластин 25см х 25см и расстоянием между ними 0,5 мм заряжен до разности потенциалов 10 В. Определите заряд на каждой из его обкладок.

    6. Сопротивление никелиновой проволоки длиной 2 м и сечением 0,18 мм2 равно 4,4 Ом. Определите ее удельное сопротивление.

    7. Источник тока с ЭДС 36В имеет внутреннее сопротивление 30 ОМ. Какое значение будет иметь сила тока при подключении к этому источнику резистора с электрическим сопротивлением 60 Ом ?

    Контрольная работа. Электрические явления. 8 класс.

    Вариант1

     

    1. Для чего используют вольтметр, и как его подключают к электрической цепи?      (1 балл)

     

    2. Сила тока в электрической лампе, рассчитанной на напряжение 110 В, равна 0.5 А. Какова мощность тока в этой лампе?                                                                          (2 балла)

     

    3. Определите силу тока, проходящего по стальному проводнику длиной 100 м и сечением 0.5 мм2, при напряжении 68 В. (Удельное сопротивление стали 15 108 Омм.)                                                                                     (3 балла)

     

    4. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке, если напряжение на всем участке цепи 16 В, а R1=1 Ом, R2=2 Ом, R3=3 Ом, R4=4 Ом.                                                                                     (4 балла)

     

    5. Кипятильник с КПД 80% изготовлен из нихромовой проволоки сечением 0.84 мм2 и включен в сеть с напряжением 220 В. За 20 мин с его помощью было нагрето 4 л воды от 10С до 90С. Какова длина проволоки, из которой изготовлен кипятильник? (Удельное сопротивление нихрома  110 10-8 Омм, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг С, плотность воды 1000 кг/м3)                                                                                                   (4 балла)

     

     

    Вариант 2

     

    1. Для чего используют амперметр, и как его подключают к электрической цепи?      (1 балл)

     

    2. Какое количество теплоты выделится в резисторе сопротивлением 20 Ом при протекании по нему тока силой 1.2 А за 1.5 мин?                                                                                     (2 балла)

     

    3. Электрическая печь, сделанная из никелиновой проволоки длиной 56.25 м и сечением 1.5 мм2, присоединена к сети с напряжением 0.12 кВ. Определить силу тока, протекающего по спирали. (Удельное сопротивление никели  40 10-8 Омм)                                      (3 балла)

     

    4. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке, если сила тока в неразветвленном участке цепи равна 10 А, а R1=6 Ом, R2=12 Ом, R3=15 Ом, R4=3 Ом.                                           (4 балла)

     

    5. Определите, на какое напряжение рассчитан электрокипятильник, который за 5 мин нагревает 0.2 л воды от 14С до кипения при условии, что по его обмотке протекает ток 2 А. Потерями энергии пренебречь. (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг С, плотность воды 1000 кг/м3)                                                                                     (4 балла)

     

     

    Вариант 3

     

    1. О связи каких величин идет речь в законе Ома для однородного участка цепи?     (1 балл)

     

    2. Электродвигатель, включенный в сеть, работал 6 часов. Расход энергии при этом составил 3240 кДж. Какова мощность электродвигателя?                                                              (2 балла)

     

    3. По медному проводнику с поперечным сечением 3.5 мм2 и длиной 14.2 м идет ток силой 2.25 А. Определите напряжение на концах этого проводника. (Удельное сопротивление меди 1.7 10-8 Омм)                                           (3 балла)

     

    4. В цепь, которая изображена на рисунке, подано напряжение 55 В. Сопротивления всех резисторов одинаковы и равны 2 Ом. Найти общее сопротивление цепи, а также распределение токов. (4 балла)

     

    5. В электрокипятильнике емкостью 5 л с КПД 70% вода нагревается от 10С до 100С за 20 мин. Какой силы ток проходит по обмотке нагревателя, если напряжение в сети 220 В? (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг С, плотность воды 1000 кг/м3)                                                         (4 балла)

     

     

     

     

    Вариант 4

     

    1. В чем причина короткого замыкания?   (1 балл)

     

    2. Сколько теплоты выделится в электронагревателе в течение 2 мин, если его сопротивление 20 Ом, а сила тока в цепи 6 А?                                                                                      (2 балла)

     

    3. Сила тока в спирали электрокипятильника 4 А. Кипятильник включен в сеть с напряжением 220 В. Какова длина нихромовой проволоки, из которой изготовлена спираль кипятильника, если ее сечение 0.1 мм2? (Удельное сопротивление нихрома  110 10-8 Омм)                             (3 балла)

    4. На рисунке дана схема электрической цепи. Напряжение UAB=120 В. Определить сопротивление всей цепи, силу тока до разветвления и силу тока в каждом резисторе. (4 балла)

     

    5. Сколько времени будет нагреваться 1.5 л воды от 20С до 100С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если КПД его 80%? (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг С, плотность воды 1000 кг/м3)               (4 балла)

    Трение и статическое электричество | Статическое электричество

    Вы когда-нибудь толкали тележку по магазинам и внезапно испытывали шок? Или натянул школьную майку через голову и услышал треск? Что вызывает эти удары и шумы? Давайте разбираться.

    Трение и статическое электричество

    • трение
    • статическое электричество
    • электростатический заряд
    • привлекать: притягивать что-то ближе
    • Отталкивать: что-то отталкивать
    • нейтральный
    • разгрузка
    • земля
    • заземление

    Эффекты статического электричества окружают нас повсюду, но мы не всегда замечаем его, когда видим или чувствуем их.Или, может быть, да, но вы никогда не понимали, что было причиной. Например, испытывали ли вы когда-нибудь легкий шок, надевая майку на голову в холодный день, или, возможно, вы наблюдали, как ваши волосы встают дыбом, когда вы касаетесь определенных предметов? Давайте быстро продемонстрируем статическое электричество.

    Посмотрите это видео о статическом электричестве, чтобы понять, почему ваши волосы встают дыбом, когда вы расчесываете их или трете о воздушный шарик.

    Вы также можете выполнять это задание, используя пластиковую расческу, а не воздушные шары.Или вы можете использовать листы бумаги вместо волос ученика, поскольку не все волосы будут вести себя следующим образом, если в них есть продукт. Затем вы можете натереть воздушный шарик о трикотаж и собрать листы бумаги.

    МАТЕРИАЛЫ:

    • шары (или пластиковая расческа)
    • листочков бумаги

    ИНСТРУКЦИЯ:

    Надуйте воздушный шар и завяжите его так, чтобы воздух не выходил.

    Держите воздушный шар на небольшом расстоянии от волос или кусочков бумаги. Что ты заметил?


    Потрите волосы воздушным шариком.

    Теперь держите воздушный шар на небольшом расстоянии от ваших волос или кусочков бумаги.Что ты видишь?


    Волосы должны «подняться» и прилипнуть к шарику, иначе кусочки бумаги прилипнут к шарику.

    Вы видели, как ваши волосы вот так «встают дыбом» ?!

    ВОПРОС:

    Что вы сделали, чтобы ваши волосы или кусочки бумаги прилипли к воздушному шарику?

    Сильно протереть шариком.

    Давайте посмотрим на повседневный пример статического электричества. Иногда, когда вы расчесываете волосы пластиковой расческой, волосы встают дыбом и издают треск. Как это произошло?

    Вы провели пластиковую расческу по поверхности ваших волос. Когда две поверхности трутся друг о друга, между ними возникает трение , .Трение — это сопротивление движению объекта в результате его контакта с другим объектом. Это означает, что когда вы проводите пластиковой расческой по волосам, ваши волосы сопротивляются движению расчески и замедляют его движение.

    Трение между двумя поверхностями может вызвать перенос электронов с одной поверхности на другую.

    Чтобы понять, как могут передаваться электроны, нам нужно вспомнить, что мы узнали о структуре атома в последнем члене книги «Материя и материалы».

    У всех атомов есть ядра, содержащие протоны и нейтроны. Ядро удерживается вместе очень сильной силой, а это означает, что протоны внутри ядра можно рассматривать как закрепленные там. Атом также содержит электроны. Где в атоме расположены электроны?


    Электроны расположены в пространстве вокруг ядра.

    Какой заряд у протона?


    Какой заряд у электрона?


    Какой заряд у нейтрона?


    Нейтроны не заряжаются.Они нейтральны.

    Атом удерживается вместе за счет электростатического притяжения между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами. Внутри атома электроны, расположенные ближе всего к ядру, удерживаются сильнее всего, в то время как более удаленные испытывают более слабое притяжение.

    Обычно атомы содержат одинаковое количество протонов и электронов. Это означает, что атомы обычно являются нейтральными и , потому что они имеют такое же количество положительных зарядов, что и отрицательные, поэтому заряды уравновешивают друг друга.Все объекты состоят из атомов, и поскольку атомы обычно нейтральны, объекты также обычно нейтральны.

    Однако, когда мы трём две поверхности друг о друга, например, когда вы расчесываете волосы или трут воздушный шар о волосы, трение может вызвать перенос электронов от одного объекта к другому. Помните, протоны закреплены на месте в ядре, и поэтому они не могут передаваться между атомами, только электроны могут переноситься на другую поверхность. Некоторые объекты отдают электроны легче, чем другие.Посмотрите на следующую диаграмму, которая объясняет, как это происходит.

    Какой объект отказался от части своих электронов на диаграмме?


    У этого объекта теперь больше положительных или отрицательных зарядов?


    В нем больше положительных зарядов.

    Какой объект получил электроны на диаграмме?


    У этого объекта теперь больше положительных или отрицательных зарядов?


    В нем больше отрицательных зарядов.

    Когда в объекте больше электронов, чем протонов, мы говорим, что объект на отрицательно заряжен .

    Если у объекта меньше электронов, чем протонов в целом, мы говорим, что объект на заряжен положительно .

    Взгляните на следующую диаграмму, которая это иллюстрирует.

    Итак, теперь мы понимаем перенос электронов, который происходит в результате трения между объектами.Но как это привело к тому, что ваши волосы встали дыбом, когда вы подносили заряженный шар близко к волосам в последнем упражнении? Давайте посмотрим, что происходит, когда соединяются противоположно заряженные объекты.

    Это забавная демонстрация того, как одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, а разные заряды притягиваются друг к другу. Если у вас достаточно материалов, позвольте учащимся попробовать это самостоятельно. Если у вас недостаточно материалов, сделайте это в качестве демонстрации, но дайте учащимся возможность немного поиграть.

    Сначала выполните это упражнение несколько раз, чтобы убедиться, что у вас правильный метод. Помните, что стержни можно случайно заземлить, поэтому работайте осторожно. Лучше всего это подойдет в сухой день. Это будет зависеть от района, в котором вы живете.

    На семинаре-мозговом штурме с преподавателями-добровольцами и учеными в начале 2013 года мы сняли быструю демонстрацию этой задачи, когда группа ее обсуждала. Вы можете просмотреть этот короткий клип здесь:

    МАТЕРИАЛЫ:

    • 2 изогнутых стекла для часов
    • 2 стержня из плексигласа
    • ткань: шерсть или нейлон
    • пластиковый стержень
    • маленькие кусочки рваной бумаги

    ИНСТРУКЦИЯ:

    Положите на стол стакан для часов вверх дном.

    Уравновесьте второе часовое стекло вертикально на первом часовом стекле.

    Тряпкой энергично протрите один из стержней из плексигласа.

    Уравновесите стержень из плексигласа по верхней части стекла часов.

    Тщательно протрите второй стержень из плексигласа той же тканью.

    Поднесите второй стержень из плексигласа к первому стержню из плексигласа. Что вы видите?

    Второй стержень из плексигласа должен отталкивать первый, поскольку у них одинаковые заряды, поэтому учащиеся должны видеть, как второй стержень «толкает» первый по кругу.

    Возможно, вам придется снова потереть первый стержень из плексигласа в перерывах между попытками, поскольку заряд все же рассеивается.

    Повторите упражнение, но вместо второго стержня из плексигласа используйте пластиковый стержень. Что вы видите?

    У стержней теперь есть противоположные заряды, поэтому должно быть видно, что второй стержень «тянет» другой стержень по кругу.

    Затем поднесите натертый стержень к маленьким кусочкам оторванной бумаги, лежащим на столе.Что вы наблюдаете?

    Учащиеся должны уметь поднимать листы бумаги заряженной палкой.

    ВОПРОСЫ:

    Что произошло, когда вы приблизили вторую стержень из плексигласа к первому стержню из плексигласа?



    Когда стержни одинаковые (т.е. оба плексигласа), то первый стержень должен отойти от второго, и верхнее часовое стекло повернется по кругу.

    Что произошло, когда вы поднесли пластмассовый стержень к первому стержню из плексигласа?



    При использовании двух разных материалов первый стержень должен двигаться к пластиковому стержню, а стекло часов поворачивается по кругу к пластиковому стержню.

    Что произошло, когда вы поднесли пластиковый стержень к листам бумаги?


    Листы бумаги были притянуты к пластиковому стержню.

    Когда мы натирали плексигласовые стержни тканью, электроны переходили с плексигласа на ткань.Какой заряд теперь у стержней из плексигласа?


    Оба стержня из плексигласа теперь имеют одинаковый заряд . Вы заметили, что предметы с одинаковым зарядом имеют тенденцию отталкиваться друг от друга? Мы говорим, что они отталкивают друг друга.

    Когда мы натирали пластиковый стержень тканью, электроны переходили с ткани на пластиковый стержень. Какой заряд теперь у пластикового стержня?


    У стержня из плексигласа и пластикового стержня теперь против зарядов.Вы заметили, что предметы с разным зарядом стремятся сблизить друг друга? Мы говорим, что их привлекают друг друга .

    В примере с листами бумаги, притянутыми к линейке, бумага начинает нейтральную. Однако по мере приближения отрицательно заряженного пластикового стержня электроны в бумаге, ближайшие к стержню, начнут удаляться, оставляя положительный заряд на ближайших к стержню поверхностях бумаги.Таким образом, бумага притягивается к стержню, потому что притягиваются противоположные заряды. Другой пример — пыль, которая притягивается к недавно отполированным стеклам.

    Мы наблюдали фундаментальное поведение зарядов.

    В итоге можно сказать:

    • Если два отрицательно заряженных объекта приблизить друг к другу, они будут отталкиваться друг от друга.
    • Если два положительно заряженных объекта приблизить друг к другу, они будут отталкиваться друг от друга.
    • Если положительно заряженный объект поднести к отрицательно заряженному объекту, они будут притягиваться друг к другу.

    Помните, одинаковых зарядов отражают , а противоположных зарядов притягиваются.

    Теперь вы понимаете, почему ваши волосы встают дыбом и притягиваются к воздушному шарику после того, как вы натираете шарик о волосы? Напишите краткое описание, чтобы объяснить происходящее, используя слова: электроны, перенос, отрицательный заряд, положительный заряд, противоположность, притяжение, отталкивание.




    При трении волос шариком электроны переносятся с волос на шарик. Теперь воздушный шар имеет отрицательный заряд, а волосы — положительный. У них противоположные заряды, поэтому, когда воздушный шар снова приближается к волосам, они притягиваются друг к другу. Поскольку каждая прядь волос имеет положительные заряды, подобные заряды отталкиваются, а пряди волос отталкиваются друг от друга, заставляя их подниматься вверх.

    Противоположности притягиваются и подобно отталкиваются (видео)

    Искры, удары и заземление

    Большое скопление заряда на объекте может быть опасным. Когда электроны переходят от заряженного объекта к нейтральному, мы говорим, что заряженный объект разрядился.

    Разряд может происходить, когда предметы касаются друг друга.Но электроны также могут переходить от одного объекта к другому, когда они приближаются, но не соприкасаются. Когда электроны движутся через воздушный зазор, они могут нагревать воздух настолько, чтобы он светился. Свечение называется искрой .

    Электростатическая искра между двумя объектами.

    Искры могут быть безвредными, но они также могут быть очень опасными. Искры могут вызвать возгорание легковоспламеняющихся материалов до воспламенения . Вы, наверное, заметили, что нельзя курить сигареты или иметь открытый огонь возле бензобаков на заправочных станциях.Это связано с тем, что пары бензина очень взрывоопасны и требуют небольшого количества тепла, чтобы начать их горение. Достаточно небольшой электростатической искры, чтобы воспламенить горючие пары бензина.

    Видео, показывающее опасность искр статического электричества на АЗС.

    На этом видео в поле «Посещение» показано, как статическое электричество от текущего бензина вызывает искру, которая воспламеняет пары бензина и приводит к сильному пожару.Это иллюстрация одной из опасностей статического электричества.

    Электростатический разряд также может вызвать поражение электрическим током . Вы когда-нибудь были потрясены тележкой для покупок, когда катали ее по магазину? Или вы шли по комнате с ковровым покрытием и затем шокировали себя, когда дотрагивались до дверной ручки, чтобы выйти из комнаты? Вы испытали электрический разряд. Электроны перемещаются от дверной ручки к вашей коже, и движение электронов вызывает небольшой электрический шок.Небольшие удары электрическим током могут быть неудобными, но в большинстве случаев безвредными. Сильное поражение электрическим током чрезвычайно опасно и может привести к травмам и смерти.

    Разряд электронов от заряженных объектов происходит намного легче, когда воздух сухой, поэтому вероятность возникновения электростатических искр или ударов выше в сухую погоду. Это связано с тем, что во влажную погоду влага в воздухе может собираться на поверхности предметов и предотвращать накопление электрического заряда.Заряд рассеивается через влагу, которая является лучшим проводником, чем воздух.

    Знаете ли вы, где еще можно увидеть искры от статического электричества? Посмотрите на фото, чтобы понять!

    Молния — это огромный электростатический разряд.

    Во время грозы в атмосфере возникает трение между частицами, составляющими облака, вызывая накопление областей заряда. Когда разница в заряде между двумя областями становится достаточно большой, становится возможным электростатический разряд.Вспышка молнии — это массивный разряд между заряженными областями внутри облаков или между облаками и Землей.

    Молнии могут перемещаться со скоростью около 210 000 км / ч и нагреваться до 30 000 ° C.

    Как выжить при ударе молнии.

    Чтобы безопасно отвести лишние электроны от объекта, мы должны заземлить его. Заземление означает, что мы соединяем заряженный объект с землей (Землей) с помощью электрического проводника.Дополнительные электроны перемещаются по проводнику и попадают в землю, не причиняя никакого вреда. Земля настолько велика, что дополнительная зарядка не имеет никакого общего эффекта.

    Например, подумайте о металлических тележках в торговых центрах. Вы когда-нибудь замечали, что обычно у них внизу свисает металлическая цепь, которая волочится по полу? Это необходимо для заземления тележки, если она заряжена, чтобы заряд не накапливался на тележке. Это защищает человека, толкающего тележку, от удара током.

    ИНСТРУКЦИЯ:

    1. Используйте Интернет, школьную или общественную библиотеку, чтобы найти информацию о практическом применении статического электричества.
    2. Изучите один полезный эффект статического электричества и одну проблему, вызванную статическим электричеством.
    3. Напишите короткий абзац, объясняющий ваше исследование.








    Существует множество различных полезных и разрушительных эффектов статического электричества.Вот несколько примеров.

    • Полезно: воздушные фильтры удаляют частицы дыма; окраска распылением; ксерокопирование
    • проблем: пыль на экранах телевизоров и компьютеров; повреждение электронного оборудования

    Теперь мы рассмотрим два прибора, которые демонстрируют статическое электричество.

    Генератор Ван де Граафа

    Если у вас нет генератора Ван де Граафа, вы можете использовать некоторые из представленных здесь видео, которые показывают и объясняют, как работает генератор.Если у вас есть генератор, то позволяя учащимся «поиграть» с ним, они получат хорошее представление о влиянии статического электричества. Позвольте учащимся выполнять различные действия, например, заставлять их волосы встать дыбом.

    Пусть ученики держатся за купол, а затем запускают генератор, пока их волосы не встанут дыбом.

    Разорвите маленькие кусочки бумаги и поместите их на верхнюю часть незаряженного купола, запустите генератор, и кусочки зарядятся и полетят с генератора.Это хороший пример того, как листы бумаги заряжаются, а затем, поскольку все они имеют одинаковый заряд, отталкиваются друг от друга.

    Генератор Ван де Граафа — это машина, которая использует трение для создания большого накопления электрического заряда на металлическом куполе.

    Следует ли прикоснуться к 20 000 Вольт? Посетите эту ссылку, чтобы узнать!

    Фундаментальная идея использования трения в машине для генерации заряда восходит к 17 веку, но генератор был изобретен Робертом Ван де Грааффом только в 1929 году в Принстонском университете.

    Генератор Ван де Граафа можно использовать для демонстрации эффектов электростатического заряда. Большой металлический купол наверху заряжается положительно при включении генератора. Когда купол заряжен, его можно разрядить, поднеся к куполу еще одну изолированную металлическую сферу. Электроны прыгнут на купол с металлической сферы и вызовут искру.

    Посмотрите это видео, чтобы узнать, как работает генератор Ван де Граафа

    Эти девушки касаются большого купола генератора Ван де Граафа.

    Вы также можете прикоснуться к куполу, и ваши волосы встанут дыбом. Как вы думаете, почему это происходит?



    Когда вы касаетесь положительно заряженного купола, электроны переходят от вас к куполу и разряжают его. Это заставляет вас и ваши волосы заряжаться положительно. Затем отдельные пряди волос заряжаются положительно, поэтому они отталкиваются друг от друга и встают дыбом.

    Электроскоп

    Электроскоп — это ранний научный инструмент, который использовался для определения наличия заряженного объекта или его можно использовать для определения типа заряда на заряженном объекте.

    Электроскоп, используемый в лаборатории.

    На следующих изображениях показаны некоторые рисунки различных типов электроскопов.

    Ранний пример электроскопа с одной золотой полосой внизу и шариком вверху Другой пример электроскопа с диском вверху и двумя полосками из золотой фольги внизу.

    Электроскоп представляет собой заземленный металлический корпус со стеклянными окошками. Здесь свисает металлический стержень, а на конце к нему прикреплены две полоски тонкой золотой фольги.К верхней части металлического стержня прикреплен диск или шар, как показано на иллюстрациях выше. Когда металлический шар или диск наверху соприкасается с заряженным предметом или заряженный предмет приближается к нему, полосы золотой фольги расходятся, указывая на то, что предмет заряжен.

    Посмотрите на следующую иллюстрацию, которая показывает, как это работает.

    Положительно заряженный стержень притягивает электроны к диску с полосок золотой фольги. Диск вверху заряжается отрицательно, а полоски золотой фольги внизу заряжаются положительно.Почему полосы золотой фольги расходятся?



    Они расходятся, так как теперь оба имеют положительный заряд, а положительные заряды отталкиваются.

    Простой электроскоп можно сделать из повседневных предметов. Давай попробуем.

    Если вы не можете найти стеклянные банки с крышками, можно сделать крышки.Используйте старые пластиковые крышки для ванн и вырежьте круг того же размера, что и отверстие в стеклянной банке. Затем используйте изоленту (или даже малярную ленту), чтобы закрепить пластиковую крышку над отверстием банки.

    Медь не обязательно должна быть 14-го калибра, но чем толще кусок, тем лучше он держит форму.

    Подробные инструкции и видео можно найти в Интернете. Посмотрите видео в поле «Посещение», чтобы получить подробное описание метода.

    Сделайте свой электроскоп (видео)

    МАТЕРИАЛЫ:

    • банка стеклянная с крышкой
    • Медный провод 14 калибра, длиной около 12 см
    • пластиковая соломка или пластиковая трубка
    • 2 маленьких кусочка алюминиевой фольги
    • кусок шерстяной ткани
    • пластиковая линейка
    • стеклянный стержень

    ИНСТРУКЦИЯ:

    1. Скрутите один конец медной проволоки в виде спирали.Это увеличит его площадь поверхности.
    2. Сделайте отверстие в крышке банки и протолкните через отверстие небольшой кусок пластиковой трубки.
    3. Проденьте другой конец медной проволоки через соломинку так, чтобы конец спирали находился снаружи крышки.
    4. Сделайте крючок из заостренного конца медной проволоки.
    5. Вырежьте две прямоугольные полоски из алюминиевой фольги.
    6. Наденьте каждый кусок алюминиевой фольги на крючок.Сделайте небольшое отверстие в алюминиевой фольге, чтобы она могла висеть на крючке.
    7. Осторожно поместите конец медной проволоки с крючком в стеклянную емкость и закройте емкость.
    8. Потрите линейку шерстяной тканью в течение минуты.
    9. Поднесите линейку к спиральному концу медной проволоки.

    ВОПРОСЫ:

    Что вы наблюдали, когда подносили линейку к медной проволоке?


    Два куска алюминиевой фольги раздвинулись.

    Что произойдет, если вы отодвинете линейку от медного провода?


    Куски алюминиевой фольги сдвигаются вместе.

    Почему кусочки алюминиевой фольги расходятся? Когда вы терли пластиковую линейку шерстяной тканью, линейка становилась отрицательно заряженной.Когда отрицательно заряженная линейка приближается к медному проводу, электроны на проводе отталкиваются вниз к алюминиевой фольге. Кусочки алюминиевой фольги имеют на себе дополнительные электроны, и оба они становятся отрицательно заряженными. Два отрицательно заряженных объекта будут отталкиваться друг от друга, поэтому кусочки алюминиевой фольги удаляются друг от друга.

    Следующий вопрос — проверка понимания учащимися того факта, что положительные заряды не движутся, чтобы вызвать заряд, только электроны могут двигаться.Но положительно заряженный объект может двигаться. Учащиеся часто путаются с этим. Дайте им возможность самостоятельно продумать ответ. Позвольте им поднести положительно заряженный объект к электроскопу, чтобы понаблюдать за происходящим, а затем попытайтесь выяснить, почему эффект, по-видимому, такой же. Если протереть стеклянный стержень шерстяной тканью, на стеклянном стержне появится положительный заряд.

    Напишите короткий абзац, чтобы объяснить, что произойдет, если вы поднесете положительно заряженный объект близко к электроскопу.





    Когда положительно заряженный объект приближается к электроскопу, отрицательные электроны притягиваются к положительно заряженному объекту и движутся вверх по медному проводу. Это означает, что кусочки алюминия потеряли несколько электронов и, следовательно, имеют общий положительный заряд. После этого оба куска алюминиевой фольги заряжаются положительно.Одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, поэтому куски алюминиевой фольги отдаляются друг от друга.

    Обзор статического электричества

    — Версия для печати

    Обзор статического электричества

    Часть A: множественный выбор

    1. Какие из следующих утверждений относятся к статическим зарядам? Выберите все, что подходит.

    1. Как заряды отталкивают.
    2. Как обвинения привлекают.
    3. Противоположные заряды отражаются.
    4. Противоположные заряды притягиваются.
    5. Положительно заряженный объект потерял электроны.
    6. Положительно заряженный объект получил протоны.
    7. Отрицательно заряженный объект потерял протоны.
    8. Отрицательно заряженный объект получил электроны.


    2.Определите следующие объекты как …

    а. положительный

    г. отрицательный

    г. нейтральный

    Если убедительных доказательств нет, выберите все, что может быть правдой.

    Описание объекта

    а, б или в?

    и.В объекте больше протонов, чем электронов.

    ii. У объекта больше нейтронов, чем электронов.

    iii. Ранее нейтральный объект, который только что потерял несколько электронов.

    iv. Ранее нейтральный объект, который только что получил несколько электронов.

    v. Объект, притягивающий отрицательно заряженный воздушный шар.

    vi. Объект, притягивающий кусочки нейтральной бумаги и притягивающий отрицательно заряженный воздушный шар.

    vii. Объект, притягивающий нейтральный, притягивает кусочки бумаги и отталкивает отрицательно заряженный воздушный шар.

    viii. Объект, который притягивает отрицательно заряженный воздушный шар и притягивает положительно заряженный воздушный шар.

    ix. Объект, который притягивает заряженный воздушный шар (воздушный шар A), который притягивается к отрицательно заряженному воздушному шару (баллон B).

    х.Объект, который притягивает воздушный шар (воздушный шар C), который отталкивается отрицательно заряженным воздушным шаром (воздушный шар D).

    xi. Объект, который отталкивает воздушный шар (воздушный шар E), который отталкивается положительно заряженным воздушным шаром (воздушный шар F).

    xii. Объект, вокруг которого вектор электрического поля направлен внутрь.

    xiii.Объект, вокруг которого вектор электрического поля направлен наружу.

    3. Рассмотрите следующие утверждения, приведенные ниже, и определите, составляет ли стоимость объекта A:

    а. положительный

    г. отрицательный

    г. нейтральный

    Описание метода зарядки

    а, б или в?

    и.Объект А заряжается трением о шерсть животных. Мех животных имеет большее сродство к электрону, чем объект A.

    ii. Объект A заряжается при контакте с помощью отрицательно заряженного объекта.

    iii. Объект A заряжается индукцией с использованием положительно заряженного объекта.

    iv.Объект А используется для зарядки алюминиевой пластины методом индукции. Алюминиевая пластина приобретает положительный заряд.

    v. Объект A используется для зарядки алюминиевой пластины методом индукции. Алюминиевая пластина приобретает отрицательный заряд.

    vi. Резиновый стержень имеет большее сродство к электрону, чем мех животных. Резиновый стержень заряжается от трения о шерсть животных.Затем резиновый стержень используется для зарядки объекта А контактным способом.

    vii. Резиновый стержень имеет большее сродство к электрону, чем мех животных. Резиновый стержень заряжается от трения о шерсть животных. Затем резиновый стержень используется для зарядки объекта А методом индукции.

    viii. Резиновый стержень имеет большее сродство к электрону, чем мех животных.Резиновый стержень заряжается от трения о шерсть животных. Затем резиновый стержень используется для зарядки алюминиевой баночки путем индукции. Затем выдвижная банка контактирует с объектом A.

    4. Нейтральная пластиковая полоска натирается ватой и приобретает положительный заряд. Какие из следующих утверждений верны для положительно заряженной полоски?

    1. Он потерял часть электронов в хлопке во время процесса зарядки.
    2. Он потерял все свои электроны из-за хлопка в процессе зарядки.
    3. У него противоположный заряд, как у хлопка.
    4. Теперь он будет отталкиваться кусочком хлопка, который использовался для его зарядки.
    5. Он набирал протоны в процессе трения.
    6. Как материал, пластик имеет большее сродство к электронам, чем хлопок.
    7. Он мог оказывать отталкивающее или притягивающее влияние на кусочки нейтральной бумаги.
    8. Протонов в нем больше, чем электронов.
    9. Его можно использовать для отрицательной зарядки электроскопа за счет индукции.
    10. Он потерял отрицательные электроны и приобрел положительные электроны в процессе зарядки.
    11. Он потерял нейтроны в процессе зарядки (или, по крайней мере, его нейтроны стали неэффективными).

    5. Положительно заряженный стеклянный стержень касается пластины нейтрального электроскопа.При контакте электроскоп заряжается, и игла отклоняется. Какие из следующих утверждений верны в отношении заряженного электроскопа?

    1. Электроскоп заряжен положительно.
    2. Электроскоп и стеклянный стержень теперь заряжены одинаково.
    3. Электроскоп заряжали индукционным методом.
    4. В процессе зарядки электроскоп набирал протоны.
    5. В процессе зарядки электроскоп накапливал электроны.
    6. Электроскоп потерял все свои электроны в процессе зарядки.
    7. В процессе зарядки часть электронов покинула электроскоп и попала в стеклянный стержень.
    8. Число электронов, присутствующих в электроскопе, меньше числа протонов.
    9. Игла электроскопа отклонится еще больше, если стеклянный стержень снова поднести к ней.
    10. Стрелка электроскопа медленно приближается к нейтральному положению, если приближается отрицательно заряженный воздушный шар.

    6. Отрицательно заряженный шар подносят к нейтральному электроскопу (не касаясь его). Когда рядом находится отрицательно заряженный воздушный шар, к электроскопу на мгновение прикасается рука (, заземление ). Затем баллон удаляется, и игла отклоняется, показывая заряд. Какие из следующих утверждений верны в отношении заряженного электроскопа?

    1. Электроскоп заряжали индукционным способом.
    2. Заряд электроскопа аналогичен заряду воздушного шара.
    3. В электроскопе протонов больше, чем электронов.
    4. В процессе зарядки электроскоп набирал протоны.
    5. В процессе зарядки электроскоп накапливал электроны.
    6. Электроскоп потерял все свои электроны в процессе зарядки.
    7. Электроскоп потерял часть электронов в процессе зарядки.
    8. В процессе зарядки протоны перемещались от электроскопа к баллону.
    9. В процессе зарядки электроны перемещались от электроскопа к баллону.
    10. В процессе зарядки электроны перемещались от электроскопа к руке (земле).
    11. В процессе зарядки электроны перемещались от руки (земли) к электроскопу.

    7. Электроны внешней оболочки в металлах не связаны прочно с ядрами своих атомов. Они могут свободно перемещаться по материалу, переходя от атома к атому.Эти материалы хороши ____.

    1. проводников
    2. изоляторы
    3. бесплатно

    Для вопросов №8 и №9 рассмотрите следующую ситуацию. Коннор Дукт (Кон для своих друзей) берет положительно заряженный резиновый стержень и касается металлической сферы на изолированной подставке, как показано справа. Нарисуйте направление электронного потока.

    8. Заряд на металлической сфере закончится ___.

    1. нейтраль
    2. отрицательное
    3. положительный

    9. Сфера получает этот заряд, потому что ____.

    1. электронов движутся от резинового стержня к сфере
    2. электронов движутся от сферы к резиновому стержню
    3. протонов движутся от резинового стержня к сфере
    4. протонов движутся от сферы к резиновому стержню
    5. резиновый стержень создает заряд на сфере

    10.Если положительно заряженную пластину поднести к верху положительно заряженного электроскопа, то отклоненная игла будет ____.

    1. вообще не двигаться
    2. отклоняться более
    3. отклоняется меньше

    11. Если к электроскопу, заряженному избыточным отрицательным зарядом, прикоснуться и заземлить, он получит ___ заряд.

    1. отрицательный
    2. положительный

    12.Отрицательно заряженный шар подносят к металлической банке, стоящей на деревянном столе. На мгновение прикасаются к стороне баллона, противоположной воздушному шару. Тогда банка _______.

    1. положительно заряженный
    2. отрицательно заряжен
    3. незаряженный

    13. Носителями заряда в металле являются электроны, а не протоны. Это связано с тем, что электроны __________.

    1. свободно переплетенный
    2. зажигалка
    3. далеко от ядра
    4. все вышеперечисленное
    5. ничего из вышеперечисленного

    14.Два подобных обвинения ________.

    1. притягиваются друг к другу
    2. отталкивают друг друга
    3. нейтрализуют друг друга
    4. не влияют друг на друга
    5. должно быть нейтронов

    15. Если вы расчесываете волосы, и расческа заряжается положительно, ваши волосы становятся _______.

    1. положительно заряженный
    2. отрицательно заряжен
    3. незаряженный

    16.Какой из следующих методов зарядки может привести к заряду объекта отрицательным зарядом? Выберите все, что подходит.

    а. заряд трением

    г. зарядка по контакту

    г. зарядка индукционная

    17. Какой из следующих методов зарядки работает без касания заряжаемого объекта к объекту, который использовался для зарядки? Выберите все, что подходит.

    а. заряд трением

    г. зарядка по контакту

    г. зарядка индукционная

    18. Какой из следующих методов зарядки приводит к заряду объекта, противоположному заряду объекта, использованного для его зарядки? Выберите все, что подходит.

    а.заряд трением

    г. зарядка по контакту

    г. зарядка индукционная

    19. Какие из следующих утверждений об электрической силе верны? Выберите все, что подходит.

    1. Электрическая сила — это сила контакта.
    2. Электрические силы могут действовать только между заряженными объектами — одинаково заряженными или противоположно заряженными.
    3. Электрические силы между двумя заряженными объектами возрастают с увеличением разделяющего расстояния.
    4. Электрические силы между двумя заряженными объектами возрастают с увеличением количества заряда на объектах.
    5. Если объект A притягивает объект B с помощью электрической силы, тогда сила притяжения должна быть взаимной, то есть объект B также притягивает объект A с той же силой.
    6. Удвоение количества заряда на одном из объектов приводит к удвоению электрической силы.
    7. Утроение количества заряда на обоих объектах приводит к увеличению электрической силы в 6 раз.
    8. Увеличение расстояния между двумя точечными зарядами вдвое увеличивает электрическую силу в четыре раза.
    9. Увеличение расстояния между двумя точечными зарядами втрое приводит к возникновению электрической силы, составляющей одну шестую от первоначального значения.

    20. Какие из следующих утверждений об электрическом поле являются верными? Выберите все, что подходит.

    1. Напряженность электрического поля, создаваемого объектом A, зависит от расстояния до объекта A.
    2. Напряженность электрического поля, создаваемого объектом A, зависит от заряда объекта A.
    3. Напряженность электрического поля, создаваемого объектом A, зависит от заряда тестового объекта, используемого для измерения напряженности поля.
    4. Напряженность электрического поля около заряженного Объекта A — это сила, приходящаяся на заряд, испытываемая испытательным зарядом, помещенным в некотором месте около Объекта A.
    5. При удвоении расстояния от объекта A напряженность электрического поля, создаваемого объектом A, увеличивается в 4 раза.
    6. При удвоении заряда объекта A напряженность электрического поля, создаваемого объектом A, увеличивается в 2 раза.
    7. Поскольку заряд объекта A удваивается, а расстояние от объекта A удваивается, напряженность электрического поля, создаваемого объектом A, уменьшается в 2 раза.
    8. Объект B используется для проверки напряженности электрического поля около объекта A; поскольку заряд Объекта B удваивается, сила, которую он испытывает, удваивается, но напряженность электрического поля остается прежней.
    9. Объект B используется для проверки напряженности электрического поля около объекта A; поскольку расстояние между объектами A и B увеличивается вдвое, сила, которую он испытывает, уменьшается в 4 раза, но напряженность электрического поля остается прежней.
    10. Напряженность электрического поля внутри замкнутого проводящего объекта (например, внутри сферы генератора Ван де Граафа) равна нулю.
    11. Для объектов неправильной формы наибольшая напряженность электрического поля наблюдается в точках с наибольшей кривизной.
    12. Электрическое поле — это вектор, указывающий в направлении ускорения положительного испытательного заряда.
    13. Электрические поля направлены внутрь в областях вокруг отрицательно заряженных объектов и наружу в областях вокруг положительно заряженных объектов.
    14. Единицы измерения электрического поля — Ньютоны / Кулон (Н / Кл).

    21. Какие из следующих утверждений относительно громоотводов являются верными? Выберите все, что подходит.

    1. Громоотводы устанавливаются в домах, чтобы снизить риск повреждения дома молнией.
    2. Любой металлический предмет, помещенный на крышу дома и заземленный соответствующим проводящим путем, может служить в качестве громоотвода.
    3. Большинство громоотводов являются заостренными в качестве декоративного элемента.
    4. Чтобы быть полностью эффективным, громоотвод должен тянуться высоко в небо и получать заряд из самых нижних облаков методом контакта.
    5. Громоотводы способны уменьшить накопление избыточного заряда в облаках, характерное для опасных гроз.
    6. Заряд не может перейти от облаков к громоотводам, так как воздух между облаками и громоотводом имеет изолирующий эффект.
    7. Напряженность электрического поля вокруг точек молниеотвода очень высока.

    22. Заряженные воздушные шары используются для создания заряда нейтральных металлических банок. Определите тип избыточного заряда, который может присутствовать на банках G, H, I, J, K, L, M, N и P, как показано на схемах ниже.

    а. положительный

    г. отрицательный

    г. нейтральный

    Схема Тип заряда на …

    I.

    Г: ____

    H: ____

    II.

    Я: ____

    Дж: ____

    II.

    К: ____

    Л: ____

    М: ____

    IV.

    N: ____
    В.

    П: ____


    23. На диаграмме IV вопроса № 22, поп может получить заряд, который он делает, потому что ___.

    1. электронов движутся от воздушного шара к банке
    2. электронов перемещаются из баллончика в воздушный шар
    3. протонов перемещаются из воздушного шара в баллончик
    4. протонов перемещаются из баллончика в воздушный шар
    5. электронов перемещаются из консервной банки в руку ( заземление )
    6. электронов перемещаются из руки ( заземление ) в банку
    7. протонов перемещаются из баллончика в руку ( земля )
    8. протонов перемещаются из руки ( земля ) в банку


    24.Отрицательно заряженный воздушный шар будет притягиваться к нейтральному деревянному шкафу из-за поляризации. На какой из следующих диаграмм лучше всего показано, почему это происходит?


    Для вопросов № 25 — № 27 определите тип заряда на объектах A – D на основе линий электрического поля, показанных для каждой конфигурации зарядов.

    а. положительный

    г. отрицательный

    г.нейтральный

    Часть B: Диаграммы и анализ

    28. Нейтральный проводящий шар заряжается путем индукции с помощью положительно заряженного шара. Каков будет заряд следующей сферы на шаге e, если будут выполнены шаги a — d? _________

    Объясните, как объект получает этот заряд. Покажите тип и расположение избыточного заряда на проводящей сфере на каждом этапе диаграммы (где это необходимо).

    29. Отрицательно заряженный баллон удерживают над нейтральным электроскопом (не касаясь его). Присутствие близлежащего воздушного шара вызывает отклонение стрелки электроскопа.

    а. На «поляризованном» нейтральном электроскопе изобразите расположение и тип избыточных зарядов.

    г. Объясните, как воздушный шар вызвал временный заряд на электроскопе (т. Е. Опишите направление движения электронов).

    30. Постройте силовые линии электрического поля вокруг следующей конфигурации зарядов.Включите по крайней мере шесть строк на начисление.

    31. Используйте непрерывную стрелку, чтобы показать направление движения электронов в следующей ситуации. Стрелка должна проходить от источника электронов до конечного пункта назначения электронов.

    а. Положительно заряженный шар касается нейтральной проводящей сферы.

    г. Стеклянный стержень натирают кусочком ваты.Шерсть имеет большее сродство к электрону.

    г. Положительно заряженный шар удерживается около нейтрального проводящего шара. Затем касаются сферы с противоположной стороны.

    г. Отрицательно заряженный стержень удерживается около нейтральной проводящей сферы. Сфера касается противоположной стороны.

    32.Отрицательно заряженный объект создает электрическое поле, которое можно измерить в различных точках области вокруг него. Вектор электрического поля нарисован для точки X. Используйте свое понимание взаимосвязи электрического поля и расстояния, чтобы нарисовать векторы E для точек A — E. (Длина стрелки должна указывать на относительную силу поля E вектор.)


    Часть C: Краткие вычисления

    33.Заряд одного электрона равен -1,6 X 10 -19 кулонов. Если нейтральный объект потеряет 1,5×10 6 электронов, то каков будет его заряд?

    34. Выразите свое понимание закона Кулона, заполнив следующую таблицу.

    Q 1 (C или µC) Q 2 (C или µC) д (м) F избранный (N)

    а.

    1,6 х 10 -13 С 1,6 х 10 -13 С 0,50 м

    г.

    1,6 х 10 -7 С 1,6 х 10 -7 С 0,017 Н

    г.

    4,65 мкКл 7,28 мкКл 0,658 м

    г.

    3,21 мкКл 0,553 м 0,0827 Н

    e.

    (то же, что и Q 1 ) 1.50 м 4,00 х 10 -4 Н

    35. Заряженный объект A ( Q A ) создает электрическое поле ( E ). Положительно заряженный тестовый заряд ( q B ) используется для измерения электрической силы ( F ) на различных расстояниях ( d ) от объекта A. Выразите свое понимание напряженности электрического поля и электрической силы, заполняя в следующей таблице.(Обратите внимание, что заряжаемые единицы являются вымышленными. Поскольку значение k в этих единицах неизвестно, вам придется использовать свое качественное понимание, чтобы ответить на этот вопрос. То есть вам придется подумать о взаимосвязях — влияние, которое удвоение, учетверение или уменьшение вдвое … d или Q оказывает на силу и напряженность поля.)

    Q A (BP) q B (bP) д (м) F (мН) E (мН / бар)

    а.

    10.0 0,400 1,00 40,0

    г.

    10.0 0,800 1,00

    г.

    10.0 0,400 25,0

    г.

    20,0 0,400 1,00 200.

    e.

    20,0 0,400 2,00

    ф.

    20,0 0,400 0,500

    г.

    20,0 1,20 3,00

    36. Следующие ниже вопросы проверяют ваше качественное понимание переменных, влияющих на электрическое поле и электрическую силу. Используйте свое понимание, чтобы заполнить пробелы.

    1. На расстоянии 0,500 м два одинаково заряженных шара испытывают силу отталкивания 0.320 Н. Если расстояние увеличить вдвое, сила отталкивания составит ______ Н.
    2. На расстоянии 0,500 м два одинаково заряженных шара испытывают силу отталкивания 0,320 Н. Если расстояние уменьшить вдвое, сила отталкивания составит ______ Н.
    3. На расстоянии 0,500 м два одинаково заряженных аэростата испытывают силу отталкивания 0,320 Н. Если расстояние уменьшить в 3 раза и заряд одного из аэростатов удвоится, сила отталкивания увеличится. быть ______ Н.
    4. На расстоянии 0,500 м два одинаково заряженных аэростата испытывают силу отталкивания 0,320 Н. Если расстояние увеличивается в 3 раза, а заряд обоих аэростатов удваивается, сила отталкивания увеличится. быть ______ N.
    5. На расстоянии 0,200 м от объекта A напряженность электрического поля составляет 0,0500 Н / Кл. Если бы напряженность электрического поля была измерена на расстоянии 0,40 м от объекта A, то напряженность поля была бы _______ N / C.
    6. На расстоянии 0,200 м от объекта A напряженность электрического поля составляет 0,0500 Н / Кл. Если бы напряженность электрического поля была измерена на расстоянии 1.000 м от объекта A, то напряженность поля была бы _______ N / C
    7. .
    8. На расстоянии 0,200 м от объекта A напряженность электрического поля составляет 0,0500 Н / Кл. Если бы напряженность электрического поля измерялась с использованием испытательного заряда с удвоенным зарядом на расстоянии 0,200 м от объекта A, то напряженность поля была бы _______ N / C
    9. .
    10. В местоположении 0.В 200 м от объекта А напряженность электрического поля составляет 0,0500 Н / Кл. Если бы напряженность электрического поля была измерена с использованием испытательного заряда с удвоенным зарядом на расстоянии 0,100 м от объекта A, то напряженность поля была бы _______ N / C.


    Часть D. Решение проблем

    37. Два объекта расположены по оси ординат. Объект A имеет заряд +25 мкКл и находится в начале координат. Объект B имеет заряд -16 мкКл и расположен на расстоянии 62 см над объектом A.Определите положение по координате Y, в котором электрическое поле равно нулю.

    38. Три объекта расположены по оси абсцисс. Объект A с зарядом +5,6 мкКл находится в начале координат. Объект B имеет заряд -4,2 мкКл и расположен на высоте -1,2 м. Объект C имеет заряд +7,7 мкКл и расположен на локации +2,4 м. Определите величину и направление чистой электрической силы, действующей на объект A.

    39. Объект A имеет координату x-y (+5.0, 0,0). Объект B имеет координаты x-y (0,0, +4,0). Если объект A имеет заряд -5,8 мкКл, а объект B имеет заряд +8,9 мкКл, то какова результирующая напряженность электрического поля в начале координат.

    40. Для ситуации, описанной в вопросе № 39, какова будет величина чистой электрической силы при заряде +1,3 мкКл, если поместить его в начало координат.

    41. Альфа-частицы (т.е. ядро ​​гелия) имеют молярную массу 4,002 г / моль и состоят из двух протонов и двух нейтронов.

    1. Определите заряд одной альфа-частицы в кулонах и массу одной альфа-частицы в килограммах.
    2. Предположим, что Эрни Раффертфорд (не путать с ученым, прославившимся золотой фольгой) хочет подвесить альфа-частицу в воздухе, притягивая ее к пучку электронов, находящемуся на расстоянии 1,00 м над альфа-частицей. Сколько электронов понадобится Эрни в его связке, чтобы совершить такой удивительный подвиг?

    42.Заряженный воздушный шар весом 1,19 грамма подвешен на веревке длиной 1,99 м, прикрепленной к потолку. Генератор Ван де Граафа расположен непосредственно под тем местом, где струна крепится к потолку, и находится на той же высоте, что и воздушный шар. Струна отклоняется под углом 32,0 градуса от вертикали из-за наличия электрического поля. Определите заряд генератора Ван де Граафа, если заряд на воздушном шаре составляет 2,27×10 -12 C.

    43. Без учета микроэлементов типичный элементный состав (по массе) человеческого тела следующий:

    10.5% H 66,3% O 19,9% С 3,3% N
    1. Используйте эти проценты, значения молярной массы, число Авогадро и атомные номера, чтобы определить общее количество электронов (и протонов) в человеческом теле массой 73 кг (160 фунтов).
    2. Если бы эти электроны и протоны были расположены на расстоянии 100 м друг от друга (расстояние примерно в одно футбольное поле), то какой была бы сила электрического притяжения между ними?


    Переход к:

    Главная страница сеанса обзора — Список тем

    Статическое электричество — Главная страница || Версия для печати || Вопросы со ссылками

    Ответы на вопросы: Все || # 1-16 || # 17-32 || # 33-43

    Вам также может понравиться …

    Пользователи The Review Session часто ищут учебные ресурсы, которые предоставляют им возможности для практики и обзора, которые включают встроенную обратную связь и инструкции.Если это то, что вы ищете, то вам также может понравиться следующее:
    1. Блокнот калькулятора

      Блокнот калькулятора включает в себя текстовые задачи по физике, организованные по темам. Каждая проблема сопровождается всплывающим ответом и аудиофайлом, в котором подробно объясняется, как подойти к проблеме и решить ее. Это идеальный ресурс для тех, кто хочет улучшить свои навыки решения проблем.

      Посещение: Панель калькулятора На главную | Калькулятор — Статическое электричество

    2. Minds On Physics — приложение серии

      Minds On Physics — приложение («MOP the App») — это серия интерактивных модулей вопросов для учащихся, которые серьезно настроены улучшить свое концептуальное понимание физики.Каждый модуль этой серии посвящен отдельной теме и разбит на подтемы. «Опыт MOP» предоставит учащемуся сложные вопросы, отзывы и помощь по конкретным вопросам в контексте игровой среды. Он доступен для телефонов, планшетов, Chromebook и компьютеров Macintosh. Это идеальный ресурс для тех, кто желает усовершенствовать свои способности к концептуальному мышлению. В четвертую часть серии включены разделы «Статическое электричество».

      Посетите: MOP the App Home || MOP приложение — часть 4

    Электростатика — Электроскоп — Электричество и магнетизм — Физические демонстрации — Физика — Научно-технический колледж

    В нашем распоряжении несколько электроскопов.

    Они отлично подходят для демонстрации базовой электростатики. Бугорок, торчащий сверху, соединяется с материалом посередине. Материал посередине состоит из продолжения твердого проводящего стержня и полосы фольги. Обычно они сидят в контакте, но если им дать заряд, они оттолкнутся. Электроскоп можно заряжать с помощью стеклянных или резиновых стержней, натертых на шелке или шерсти. Необходимое оборудование для серии экспериментов с электроскопом:

    Когда стеклянный стержень натирают шелком, шелк отделяет электроны от стержня, оставляя на нем положительный заряд.Когда твердый резиновый стержень натирается шерстью, он забирает электроны из шерсти, получая отрицательный заряд.

    На самом деле это один из самых надежных электростатических экспериментов, которые я когда-либо видел. Фотографии, представленные на этой странице, были сделаны в жаркий влажный день (который обычно означает смерть для электростатических экспериментов). Если ваши результаты кажутся довольно слабыми и не впечатляющими, потрите стержни более энергично и в течение большего времени, и это должно сработать.

    А теперь займемся наукой. Класс, знакомьтесь с электроскопом:

    Фольга находится на левой стороне токопроводящего стержня.На этом электроскопе нет чистой зарядки. Это содержательный, но скучный электроскоп. Давайте немного перемешаем. Натираем резиновым стержнем, делая отрицательным, приближаем и …

    Фольга движется! Это магия! Фольга движется, потому что фольга и проводящий стержень рядом с ней заряжены отрицательно. Откуда мне это знать? Я умен, вот почему.

    Когда отрицательно заряженный стержень приближается к электроскопу, положительные заряды притягиваются к нему, а отрицательные заряды отталкиваются от него.Поскольку протоны не движутся (они составляют структуру всего сущего), отрицательно заряженные электроны — единственные заряженные частицы в электроскопе, которые могут двигаться в ответ на этот заряженный стержень. Когда резиновый стержень приближается, электроны проталкиваются вниз в электроскоп, отрицательно заряжая проводящий стержень и фольгу, оставляя верхнюю часть заряженной положительно. Обратите внимание, что чистый заряд электроскопа по-прежнему равен нулю. Если я уберу стержень в этот момент:

    Если теперь мы приведем отрицательно заряженный резиновый стержень в контакт с верхней частью электроскопа, чтобы заряд мог передаваться между электроскопом и резиновым стержнем, этого не произойдет.

    Электроскоп имеет чистый нейтральный заряд, а резиновый стержень имеет чистый отрицательный заряд. Если они соприкоснутся, оба получат чистый отрицательный заряд. Уберите резиновый стержень, и электроскоп останется с отрицательным зарядом.

    Верните отрицательно заряженный стержень, и еще больше электронов попадет в электроскоп.

    Зарядите стеклянный стержень шелком (придав ему положительный заряд) и поднесите его ближе, и избыток электронов сконцентрируется сильнее к верху, немного нейтрализуя нижнюю часть.

    И, конечно, я могу заземлить электроскоп, просто прикоснувшись к нему и украдив все эти лишние электроны.

    Теперь электроскоп снова нейтрален. Чистая плата за это не взимается.

    Итак, мы зарядили электроскоп контактным способом, но теперь давайте попробуем кое-что, что сначала кажется немного больше похожим на колдовство. Заряжаем электроскоп индукцией. Для начала, давайте снова зарядим резиновый стержень и поднесем его ближе, но на этот раз мой палец останется на электроскопе, чтобы он был заземлен.

    Нет заряда, что понятно, потому что электроскоп заземлен. Я воздержусь от описания физики для пары картинок, чтобы сделать его более драматичным. А пока давайте просто пройдемся по процедуре. Убираю палец, чтобы он больше не был заземлен, и …

    … ничего. Даже с отрицательно заряженным стержнем рядом с ним мы все еще не видим никакого заряда внизу. Что это может означать для чистого заряда электроскопа? Давайте поспешим к следующему шагу, прежде чем вы опередите меня и правильно ответите на него: давайте уберем резиновую удочку.

    Заряжается сейчас! Отлично. Итак, очевидно, поскольку мы использовали отрицательно заряженный стержень для его зарядки, фольга должна подняться еще выше, если мы снова приблизим ее, как мы видели в предыдущем упражнении по зарядке контактом, верно?

    Неправильно. Первый намек должен был быть сделан двумя фотографиями назад, что выглядит очень похоже. СЕЙЧАС раскрою физику зарядки индукцией. Когда я заземлил электроскоп, я дал электронам другой путь выхода вместо того, чтобы идти вниз по проводящему стержню.Человеческое тело представляет собой огромный резервуар заряда по сравнению с электроскопом, поэтому все подвижные электроны предпочтут попасть в мой палец, а не по проводящему стержню и фольге. Таким образом, когда отрицательно заряженный стержень приближается, электроскоп получает положительный общий заряд, поскольку некоторые из его электронов уходят в мой палец. Верхняя часть, ближайшая к отрицательно заряженному стержню, заряжается, но нижняя часть электроскопа остается нейтральной. Когда резиновый стержень удаляется, заряды внутри электроскопа немного расходятся, и, таким образом, весь электроскоп приобретает положительный заряд.

    Чтобы подтвердить это, мы поднесем положительно заряженный стеклянный стержень поближе и увидим, что фольга действительно получает более сильный положительный заряд.

    Последнее, что осталось сделать, это заземлить электроскоп. В этот раз давайте сделаем это с огнем, потому что с огнем все веселее и интереснее *!

    Огонь ионизирует воздух вокруг себя, разделяя положительные и отрицательные заряды. Если это ионизированное облако поднести к чему-то заряженному, это поможет его нейтрализовать.В этом случае свободные электроны притягиваются к положительно заряженному электроскопу. Они встречаются, поладили и с тех пор живут долго и счастливо.

    * Коллеги по химическому факультету неоднократно сообщали мне, что не разделяют этого мнения. Вот почему физика всегда лучше.

    Взять на себя ответственность! Все о статическом электричестве — Урок

    (0 Рейтинги)

    Быстрый просмотр

    Уровень оценки: 4 (3-5)

    Требуемое время: 45 минут

    Зависимость урока:

    Тематические области: Физические науки

    Ожидаемые характеристики NGSS:


    Резюме

    Студенты приходят к пониманию явления статического электричества, когда они используют научные и инженерные практики, задавая вопросы и делая наблюдения, чтобы узнать о природе электрического заряда и различных методах зарядки объектов.В практической деятельности учащиеся индуцируют электрический заряд на различных объектах и ​​экспериментируют с электрическим отталкиванием и притяжением. Они открывают для себя основные дисциплинарные идеи энергии, электрических и магнитных сил, применяя пересекающиеся концепции передачи энергии и причинно-следственных связей. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

    Инженерное соединение

    Инженеры настолько изобретательны: вы когда-нибудь думали, что воздух, которым мы дышим, можно очистить, используя поведение электрических зарядов? Инженеры, которые полностью понимают научные принципы статического электричества, изобрели множество современных продуктов и промышленных процессов, которые помогают окружающей среде.Например, различные типы электрофильтров очищают как производственный, так и домашний воздух, а электронная бумага может использоваться для связи и повторно использоваться снова и снова.

    Цели обучения

    После этого урока учащиеся должны уметь:

    • Разберитесь в основных свойствах электрического заряда.
    • Опишите технологии, связанные со статическим электричеством.
    • Объясните перенос электронов между двумя объектами.
    • Сравнивайте разные предметы по их электрическому заряду.

    Образовательные стандарты

    Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

    Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов Achievement Standards Network (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).

    В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

    NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
    Ожидаемые характеристики NGSS

    3-ПС2-3.Задайте вопросы, чтобы определить причинно-следственные связи электрических или магнитных взаимодействий между двумя объектами, не контактирующими друг с другом. (3-й степени)

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
    Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
    Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
    Задавайте вопросы, которые можно исследовать на основе таких закономерностей, как причинно-следственные связи.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Электрические и магнитные силы между парой объектов не требуют, чтобы объекты находились в контакте. Размеры сил в каждой ситуации зависят от свойств объектов и их расстояний друг от друга, а для сил между двумя магнитами — от их ориентации относительно друг друга.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Причинно-следственные связи обычно выявляются, тестируются и используются для объяснения изменений.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Ожидаемые характеристики NGSS

    4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока.(4 класс)

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
    Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
    Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
    Проведите наблюдения, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательства для объяснения явления или проверки проектного решения.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Энергия может передаваться с места на место с помощью движущихся объектов, звука, света или электрического тока.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Энергия присутствует всякий раз, когда есть движущиеся объекты, звук, свет или тепло. Когда объекты сталкиваются, энергия может передаваться от одного объекта к другому, тем самым изменяя их движение.При таких столкновениях некоторая энергия обычно также передается окружающему воздуху; в результате воздух нагревается и раздается звук.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Свет также передает энергию с места на место.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрического тока, который затем можно использовать локально для создания движения, звука, тепла или света.С самого начала токи могли быть созданы путем преобразования энергии движения в электрическую.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Энергия может передаваться различными способами и между объектами.

    Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!

    Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
    ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

    Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

    Рабочие листы и приложения

    Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_electricity_lesson02], чтобы распечатать или загрузить.

    Больше подобной программы

    Lights Out!

    Этот урок знакомит с концепцией электричества, предлагая студентам представить, какой была бы их жизнь без электричества. Студенты узнают, что электроны могут перемещаться между атомами, оставляя атомы в заряженном состоянии.

    Статическое сцепление

    Студенты изучают статическое электричество на практике.Они притягивают О-образные кусочки злаков к заряженным гребням и смотрят, как злаки отскакивают, когда они касаются гребней. Они также наблюдают, как гранулы пенополистирола тянутся к заряженному гребню, а затем прыгают обратно к столу.

    Что такое электричество?

    Учащиеся знакомятся с концепцией электричества, идентифицируя его как невидимое, но распространенное и важное присутствие в их жизни.Они сравнивают проводники и изоляторы на основе их способности к потоку электронов. Затем водная и электрическая системы сравниваются по аналогии с электрическими …

    Электрификация мира

    Студенты знакомятся с фундаментальными концепциями электричества.Они отвечают на такие вопросы, как «Как вырабатывается электроэнергия?» и «Как это используется в повседневной жизни?» Наглядные примеры принципиальных схем используются, чтобы помочь объяснить, как течет электричество.

    Предварительные знания

    атомы, электроны, электрический заряд

    Введение / Мотивация

    Попросите одного из студентов-добровольцев натереть воздушный шарик о свитер или кусок шерсти, а затем поднести шарик к своим волосам.Обратите внимание, что волосы ученика встают дыбом.

    Попросите остальных учеников в классе объяснить, почему это происходит, используя информацию из урока TeachEngineering Lights Out! относительно движения электронов и заряженных объектов. Спросите студентов: как вы думаете, почему ваши волосы встают дыбом после того, как растерли их воздушным шариком? (Ответ: электроны перемещаются от ваших волос к воздушному шару, заставляя каждый из волос иметь одинаковый положительный заряд. Поскольку объекты с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, волосы стараются уйти друг от друга как можно дальше.Максимальное расстояние, на которое они могут попасть, — это вставать и держаться подальше от других.)

    Затем попросите учащихся привести примеры из их собственного опыта накопления или разряда статического электричества. (Возможные ответы: ходьба по ковру [скопление] и прикосновение к дверной ручке [разрядка].) Учащиеся могут провести собственный эксперимент с соответствующим заданием «Зарядите его!». Все об электрическом притяжении и отталкивании.

    Предпосылки и концепции урока для учителей

    Основы электрического заряда

    Рисунок 2.Модель Бора: модель атома, отображающая ядро, электроны и орбитальные пути электронов. Авторское право

    Copyright © AG Ceasar 2018. (CC BY-SA 4.0) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atom_Diagram .svg

    Каждый атом состоит из отрицательно заряженных электронов, окружающих положительно заряженное ядро. Ядро содержит протоны, которые заряжены положительно, и нейтроны, которые нейтральны (у них нет чистого электрического заряда), как показано на рисунке 3. Электроны могут перемещаться от одного атома, молекулы или материала к другому.Большинство объектов не имеют электрического заряда, потому что существует баланс электронов и протонов в материале, из которого состоит объект. При определенных обстоятельствах может возникнуть дисбаланс протонов и электронов. Объект с большим количеством электронов, чем протонов, заряжен отрицательно. Объект с большим количеством протонов, чем электронов, заряжен положительно.

    Проводники и изоляторы

    Материалы можно классифицировать по тому, насколько хорошо они проводят электричество. Изоляторы проводят не очень хорошо, а проводники.В изоляторах каждый электрон привязан к определенному атому. Однако в хороших проводниках некоторые электроны более слабо связаны с атомом и могут перемещаться в материале. Металлы являются хорошими проводниками, а такие материалы, как дерево, стекло, пластик и резина — хорошими изоляторами. Инженеры-электрики и механики используют свое понимание различий в свойствах материалов при проектировании безопасных устройств и машин, которые мы используем каждый день, таких как тостеры, кофеварки, фены, плиты и удлинители.Проведите увлекательное практическое занятие «Создайте детектор заряда», чтобы развить понимание учащимися различных методов зарядки и различий между проводниками и изоляторами.

    Зарядка трением

    Когда два материала трутся друг о друга, некоторые электроны могут переходить от одного материала к другому, оставляя их оба с чистым электрическим зарядом. Материал, который потерял электроны, становится положительно заряженным, а материал, который получил электроны, становится отрицательно заряженным.Таким образом, как изоляторы, так и проводники могут получить чистый заряд. Так одежда заряжается в сушилке для белья, или наши тела заряжаются, когда мы идем по покрытому ковром полу.

    Зарядка по контакту

    Мы также можем зарядить нейтральный объект (проводник или изолятор), просто прикоснувшись им к заряженному объекту. Электроны перемещаются от отрицательно заряженного объекта к нейтральному, оставляя нейтральный объект с отрицательным зарядом. Электроны также перемещаются от нейтрального объекта к положительно заряженному объекту, так что изначально нейтральный объект получает чистый положительный заряд.Окончательный заряд первоначально заряженного объекта зависит от ряда факторов и не имеет значения для того, что мы изучаем сегодня. Зарядка в непосредственной близости — еще один способ зарядить нейтральный проводник. Однако для этого требуется два шага, и они не будут рассмотрены в этом уроке.

    Избыточный заряд объекта может медленно вытекать с объекта (особенно, если он очень влажный), или избыточный заряд может вызвать электрическую искру. Если возникает искра, электроны перемещаются от одного объекта к другому.Во время искры также выделяется энергия в виде света, тепла и звука. Накопление избыточного заряда на изолированном теле и возникающая в результате искра (или электрический разряд), вызванная этим накоплением, являются свойствами статического электричества.

    ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку в этом уроке мы исследуем силу притяжения между разнородными зарядами и отталкивание между одинаковыми зарядами, у некоторых студентов могут возникнуть вопросы о явном противоречии в расположении атома. Студенты могут спросить, почему положительно заряженные протоны не отталкиваются друг от друга и не вылетают из ядра.Протоны в ядре удерживаются вместе, несмотря на их электрическое отталкивание, благодаря более сильной ядерной силе, действующей на атомном уровне. Студенты могут также задаться вопросом, как электроны не вращаются в ядре. Причины этого более сложные; вероятно, лучше было бы сказать, что это похоже на то, почему Луна не втягивается в Землю; фактически, Луна удерживается на орбите Земли.

    Электронная бумага

    Инженеры использовали принципы статического электричества для разработки электронной бумаги .Когда-нибудь бумага может оказаться устаревшей из-за использования технологии электронной бумаги. Газеты, бестселлеры и учебники можно печатать на электронной бумаге. Эта технология может значительно сократить производство бумаги и, как следствие, уменьшить вырубку лесов в результате производства большого количества бумаги, которую использует наше общество. Технология электронной бумаги основана на силах притяжения и отталкивания между заряженными объектами. Инженеры разработали технологию электронной бумаги и спроектировали производственные процессы, позволяющие производить электронную бумагу.Электронная бумага уже используется для рекламных щитов и вывесок в магазинах. Электронная «бумага» тонкая и гибкая, как и традиционная бумага, но ее можно стирать и использовать снова и снова, как дисплей компьютера.

    Как работает электронная бумага? Есть два типа (см. Рисунок 3). В одном продукте «чернила» состоят из крошечных шариков, черных с одной стороны (положительно заряженных) и белых (отрицательно заряженных). В другом типе электронной бумаги «чернила» состоят из микрокапсул, содержащих синие (отрицательно заряженные) и белые (положительно заряженные) частицы красителя.В обоих продуктах поверхность под слоем чернил имеет крошечные электроды, которые могут быть заряжены как положительно, так и отрицательно. Когда часть поверхности заряжена, чернила испытывают электрическую силу. Если электрод заряжен положительно, положительная сторона шарика или белые частицы красителя в микрокапсуле отталкиваются. В то же время отрицательная сторона или синие частицы красителя в микрокапсуле притягиваются к электроду. Это дает различный эффект для каждого типа чернил.Изображение остается неизменным до тех пор, пока заряд на электродах не изменится.

    Рис. 3. Воздействие электрода на два типа «чернил» в электронной бумаге. Gyricon использует бусины черного цвета с одной стороны и белого с другой. E Ink использует микрокапсулы, содержащие синие и белые частицы красителя. Обратите внимание, как движутся «чернила» в ответ на заряд электрода. Авторское право

    Copyright © Дарья Котис-Шварц, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2004.

    Дополнительные технологии

    Ученые и инженеры используют свое понимание статического электричества для разработки промышленных воздушных фильтров, которые помогают окружающей среде. Эти «электрофильтры» используют статическое электричество для удаления загрязняющих веществ, не снижая производственной эффективности промышленного предприятия. Электростанции, сталелитейные и целлюлозно-бумажные комбинаты используют электростатические фильтры для удаления вредных частиц, образующихся в процессе производства, прежде чем они смогут загрязнить наш воздух.

    Электростатические очистители воздуха для дома используют электростатическую силу для перемещения молекул воздуха и улавливания мелких взвешенных в воздухе частиц (размером 0,05 — 30 микрон, таких как перхоть домашних животных или другие аллергены), когда они циркулируют мимо множества электрически заряженных лезвий из нержавеющей стали. . Одним из примеров является Ionic Breeze от Zenion Effect Technology.

    Другие технологии, использующие свойства статического электричества, можно найти в приборах и машинах, таких как копировальные машины и принтеры, разработанные инженерами-электриками и механиками.

    Сопутствующие мероприятия

    Закрытие урока

    Попросите студентов объяснить, как объект может стать электрически заряженным. Попросите учащихся составить на доске список проводников и изоляторов. (Возможные ответы: изоляторы могут быть из дерева, пластика, пенополистирола. Проводники могут быть из металлов.)

    Словарь / Определения

    атом: наименьшая единица элемента, состоящая из плотного положительно заряженного ядра, окруженного электронами.

    проводник: материал, через который легко перемещается заряд.

    электрод: твердый проводник, по которому ток входит в среду или выходит из нее.

    электрон: отрицательно заряженная частица атома.

    Изолятор: материал, через который заряд не проходит легко.

    ион: атом, группа атомов или молекула, имеющая чистый электрический заряд.

    молекула: мельчайшая частица вещества, которая сохраняет химические и физические свойства вещества и состоит из двух или более атомов.

    нейтрон: нейтральная частица в атоме.

    Ядро: положительно заряженная центральная область атома, состоящая из нейтронов и протонов.

    протон: положительно заряженная частица атома.

    статическое электричество: накопление заряда на объекте или искра, возникающая в результате накопления заряда на объекте.

    Оценка

    Оценка перед уроком

    Вопросы для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов.

    • Как вы думаете, почему ваши волосы встают дыбом после того, как растерли их воздушным шариком? (Ответ: электроны перемещаются от ваших волос к воздушному шару. Тогда каждый из волос будет иметь одинаковый положительный заряд. Поскольку объекты с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, волоски стараются уйти друг от друга как можно дальше, что составляет стоя и подальше от других волос.)
    • Какие примеры из вашего собственного опыта накапливаются или разряжаются статическим электричеством? (Возможные ответы: ходьба по ковру [скопление] и прикосновение к дверной ручке [разрядка].)

    Оценка после введения

    Мозговой штурм: Предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении в классе. Напомните студентам, что в ходе мозгового штурма ни одна идея или предложение не являются «глупыми». Все идеи следует уважительно выслушивать. Поощряйте безумные идеи и препятствуйте критике идей.Попросите их поднять руки, чтобы ответить. Напишите идеи на доске. Спросите у студентов:

    • Инженеры использовали принципы статического электричества для разработки электронной бумаги. Где мы могли бы использовать электронную бумагу в этом классе? (Возможные идеи: учебники, доска объявлений, тетрадь, табели успеваемости и т. Д.)

    Итоги урока Оценка

    Bingo: Предоставьте каждому студенту список терминов лексики урока. Попросите каждого ученика обойти комнату и найти ученика, который сможет определить один словарный термин.Студенты должны найти разных студентов для каждого слова. Когда студент завершает все условия, он кричит «Бинго!». Продолжайте, пока у большинства студентов не будет бинго. Спросите студентов, которые кричали «Бинго!» дать определения словарных терминов.

    Рабочий лист домашнего задания: Оцените понимание учащимися урока, назначив «Возьми на себя ответственность!» Рабочий лист домашнего задания как тест на дом. Смотрите ответы в разделе «Возьми на себя ответственность!» Ответы на домашнее задание.

    Мероприятия по продлению урока

    Упражнение «Электронная бумага»: попросите учащихся изучить технологию электронной бумаги, выполнив упражнение, в котором они составят слова, используя положительные и отрицательные заряды на сетке миллиметровой бумаги.

    Исследуйте генератор Ван де Граафа. Покажите студентам фотографию в начале этого урока, обсудите, почему у человека волосы встают дыбом. Молодой человек касается генератора Ван де Граафа, который генерирует статическое электричество. Разработанные профессором Массачусетского технологического института доктором Робертом Ван де Граафом, они первоначально использовались в качестве исследовательских инструментов в экспериментах по разрушению атомов, но теперь в основном используются для обучения людей статическому электричеству и молниям. Обратите внимание, что человек должен стоять на изоляторе, чтобы заряд не прошел через его тело и не попал в Землю.Кроме того, они должны быть очень осторожны, чтобы никого не трогать, потому что это может привести к очень неприятному поражению электрическим током. Попросите студентов изучить, как работает генератор Ван де Граафа. Какой тип зарядки происходит в генераторе Ван де Граафа?

    Предложите студентам изучить историю фотокопирования. Американский студент-юрист Честер Карлсон, инженер-исследователь и патентный поверенный, изобрел метод ксерографии — процесс копирования, основанный на электростатической энергии. Студенты могут составить график изменений в технологии фотокопирования со времен Честера.

    Познакомьте студентов с опытными исследователями науки, такими как Мариетта Блау (1894-1970). Она была австрийским физиком и пионером в изучении атомных частиц, а также первым человеком, который разработал методы идентификации протонов и нейтронов в экспериментах с использованием фотографических химикатов. Поскольку она была еврейкой, Мариетта Блау бежала из Австрии до аншлюса. В США она продолжила свои исследования в промышленности и в университетах, включая Брукхейвенские национальные лаборатории, Колумбийский университет и Университет Майами.Она также была профессором Технического университета Мехико. Несколько ученых, получивших Нобелевскую премию, номинировали Мариетту Блау на Нобелевскую премию по физике.

    использованная литература

    Дитлеа, Стив. «Погоня за электронной бумагой». Scientific American. Выпуск ноябрь 2001 г.

    Электротехника для контроля загрязнения, электростатический осадитель для электростанций, Электротехника ASU.

    Технология электронных чернил, E Ink Corporation.

    Галисон, Питер Л. «Мариетта Блау: Между нацистами и ядрами». Физика сегодня. Vol. 50. Issue 42 1997.

    Хьюитт, Пол Г. Концептуальная физика. 8-е издание. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: издательство Addison Publishing Company, 1998.

    Пацурис, Пенелопа. «Маркетинговые сообщения на заказ». Forbes, 27 августа 2003 г.

    авторское право

    © 2004 Регенты Университета Колорадо.

    Авторы

    Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон

    Программа поддержки

    Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

    Благодарности

    Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Министерство образования и Национальный научный фонд ГК-12, грант No. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

    Последнее изменение: 20 июля 2021 г.

    Какие материалы лучше всего проводят статическое электричество?

    Нет никаких сомнений в том, что у вас был опыт работы со статическим электричеством.Тот раздражающий «шок», который вы чувствуете, когда идете по ковру и касаетесь дверной ручки. Или то, что не менее раздражает, когда ваши волосы быстро снимают с головы шерстяную шапку. Но что такое статическое электричество и почему оно вызывает подобные явления?

    В этом разделе вы узнаете не только о статическом электричестве, но и об очень интересном эксперименте со статическим электричеством, который вы можете провести с помощью простого устройства, которое вы сделаете под названием электроскоп.Вы будете использовать электроскоп для обнаружения электрического заряда.

    Так в чем же проблема?

    Проблема, которую вы попытаетесь решить, заключается в том, насколько хорошо одни объекты отдают свои электроны другим объектам. Вы спросите, как это связано со статическим электричеством?

    В чудесном мире науки существует протона , нейтрона и электрона . Протоны и нейтроны — это крошечные частицы, содержащиеся в ядре атома.

    Протоны и нейтроны — крошечные частицы, содержащиеся в ядре атома. Электроны — еще более мелкие частицы, которые вращаются вокруг ядра.

    Атом, если вы помните, — это наименьшая возможная часть объекта. Например, серебряный слиток можно разделить пополам, затем снова пополам, и снова, и снова, и снова, пока не останется кусок настолько мал, что, если бы его нужно было разделить, он больше не был бы серебром. Этот самый последний кусок называется атомом.

    В середине каждого атома находится ядро. Вот где торчат протоны и нейтроны.С другой стороны, электроны даже меньше протонов и нейтронов и вращаются вокруг ядра атома.

    Электрические заряды

    Протоны, нейтроны и электроны сильно отличаются друг от друга. В рамках этого эксперимента их отличия друг от друга связаны с их электрическими зарядами.

    Протоны имеют положительный (+) заряд. Электроны имеют, как вы догадались, отрицательный (-) заряд, а нейтроны, как следует из их названия, не имеют заряда.Когда атом содержит одинаковое количество протонов и электронов, у него нет общего заряда, но он нейтрален. Это потому, что положительный заряд протона равен отрицательному заряду электрона. Вместе одно отменяет другое.

    В то время как протоны и нейтроны плотно прилипают друг к другу в ядре атома, электроны подобны свободным духам, которые не могут оставаться на месте. Они перемещаются вокруг ядра, а иногда и вовсе выходят из строя и переходят к другому атому.

    Когда это происходит, электрический заряд атома выходит из равновесия. Помните, что нейтральный атом должен содержать одинаковое количество протонов и электронов. Когда электроны перепрыгивают с корабля и переходят к другому атому, баланс теряется.

    Атом, который теряет электроны, имеет положительный заряд, потому что он содержит больше протонов, чем электронов. У атома, который набирает электроны, больше отрицательных частиц, чем положительных, поэтому он имеет отрицательный заряд.

    Чтобы немного сбить с толку, атом, который имеет положительный или отрицательный заряд, больше не называется атомом.Теперь он известен как ион.

    Некоторые материалы очень плотно удерживают свои электроны, не позволяя электронам хорошо проходить сквозь них. Эти материалы известны как изоляторы. Материалы, которые позволяют электронам легко проходить сквозь них, называются проводниками. Ткань — хороший изолятор, а металлы — хорошие проводники.

    Электроны и статическое электричество

    Важно понимать, что перемещение электронов с места на место не является чем-то необычным.Это происходит постоянно, когда два предмета трутся друг о друга. При сильном контакте между двумя объектами происходит перенос большого количества электронов и нарастание заряда. Статическое электричество , попросту говоря, не более чем дисбаланс положительных и отрицательных зарядов.

    Следующая идея, которую необходимо понять, состоит в том, что противоположные заряды притягиваются, в то время как одинаковые заряды отталкиваются друг от друга. Когда вы снимаете шляпу с головы, и ваши волосы делают это странное, прямолинейное движение, это происходит из-за правила притяжения и отталкивания.

    Электроны, которые были в ваших волосах, стираются на шляпе. Когда вы снимаете шляпу, электроны уходят с ней, оставляя на волосах только положительный заряд. Каждый маленький волос пытается уйти от своего заряженного соседа, что приводит к тому, что он расплывается. Статическое электричество — это дисбаланс положительных и отрицательных зарядов.

    Хорошо, хватит объяснений. Пора переходить к делу. В этом проекте научной ярмарки вы попытаетесь выяснить, какие объекты наиболее охотно высвобождают свои электроны, что приводит к возникновению заряда.Помните, что некоторые объекты (изоляторы) не отдают электроны так же легко, как другие (проводники).

    При желании можно использовать заголовок этого раздела «Какие материалы лучше всего проводят статическое электричество?» как название вашего проекта. Или вы можете назвать свой проект одним из предложенных ниже названий:

    • Как перенос электронов меняет заряд?
    • Общие сведения о статическом электричестве
    • Использование электроскопа для обнаружения электрического заряда

    Как только вы поймете концепцию статического электричества, вы сможете думать о повседневных применениях этого проекта.

    В чем смысл?

    Теперь вы знаете, почему ваши волосы встают дыбом, когда вы снимаете шерстяную шапку с головы. Ну и что?

    Понимание электрических зарядов важно по многим причинам. Это поможет вам понять, как устроен мир и почему происходят определенные события.

    Вы когда-нибудь замечали, что разряды статического электричества происходят в основном зимой? И что даже если вы не снимаете шляпу с головы, ваши волосы будут немного развеваться, когда на улице холодно?

    Это связано с тем, что зимой воздух обычно очень сухой.Летний воздух обычно более влажный, а это означает, что он содержит больше влаги. Что происходит, так это то, что вода в летнем воздухе помогает электронам быстрее удаляться от вашего тела. Вода — хороший проводник.

    Поскольку электроны покидают ваше тело, вы не накапливаете большой заряд. Однако зимой, когда электроны остаются на вашем теле, вы накапливаете отрицательный заряд. Итак, когда вы идете по ковру, электроны с ковра перемещаются по вашему телу и накапливаются на нем. Когда вы касаетесь дверной ручки, электроны прыгают от вас к металлической ручке (помните, что металл — хороший проводник), вызывая у вас шок.

    Заряженные объекты излучают невидимые электрические силовые поля, которые их окружают. Сила этих полей зависит от многих факторов. Еще в 1780-х годах ученый по имени Чарльз Кулон описал и исследовал эти силовые поля. Формула, которую он придумал для определения силы полей, называется законом Кулона.

    В этом эксперименте вы будете использовать созданный вами электроскоп, чтобы определить, какие объекты лучше всего накапливаются и проводят электрические заряды. Элемент управления, который вы будете использовать, — это незаряженная алюминиевая фольга, а переменные, которые вы будете использовать, будут другими обычными объектами, которые обычно находятся в доме.

    Как вы думаете, что произойдет?

    Теперь вы должны иметь базовое, но хорошее представление о том, как возникает статическое электричество и что происходит, когда оно возникает. Однако прежде чем вы решитесь выдвинуть гипотезу, вам нужно понять, как работает эксперимент.

    В этом эксперименте вы проверите, насколько хорошо определенные объекты переносят электроны, используя алюминиевую фольгу в качестве детектора.

    Во время эксперимента вы будете переносить электроны от одного объекта к другому, протирая гибкой пластиковой линейкой разные материалы.Линейка будет служить проводником электронов на алюминиевой фольге.

    Когда вы протираете линейкой различные предметы, она либо забирает электроны с объекта, либо передает часть своих электронов на объект. Если линейка улавливает электроны из материала, о котором она трется, у нее будет отрицательный заряд. Если линейка испускает электроны, она будет иметь положительный заряд.

    Чтобы придумать гипотезу, отважитесь предположить, какие материалы, по вашему мнению, с наибольшей вероятностью будут переносить электроны на линейку.Есть ли у вас подозрение, что одни могут сделать это более эффективно, чем другие?

    Давай, сделай свой лучший вывод. Тогда приступим к эксперименту.

    Материалы, которые вам понадобятся для этого проекта

    Электроскоп — это устройство, обнаруживающее электрический заряд. Есть много типов электроскопов, некоторые сложные модели, которые вы можете купить у научного поставщика, и некоторые простые, которые вы можете изготовить самостоятельно.

    Для изготовления простого электроскопа вам понадобится всего четыре материала.Это:

    • Одна маленькая чашка (стеклянная или бумажная)
    • Одна пластиковая трубочка для питья с гибким концом
    • Лента
    • Алюминиевая фольга

    Другие материалы, которые вам понадобятся для эксперимента, упомянуты в предыдущем разделе. :

    • Гибкая пластиковая линейка
    • Шерсть
    • Шелк
    • Хлопок
    • Газета
    • Ковровое покрытие

    Если вы не можете получить указанные выше материалы, не стесняйтесь заменить то, что есть под рукой.Отчасти прелесть этого эксперимента в том, что вам, вероятно, не придется ничего покупать. Если вы это сделаете, то получите то, что вам нужно, не дороже одного-двух долларов.

    Этот эксперимент будет лучше всего работать в прохладный и сухой день, а не в теплый и влажный. Проведение его в доме в день, когда включено тепло, даст вам благоприятные условия.

    Проведение эксперимента

    Перед тем, как вы начнете реальный эксперимент, вам необходимо собрать электроскоп.Не волнуйтесь — для «сборки» электроскопа не требуется никакого строительства.

    Электроскоп.

    Выполните следующие действия:

    1. Поместите соломинку в небольшую чашку. Гибкая часть соломки должна быть вверху, а соломка должна быть изогнутой.

    2. Вырежьте две небольшие полоски из алюминиевой фольги примерно 2 1 / 2 дюймов (6 см) в длину и 1 / 2 дюймов (1 см) в ширину.

    3. Закрепите полоски лентой на изогнутой части соломинки так, чтобы они располагались рядом, но не соприкасались.Они должны свисать прямо с изогнутого плеча соломинки.

    Теперь ваш электроскоп готов, и вы можете переходить к следующим этапам эксперимента.

    4. Потрите линейкой кусок шерсти, а затем поднесите линейку к алюминиевой фольге, не касаясь ее. Натирание линейки шелком удалит электроны с линейки, придав ей положительный заряд. Однако шерсть переносит электроны на линейку, что приводит к отрицательному заряду. Вы можете протестировать любой материал, чтобы узнать, отдает ли он электроны.

    5. Запишите свои наблюдения, отмечая, какой материал вы использовали, и реакцию, которую вы наблюдали с полосками фольги.

    6. Повторите шаги 4 и 5 с каждым из других материалов. Обратите внимание, какие материалы приводят к притяжению алюминиевой фольги к линейке, а какие заставляют фольгу и линейку отталкиваться друг от друга. Помните, что нейтральные полоски фольги могут сначала притягиваться к заряженной линейке, а затем в течение секунды или двух отталкивать линейку. Это могло произойти из-за того, что полоски фольги улавливали электроны от линейки, и оба заряда имели одинаковый заряд.

    7. Повторите весь эксперимент трижды, но оставляйте между повторениями по часу, чтобы полоски фольги восстановили некоторую устойчивость. Постарайтесь, чтобы условия для эксперимента были одинаковыми для каждого испытания.

    Обязательно ведите точные записи о том, что вы наблюдаете с каждым материалом.

    Отслеживание своего эксперимента

    Вы можете использовать следующую таблицу, чтобы отслеживать свои наблюдения. Или вы можете создать свою собственную похожую диаграмму, если хотите.

    Электроскопические наблюдения.

    Собираем все вместе

    После того, как вы протестировали различные материалы, чтобы увидеть, какие из них проводят статическое электричество лучше всего, у вас будет хорошее представление о том, какие материалы выделяют электроны, а какие принимают электроны.

    Внимательно проверьте свои наблюдения, чтобы увидеть, какие материалы лучше всего реагируют с алюминиевой фольгой.

    Дальнейшие исследования

    Если вам понравился этот проект, вы можете провести еще много экспериментов, чтобы изучить статическое электричество и перенос электронов.

    Веселым экспериментом будет испытание коврового покрытия, найденного в разных комнатах вашего дома. Посмотрите, как линейка, натертая о ковер в одной комнате, взаимодействует с алюминиевой фольгой по сравнению с линейкой в ​​других комнатах.

    Еще один забавный эксперимент — посмотреть, сможете ли вы создать достаточно статического электричества на воздушном шаре или другом объекте, чтобы «согнуть» воду. Просто включите воду, чтобы она текла из крана очень тонкой струйкой.

    Потрите воздушный шарик о шерстяной свитер, мягкую игрушку или другой пушистый предмет и поднесите его к струе воды.Вода, которая является нейтральной, будет притягиваться к заряженному воздушному шару и будет «наклоняться» к нему.

    Определение заряда с помощью электроскопа

    Эммет Кокс
    Координатор по управлению продуктами по физическим наукам

    Серия трибоэлектрических приборов даст вам отправную точку для определения того, какая комбинация материалов обеспечивает хороший результат при попытке создать статический заряд. В следующих разделах содержится немного больше информации о том, как проверить статическое электричество и как определить, какие объекты имеют положительный или отрицательный заряд.


    Отзыв

    Студенты уже должны быть знакомы со следующей базовой информацией о статическом электричестве.

    1. Электричество (статическое или текущее) является результатом количества заряда . Заряд — это физическое свойство материи, такое же, как масса или объем. Заряженные объекты испытывают силу при помещении в электрическое поле.
    2. Есть 2 типа заряда: положительный и отрицательный.
    3. Подобные заряды отталкиваются, а разноименные — притягиваются (рис.1).


      Заряд обнаруживается, когда один заряженный объект оказывает силу на другой объект. Несколько факторов влияют на количество силы между двумя заряженными объектами, например, количество заряда на каждом объекте и расстояние между объектами.
    4. Заряд — это результат наличия в атоме субатомных частиц. Атом состоит из протонов и нейтронов (которые составляют ядро) и электронов (которые вращаются вокруг ядра). Протоны имеют положительный заряд. У нейтронов нет заряда.Электроны имеют отрицательный заряд.


    Тестирование на заряд

    Проверить, заряжен ли объект, довольно просто. На рис. 2 отрицательно заряженный воздушный шар приближается к листу бумаги. Бумага обычно нейтральная, с равномерно распределенными положительными и отрицательными зарядами. Однако, когда отрицательно заряженный воздушный шар приближается к бумаге, воздушный шар отталкивает электроны в бумаге к противоположной стороне бумаги, оставляя сторону рядом с воздушным шаром слегка положительной.Сила притяжения между отрицательными зарядами на воздушном шаре и положительными зарядами на верхней поверхности бумаги заставляет бумагу двигаться к воздушному шарику и прилипать к нему.

    На рис. 3 кусок стекла с положительным зарядом подносят к листу бумаги. В этом случае электроны притягиваются к стеклу и перемещаются к верхней поверхности бумаги. Это явление называется зарядкой индукцией .

    Еще одним полезным инструментом для обнаружения статического заряда является электроскоп (рис.4). Когда отрицательно заряженный объект приближается к металлическому концу прицела (рис. 5), отрицательные заряды в металле прицела перемещаются к листам, которые становятся отрицательно заряженными и отталкиваются друг от друга. Когда положительно заряженный объект приближается к электроскопу (рис. 6), отрицательные заряды в металле прицела перемещаются к положительному объекту, заставляя листья иметь положительный заряд, а листья отталкиваются друг от друга. Чем сильнее заряд, тем больше отделяются листья.


    Определение полярности

    Трибоэлектрическая серия поможет вам выбрать материалы из вашего набора для электростатики, которые создают сильный заряд на объекте. Электроскоп позволит вам обнаружить заряд.

    Как узнать, заряжен ли объект положительно или отрицательно? Выполните следующие шаги:

    1. Выберите пару материалов из серии трибоэлектрических. Зарядите объекты, затем выберите 1 для использования в эксперименте. На рис.С 7 по 11 ниже, объект имеет отрицательный заряд .
    2. Поднесите объект к электроскопу, как показано на рис. 7 . Листья разделятся, показывая, что объект, который вы тестируете, заряжен.
    3. Когда объект находится рядом с электроскопом, прикоснитесь к клемме электроскопа пальцем. Это заземляет электроскоп. На рис. 8 , линия от электроскопа представляет путь к земле (3 горизонтальные линии на конце «провода» являются символом заземления).Когда отрицательный объект приближается к электроскопу, некоторые электроны, как и раньше, отталкиваются к листьям, но некоторые проходят этот альтернативный путь через ваш палец и покидают электроскоп. Прикрепление электроскопа к «земле» по существу означает прикрепление электроскопа к земле, которая может действовать как бесконечный источник (или сток) для электронов.
    4. Пока отрицательно заряженный объект все еще находится рядом с электроскопом, уберите палец, отсоединив электроскоп от земли.Часть электронов покинула электроскоп через провод заземления. Листья будут двигаться навстречу друг другу.
    5. Наконец, отодвиньте отрицательно заряженный объект от электроскопа. Электроскоп теперь заряжен положительно. Листья будут отталкивать друг друга.

    Теперь электроскоп позволит вам определить, заряжен ли объект положительно или отрицательно. Если вы поднесете отрицательный объект к электроскопу, электроны в телескопе будут отталкиваться к листьям, уравновешивая заряд.Листья будут двигаться навстречу друг другу.

    Если вы поднесете положительный объект к электроскопу, он будет притягивать электроны к клемме. Листья будут отдаляться друг от друга.

    Вы также можете использовать этот процесс с положительным предметом для зарядки электроскопа. В этом случае заземление электроскопа пальцем позволит лишним электронам переместиться к электроскопу, который станет отрицательно заряженным.


    Дальнейшее расследование

    Статическое электричество — интересное явление, и, вероятно, это все, о чем многие из нас думают — это интересно, но не очень полезно.Однако мы знаем, что без электричества, которое использовалось бы для питания наших домов, компьютеров и мобильных телефонов, наша жизнь была бы совсем другой. Электрические технологии, на которые мы полагаемся каждый день, не могли бы быть созданы без какого-либо раннего ученого, заинтересованного статическим электричеством.

    Статическое электричество может быть полезным или вредным. В некоторых дымовых трубах используются электростатические устройства, называемые скрубберами, для удаления твердых частиц из дыма. Статическое электричество может повредить схемы некоторых электронных устройств.Поэтому детали для компьютера могут быть отправлены в специальной упаковке, чтобы предотвратить повреждение статическим электричеством.

    Какие еще применения статического электричества нашли ученые? Можете ли вы провести эксперимент по разработке собственной трибоэлектрической серии?


    Предлагаемые материалы

    Эти материалы могут помочь в исследовании статического электричества.

    Статическое электричество 4: Статическое электричество и молния

    Фото: Clipart.ком

    Назначение

    Чтобы помочь учащимся понять концепции, связанные со статическим электричеством, на единственном примере: молния.


    Контекст

    Этот урок является первым из серии из четырех частей, посвященных статическому электричеству. Эти уроки призваны помочь учащимся понять, что статическое электричество — это явление, связанное с положительными и отрицательными зарядами.

    Понимание статического электричества должно начинаться с концепции, что вся материя состоит из атомов, а все атомы состоят из субатомных частиц, среди которых есть заряженные частицы, известные как электроны и протоны.Протоны несут положительный заряд (+), а электроны — отрицательный заряд (-). Число электронов в атоме — от одного до примерно 100 — совпадает с числом заряженных частиц или протонов в ядре и определяет, как атом будет связываться с другими атомами, образуя молекулы. Электрически нейтральные частицы (нейтроны) в ядре увеличивают его массу, но не влияют на количество электронов и поэтому почти не влияют на связи атома с другими атомами (его химическое поведение).

    Чтобы лучше понять статическое электричество, вы должны помочь своим ученикам установить связь между их повседневным опытом работы со статическим электричеством, например, молнией, получением сотрясений после перетасовки по ковру, снятием одежды, которая цепляется друг за друга. сушить волосы феном, расчесывать волосы зимой — со статическими упражнениями, проводимыми в классе.Попросите их попытаться описать и объяснить свой повседневный опыт работы со статикой в ​​терминах, которые они изучают: отталкивание, притяжение, статический заряд, перенос электронов. Важно, чтобы учащиеся усвоили концепцию, согласно которой противоположно заряженные объекты притягиваются друг к другу, а одноименные заряженные объекты отталкиваются. Менее важно то, что они могут вспомнить, какие материалы имеют тенденцию к накоплению отрицательного или положительного заряда.

    Когда два разных материала вступают в тесный контакт, например, трется войлок о воздушный шар или две воздушные массы в грозовом облаке, электроны могут переходить от одного материала к другому.Когда это происходит, в одном материале оказывается избыток электронов, и он становится отрицательно заряженным, в то время как другой в конечном итоге испытывает недостаток электронов и становится положительно заряженным. Это накопление несбалансированных зарядов на объектах приводит к явлениям, которые мы обычно называем статическим электричеством.

    Когда учащиеся только начинают понимать атомы, они не могут уверенно проводить различие между атомами и молекулами. Студенты часто приходят к мысли, что атомы каким-то образом просто заполняют материю, а не к правильному представлению о том, что атомы — это материя.У учеников средней школы также есть проблемы с представлением о том, что атомы находятся в постоянном движении. Принятие этих концепций необходимо студентам, чтобы понять атомную теорию и ее объяснительную силу. («Контрольные показатели научной грамотности», стр. 75.)

    В курсе «Статическое электричество 1: знакомство с атомами» учащихся просят просматривать веб-сайты, чтобы узнать об основной структуре атома, а также о положительных и отрицательных зарядах его субчастиц. Этот урок закладывает основу для дальнейшего изучения статического и текущего электричества, сосредоточив внимание на идее положительных и отрицательных зарядов на атомном уровне.Из-за количества и сложности информации, относящейся к этой теме, учащиеся со временем получат понимание этих концепций. Важно, чтобы они исследовали эту тему в различных контекстах.

    Статическое электричество 2: Знакомство со статическим электричеством помогает расширить представления учащихся об атомах и их отношении к статическому электричеству. На этом уроке учащиеся проводят несколько простых экспериментов, создавая статическое электричество, чтобы продемонстрировать, как противоположные заряды притягиваются друг к другу, а подобные заряды отталкиваются.Затем студенты изучают веб-сайт, который более подробно объясняет эти концепции.

    Статическое электричество 3: Подробнее о статическом электричестве помогает расширить представления учащихся об атомах и их отношении к статическому электричеству. На этом уроке студенты изучают веб-сайт, чтобы изучить концепции, связанные со статическим электричеством. Затем ученики проводят эксперименты, в которых они создают статическое электричество и демонстрируют, как противоположные заряды притягиваются друг к другу, а подобные заряды отталкиваются.

    Статическое электричество 4: Статическое электричество и молния знакомит учащихся с концепциями молнии и их отношением к статическому электричеству.На этом уроке учащиеся изучают различные веб-сайты, чтобы узнать о молнии, а затем объяснить своими словами, что вызывает молнию и как это связано со статическим электричеством.


    Мотивация

    Прежде чем попросить учащихся изучить веб-сайты, посвященные молниям и статическому электричеству, обсудите с ними их текущие знания по этой теме.

    Раздайте пакет активности «Статическое электричество и молния». Студенты должны заполнить Часть 1 пакета в это время.Попросите учащихся записать свои ответы своими словами. Сообщите им, что они вернутся к этим ответам позже на уроке, после того, как завершат веб-квест. Обсудите со студентами, как они ответили на вопросы из Части 1 своего практического пакета.


    Разработка

    На этом уроке учащиеся будут использовать свою ведомость по статическому электричеству и молниям, чтобы пройти веб-квест, изучая следующие веб-сайты, чтобы больше узнать о молниях и статическом электричестве:

    Предложите учащимся работать в парах или небольших группах, чтобы они могли помочь друг другу понять факты и концепции, используемые при исследовании Интернета.

    После того, как учащиеся завершат часть 2 пакета заданий, проведите обсуждение, чтобы помочь им осмыслить идеи. Ниже приведены вопросы из пакета с предлагаемыми ответами.

    Статическое электричество и молния

    • Объясните, что вызывает молнию. Как принцип притяжения противоположных зарядов способствует возникновению молнии? (Воздух, капли воды и даже кристаллы льда сильно трутся друг о друга внутри грозовой тучи, создавая два противоположных вида электрического заряда: отрицательный и положительный.Когда притяжение между зарядами настолько велико, что они толкают воздух навстречу друг другу, у вас есть молния.)
    • Нарисуйте диаграмму, чтобы проиллюстрировать, что происходит с электронами в облаках и на земле во время грозы.
    • Как проще всего определить, как далеко от вас находится молния? (Свет распространяется быстрее звука. Если вы видите вспышку молнии, считайте секунды, пока не услышите гром. Разделите полученное число на пять, и это скажет вам, на сколько миль находится молния.)

    Основы статического электричества

    • Опишите некоторые эффекты статического электричества на материю. Используйте несколько примеров из своей повседневной жизни. (Статическое электричество может привести к слипанию или слипанию материалов. Например, вы можете наблюдать «статическое прилипание» к одежде, исходящей из сушилки. Это может привести к тому, что материалы отталкиваются или расходятся. Вы можете увидеть, как ваши волосы отталкиваются друг от друга после расчесывания. сухой день. Он может создавать искры, летящие от одного объекта к другому.Например, после того, как вы прошли по ковру, вы можете наблюдать искру от вашего пальца прямо перед тем, как коснуться дверной ручки. Вы также можете увидеть очень большие искры, когда увидите молнию во время грозы.)
    • Опишите, как работает электроскоп для обнаружения статического электричества. (При наличии статического электричества заряды спускаются вниз по стержню электроскопа и накапливаются на фольгах. Поскольку каждая фольга собирает одинаковый тип заряда, они разделяются или отталкиваются друг от друга.)
    • Почему лучше не использовать металлы для создания статического электричества? (Хотя трение о металлические предметы может вызвать некоторое статическое электричество, на самом деле это не работает.Это связано с тем, что электричество обычно проходит через металл, а не собирается на поверхности, как это происходит с материалом, который не проводит электричество, например, пластиком.)
    • Опишите, как Бен Франклин доказал, что молния является статическим электричеством. (Бен Франклин доказал, что молния является статическим электричеством, запустив воздушного змея во время шторма и обнаружив статическое электричество, увидев, как волоски на веревке воздушного змея встают дыбом и создают искру на металлическом кайте, прикрепленном к воздушному змею.)
    • Как статическое электричество может повредить компьютер? (Если вы дотронетесь до печатной платы компьютера, что вызовет искру статического электричества, это может серьезно повредить схему. Внезапный выброс электронов может легко разрушить микрочипы в компьютере.)

    Искры статического электричества

    • Опишите причину искры. (Искра — это внезапный бросок электронов по воздуху от одного проводника к другому, нагревая воздух до тех пор, пока он не станет раскаленным добела.По мере того как количество электрических зарядов у поверхности материалов увеличивается, притяжение между положительными и отрицательными зарядами становится больше. Если притяжение достаточно велико, некоторые электроны покинут свой материал и полетят к другому объекту. Электроны, движущиеся в воздухе, вызывают его нагрев. По мере того, как воздух нагревается, все больше и больше электронов начинают прыгать на другую сторону, вызывая еще больше тепла, пока он не станет раскаленным добела. Это искра, которую вы видите и чувствуете.)
    • Чем молния отличается от искры? (Молния работает так же, как искра, за исключением того, что она случается в больших масштабах. Молния возникает, когда капли воды кружатся в грозовой туче. Они собирают положительные или отрицательные электрические заряды, так что вскоре одно облако может быть положительным другое облако может быть отрицательным. Возникающее электрическое давление должно быть чрезвычайно высоким, чтобы молния могла начаться. Молния может переходить из облака в облако или от земли к облаку.)
    • Что вызывает гром? (Гром возникает из-за того, что воздух очень быстро расширяется и сжимается.)

    Использование статического электричества

    • Назовите несколько полезных способов использования статического электричества. (Использование статического электричества включает борьбу с загрязнением, копировальные аппараты и покраску.)
    • Опишите, как статическое электричество можно использовать для борьбы с загрязнением воздуха. (Заводы используют статическое электричество, чтобы уменьшить загрязнение, придавая дыму электрический заряд.Когда он проходит мимо электрода с противоположным зарядом, большая часть частиц дыма прилипает к электроду. Это предотвращает попадание загрязняющих веществ в атмосферу.)

    Оценка

    После того, как учащиеся завершили веб-квест и ответили на вопросы в Части 2 пакета упражнений, попросите их уточнить определение статического электричества и молнии, которое они разработали в разделе «Мотивация».

    В Части 3 студенты должны объяснить, какие изменения они внесли и почему они внесли их.Попросите учащихся перечислить любые доказательства, которые они нашли в веб-квесте, которые побудили их изменить свое определение.

    Кроме того, попросите учащихся объяснить, как статическое электричество, молния и искры являются взаимосвязанными явлениями. Затем нарисуйте диаграмму, показывающую отрицательные и положительные заряды, возникающие во время грозы.


    Расширения

    Следующие Интернет-ресурсы можно использовать для дальнейшего изучения тем, связанных с молниями и статическим электричеством:

    • Lightning На сайте NOVA Online есть мероприятие по освещению в помещении, в котором даются инструкции по проведению эксперимента с участием молний и искр.
    • Статическое электричество рассматривает статическое электричество с точки зрения потенциальных эффектов электростатического разряда, включая предотвращение электростатического разряда в производстве электроники, материалы для электростатических растворов и уменьшение вредного воздействия электростатического разряда.
    Leave a Reply

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *