Дорогие учащиеся 8 «Г» класса!
В субботу у нас с вами выпало занятие спецкурса, его также надо будет отработать дома. Я предлагаю вам небольшую космическую викторину (30 вопросов), 3 теста и 5 олимпиадных задач. На вопросы викторины и теста должны ответить все учащиеся, ответы прислать мне на электронный адрес до пятницы ! Олимпиадные задачи оформляются в рабочей тетради. Я проверю их вместе с другими записями, а если вы решите их правильно, то оценю отдельной отметкой. Не забывайте отправлять и ответы теста на тему «Электрический ток».
Желаю удачи! Не скучайте, не болейте, ваша Е. В.
Космическая викторина.
1. Как одним словом можно назвать газовую оболочку, окружающую какое-нибудь небесное тело?
2. Главный космодром, с которого стартовали первые космические корабли?
3. Одна из 9 планет Солнечной системы. В древней мифологии мать Амура, богиня любви
4. Кто сказал: «Облетев Землю в корабле-спутнике, я увидел, как прекрасна наша планета. Люди, будем хранить, и преумножать эту красоту, а не разрушать её».
5. Ф. И.О. главного конструктора первых советских космических ракет.
6. Место, где готовят к полёту в космос и откуда запускают ракеты и аппараты.
7. Как одним словом можно назвать человека, которого отбирают врачи, он должен быть широко образованным, несколько лет он проходит радиотехническую подготовку, различного рода испытания и тренировки.
8. Второй советский спутник запустили через месяц после первого, на борту его находилась (кто?), которая не вернулась из космоса.
9. Спутник Земли, обращённый к ней одной и той же стороной.
10. Одна из планет Солнечной системы, похожая на Луну, на ней свирепствуют пыльные бури страшной силы, в мифологии – является богом войны.
11. Это ближайшая к Солнцу планета, температура поверхности на теневой стороне - 185 градусов, на солнечной + 510 градусов, в мифологии – бог торговли.
12. Единственная планета с сильным собственным радиоизлучением, в мифологии - бог дневного света, грозы.
13. Какой позывной был у первого космонавта?
14. Кто был дублёром в первом полёте?
15. Как назывался космический корабль, на котором летел?
16. Как называется космическая станция, проработавшая на орбите много лет, и недавно прекратившая своё существование?
17. Кто был главным конструктором космического корабля, на котором летал?
18. Как называется космическое снаряжение, которое надевает космонавт?
19. Как звали собак, которые первыми побывали в космосе и вернулись на Землю?
20. Каких животных вместо собак запускали в космос американцы ?
21. Сколько дней просуществовал на орбите первый искусственный спутник Земли?
22. Как назывался корабль, на котором полетел в космос Гагарин?
23. Сколько женщин побывало в космосе?
24. Чем Вселенная отличается от космоса?
25. Назовите максимальную теоретически возможную продолжительность солнечного затмения?
26. Какой известный космонавт сказал: "Я в космосе не был, я там работал" ?
27. Среднее расстояние до какого астрономического объекта называется астрономической единицей?
28. Космическая Европа - это что?
29. Как называются индийские космонавты?
30. Что получится, если красный гигант (звезда) сбросит оболочку?
Тест 1. Электризация тел. Электрическое поле. Строение атома
1 . При трении о шелк стекло заряжается...
А. положительно. Б. отрицательно.
2. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно...
А. не имеет заряда. Б. заряжено положительно.
В. заряжено отрицательно.
3.
На рисунке изображены легкие шарики, подвешенные на шелковых нитях. Какой из рисунков соответствует случаю, когда шарики имеют одноименные заряды?
А.1. Б.2.
4. К шарику поднесена потертая о мех палочка. Какой по знаку заряд имеет шарик?
А. Положительный. Б. Отрицательный.
5.
Как зарядится металлическое тело А, если к нему поднести заряженное тело В
А. Положительно.
Б. Отрицательно.
В. Нейтрально.
6
. Каким стержнем - стеклянным, эбонитовым или стальным - нужно соединить электроскопы, чтобы они оба оказались заряженными
А. Стеклянным. Б. Эбонитовым. В. Стальным.
7 . Медный стержень, имевший положительный заряд, разрядили, и он стал электрически нейтральным. Изменится ли при этом масса стержня?
А. Не изменится. Б. Увеличится. В. Уменьшится.
8 . Какая частица имеет наименьший отрицательный электрический заряд?
А. Электрон. Б. Нейтрон. В. Протон.
9.
На рисунке изображена схема атома лития. Заряжен ли этот атом?
А. Атом заряжен отрицательно.
Б. Атом заряжен положительно.
В. Атом электрически нейтрален.
10. Какой химический элемент схематично изображен на рисунке?
А. Водород. Б. Литий. ‘ В. Гелий.
Тест 2. Плавление и отвердевание.
1 При плавлении твердого тела его температура...
А. не изменяется. Б. увеличивается. В. уменьшается.
2 Удельная теплота плавления льда равна 3,4*105Дж/кг. Это означает, что
А. для плавления 1 кг льда требуется 3,4*105Дж/кг теплоты.
Б. для плавления 3,4*105 кг льда требуется 1 Дж теплоты.
В. при плавлении 1 кг льда выделяется 3,4 *105Дж теплоты.
3. Какой металл, находясь в расплавленном состоянии, может заморозить воду?
А. Свинец. Б. Олово. В. Ртуть.
4. Что можно сказать о внутренней энергии расплавленного и нёрасплавленного куска меди массой 1 кг при температуре 1085 °С?
А. Их внутренние энергии одинаковы.
Б. Внутренняя энергия у расплавленного куска меди больше.
В. Внутренняя энергия у расплавленного куска меди меньше.
5. Какая энергия требуется для плавления 1 кг льда, взятого при температуре плавления?
А. 3,4*105Дж. Б. 0,25 *105Дж В. 2 *105Дж
6. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для плавления 2 кг свинца, имеющего температуру 227 °С
А. 5*107 Дж. Б. 0,78*105 Дж. В. 0,5*107 Дж.
7. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации и охлаждении 4 кг меди до температуры 585 ос?
А. 5000 кДж. Б. 3200 кДж. В. 1640 кДж.
8. На рисунке 42 представлен график охлаждения и кристаллизации твердого тела. Какому процессу соответствует участок графика ВС?
А. Охлаждение. Б. Плавление. В. Кристаллизация.
9. Для какого вещества представлен график плавления и нагревания (рис. 43)?
А. Лед. Б. Олово. В. Цинк.
10. Определите по графику (см. рис. 43), какое количество теплоты потребуется для нагревания и плавления 2 кг твердого вещества.
А. 400 кДж. Б. 890 кДж. В. 1200 кДж.
Тест 3. Испарение и кипение
1. Испарение происходит...
А. при любой температуре.
Б. при температуре кипения.
В. при определенной температуре для каждой жидкости.
2. При увеличении температуры жидкости скорость испарения...
А. уменьшается.
Б. увеличивается.
В. не изменяется.
3.При наличии ветра испарение происходит...
А. быстрее.
Б. медленнее.
В. с такой же скоростью, как и при его отсутствии.
4 Образование пара при кипении происходит..., а при испарении...
А. на поверхности жидкости; внутри и на поверхности жидкости.
Б. внутри жидкости; на поверхности жидкости.
В. внутри и на поверхности жидкости; на поверхности жидкости.
5. Сравните внутренние энергии 1 кг стоградусного водяного пара и 1 кг воды при той же температуре.
А. Внутренние энергии равны.
Б. Внутренняя энергия водяного пара больше.
В. Внутренняя энергия воды больше.
6. Сколько энергии выделится при конденсации 200 г спирта, взятого при температуре 78 °С?
А. 0,18 106 Дж. Б. 2 104 Дж. В. 3 106 Дж.
7. Какое количество теплоты потребуется для обращения в пар 100 г эфира, имеющего температуру 5 0С?
А. Дж. Б.Дж. В.Дж
8. На рисунке 46 представлен график охлаждения и конденсации жидкости. Какому процессу соответствует участок графика ВС?
А. Нагревание. Б. Охлаждение. В. Конденсация .
9. Для какого вещества представлен график нагревания и кипения (рис. 47)?
А. Эфир. Б. Вода. В. Спирт.
10. Определите по графику (см. рис. 47), какое количество теплоты потребуется для нагревания и обращения в пар 2 кг вещества.
А. 1950 кДж. Б. 2500 кДж. В. 500 кДж.
Олимпиадные задачи.
1 .Рассчитайте объем пробкового пояса, который должен погружаться на 90% в воду при использовании его человеком массой 50 кг. Плотность пробки 200 кг/м³. Плотность воды 1000 кг/м³.
2 .Пассажир, находясь в поезде, идущем со скоростью 36 км/ч, определил, что встречный поезд, состоящий из 12 вагонов длиной 24 м каждый, прошел мимо него за 9 секунд. Определите скорость встречного поезда: а) относительно пассажира; б) относительно земли.
3 . Сплав золота и серебра плотностью 1,40 × 104 кг/м3 имеет массу 0,40 кг. Определить массу и процентное содержание золота в сплаве, считая объем сплава равным сумме объемов его составных частей.
4 . Вес однородного тела в воде в три раза меньше, чем в воздухе. Чему равна плотность тела, если плотность воды 103 кг/м3?
5 . Известно, что если температура на улице равна –20 °С, то в комнате температура равна +20 °С, а если на улице температура равна –40 °С, то в комнате устанавливается температура +10 °С. Найдите температуру Т батареи, отапливающей комнату.
Вариант 1.
1 . При трении о шелк стекло заряжается...
2 . Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно...
A. не имеет заряда.
Б. заряжено положительно.
B. заряжено отрицательно.
3 . На рисунке изображены легкие шарики, подвешенные на шелковых нитях. Какой из рисунков соответствует случаю, когда шарики имеют одноименные заряды?
А. 1. Б. 2.
4 . К шарику поднесена потертая о мех палочка (рис). Какой по знаку заряд имеет шарик?
А. Положительный. Б. Отрицательный.
5 . Как зарядится металлическое тело А, если к нему поднести заряженное тело В (рис)?
A. Положительно.
Б. Отрицательно.
B. Нейтрально.
6 . Каким стержнем - стеклянным, эбонитовым или стальным - нужно соединить электроскопы, чтобы они оба оказались заряженными (рис)?
А. Стеклянным. Б. Эбонитовым. В. Стальным.
7 . Медный стержень, имевший положительный заряд, разрядили, и он стал электрически нейтральным. Изменится ли при этом масса стержня?
А. Не изменится. Б. Увеличится. В. Уменьшится.
8 . Какая частица имеет наименьший отрицательный электрический заряд?
А. Электрон. Б. Нейтрон. В. Протон.
9 . На рисунке изображена схема атома лития. Заряжен ли этот атом?
10 . Какой химический элемент схематично изображен на рис?
Тестовая работа по физике 8 класса. Тема: Электризация тел. Строение атома.
Вариант 2.
1 . При трении эбонитовой палочки о мех она заряжается...
А. положительно. Б. отрицательно.
2 . Если наэлектризованное тело притягивается к стеклянной палочке, потертой о шелк, то оно...
A. заряжено положительно.
Б. заряжено отрицательно.
В. не имеет заряда.
3 . На рисунке изображены шарики, подвешенные на шелковых нитях. На каком из рисунков показаны шарики, заряженные разноименными зарядами?
А. 1. Б. 2.
4 . К бузиновому шарику поднесена потертая о шелк стеклянная палочка (рис). Какой по знаку заряд имеет шарик.
А. Отрицательный. Б. Положительный.
5 . На какое из заряженных тел действует с меньшей силой заряженный шар (рис)?
А. 1. Б. 2. В. 3.
6 . Каким стержнем - медным, эбонитовым или стальным - соединены электроскопы (рис)?
А. Медным. Б. Эбонитовым. В. Стальным.
7 . Железный шар, имевший отрицательный заряд, разрядили, и он стал электрически нейтральный. Изменится ли при этом масса шара?
A. Не изменится. Б. Увеличится. В. Уменьшится.
8 . Какие частицы входят в состав ядра атома?
А. Электроны и протоны.
Б. Нейтроны и протоны.
B. Электроны и нейтроны.
9 . На рисунке изображена схема атома водорода. Заряжен ли этот атом?
A. Атом заряжен отрицательно.
Б. Атом заряжен положительно.
B. Атом электрически нейтрален.
10 . Какой химический элемент схематично изображен на рисунке?
А. Водород. Б. Литий. В. Гелий.
«Электризация трением» не является единственным способом отделения электронов от положительных ионов. Мы рассмотрим в этом и следующем параграфах два других метода разделения зарядов и получения на телах заряда того или иного знака.
Повторим снова опыт зарядки электроскопа, описанный в § 1, и будем внимательно следить за тем, в какой именно момент листки электроскопа начинают расходиться. Мы увидим, что это происходит еще до того, как заряженное тело коснется стержня прибора. Это показывает, что проводник заряжается не только при контакте с заряженным телом, но и в том случае, когда оно находится на некотором расстоянии. Исследуем подробнее это явление.
Подвесим на изолированном проводнике легкие листки бумаги (рис. 14). Если вначале проводник не заряжен, листки будут в неотклоненном положении. Приблизим теперь к проводнику изолированный металлический шар, сильно заряженный, например, при помощи стеклянной палочки. Мы увидим, что листки, подвешенные у концов тела, в точках и , отклоняются, хотя заряженное тело и не касается проводника. Проводник зарядился через влияние, отчего и само явление получило название «электризация через влияние» или «электрическая индукция». Заряды, полученные посредством электрической индукции, называют наведенными или индуцированными. Листки, подвешенные у середины тела, в точках и , не отклоняются. Значит, индуцированные заряды возникают только на концах тела, а середина его остается нейтральной, или незаряженной. Поднося к листкам, подвешенным в точках и , наэлектризованную стеклянную палочку, легко убедиться, что листки в точке от нее отталкиваются, а листки в точке притягиваются. Это значит, что на удаленном конце проводника возникает заряд того же знака, что и на шаре, а на близлежащих частях возникают заряды другого знака. Удалив заряженный шар, мы увидим, что листки опустятся. Явление протекает совершенно аналогичным образом, если повторить опыт, зарядив шар отрицательно (например, при помощи сургуча).
Рис. 14. При приближении заряженного шара листки в точках и отклоняются, что указывает на появление зарядов в этих точках проводника. Листки в точках и не отклоняются, следовательно, заряда в этих точках нет
С точки зрения электронной теории эти явления легко объясняются существованием в проводнике свободных электронов. При поднесении к проводнику положительного заряда электроны к нему притягиваются и накапливаются на ближайшем конце проводника. На нем оказывается некоторое число «избыточных» электронов, и эта часть проводника заряжается отрицательно. На удаленном конце образуется недостаток электронов и, следовательно, избыток положительных ионов: здесь появляется положительный заряд.
При поднесении к проводнику отрицательно заряженного тела электроны накапливаются на удаленном конце, а на ближнем конце получается избыток положительных ионов. После удаления заряда, вызывающего перемещение электронов, они вновь распределяются по проводнику, так что все участки его оказываются по-прежнему незаряженными.
Перемещение зарядов по проводнику и их накопление на концах его будут продолжаться до тех пор, пока воздействие избыточных зарядов, образовавшихся на концах проводника, не уравновесит те исходящие из шара электрические силы, под влиянием которых происходит перераспределение электронов. Отсутствие заряда у середины тела показывает, что здесь уравновешены силы, исходящие из шара, и силы, с которыми действуют на свободные электроны избыточные заряды, накопившиеся у концов проводника.
Индуцированные заряды можно обособить на соответствующих частях проводника, если в присутствии заряженного тела разделить проводник на части. Такой опыт изображен на рис. 15. В этом случае сместившиеся электроны уже не могут вернуться обратно после удаления заряженного шара, так как между обеими частями проводника находится диэлектрик (воздух). Избыточные электроны распределяются по всей левой части; недостаток электронов в точке частично пополняется из области точки , так что каждая часть проводника оказывается заряженной: левая – зарядом, по знаку противоположным заряду шара, правая – зарядом, одноименным с зарядом шара. Расходятся не только листки в точках и , но и остававшиеся прежде неподвижными листки в точках и .
Рис. 15. Листки в точках остаются отклоненными и после удаления заряженного шара
Этим обстоятельством часто пользуются на практике для зарядки проводников. Для того чтобы этим способом зарядить электроскоп, мы можем приблизить к нему заряженную палочку сургуча (несущую отрицательный заряд) и коснуться стержня электроскопа пальцем. При этом некоторое число электронов под влиянием отталкивания от сургуча уйдет через наше тело в землю, а на стержне и на листках электроскопа образуется некоторый недостаток электронов. Если теперь, предварительно отняв палец, убрать сургучную палочку, электроскоп окажется заряженным и притом положительным зарядом (рис. 16). В этом опыте роль второй части проводника играет наше тело, соединенное с землей.
Рис. 16. Различные стадии зарядки тела через влияние: а) приближая к шарику электроскопа отрицательно заряженный сургуч, мы вызываем на стержне электроскопа положительный заряд, а на его листках – отрицательный заряд; б) не убирая сургуча с отрицательным зарядом, прикасаемся рукой к шарику электроскопа и отводим часть отрицательного заряда электроскопа через свое тело в землю; листки электроскопа спадают; в) убрав палец, а затем убрав сургуч, мы оставляем на электроскопе только положительный заряд, который распределяется между шариком и листками электроскопа
Отметим, что, пользуясь явлением индукции, можно определить знак заряда электроскопа. Приблизим к электроскопу тело с зарядом известного знака, например стеклянную палочку. Нетрудно сообразить, каков знак заряда электроскопа, наблюдая, увеличивается или уменьшается при этом отклонение листков (рис. 17).
Рис. 17. Определение знака неизвестного заряда. При приближении одноименного заряда листки электроскопа отклоняются еще более; при приближении разноименного заряда они спадают
8.1. Объясните способ определения знака заряда электроскопа, изображенный на рис. 17.
8.2. Электроскоп заряжается через влияние при помощи стеклянной палочки. Как будут перемещаться при этом электроны?
8.3. К шарику заряженного электроскопа подносят, не касаясь его, незаряженное металлическое тело. Как изменится отклонение листков? Объясните это явление.
8.4. К положительно заряженному электроскопу подносят тело, заряженное отрицательно. По мере приближения тела отклонение листков электроскопа постепенно уменьшается и спадает до нуля. При дальнейшем приближении тела, однако, отклонение вновь появляется. Что при этом происходит?
8.5. При поднесении руки к заряженному грузику, подвешенному на шелковой нити, он притягивается к руке. Почему это происходит?
Слово электричество происходит от греческого названия янтаря -
ελεκτρον
.
Янтарь - это окаменевшая смола хвойных деревьев. Древние заметили, что если потереть янтарь куском ткани, то он будет притягивать легкие
предметы или пыль. Это явление, которое мы сегодня называем статическим электричеством, можно наблюдать, и натерев тканью эбонитовую или стеклянную палочку или же просто пластмассовую линейку.
Пластмассовая линейка, которую хорошенько потерли бумажной салфеткой, притягивает мелкие кусочки бумаги (рис. 22.1). Разряды статического электричества вы могли наблюдать, расчесывая волосы или снимая с себя нейлоновую блузку или рубашку. Не исключено, что вы ощущали электрический удар, прикоснувшись к металлической дверной ручке после того, как встали с сиденья автомобиля или прошлись по синтетическому ковру. Во всех этих случаях объект приобретает электрический заряд благодаря трению; говорят, что происходит электризация трением.
Все ли электрические заряды одинаковы или существуют различные их виды? Оказывается, существует два вида электрических зарядов, что можно доказать следующим простым опытом. Подвесим пластмассовую линейку за середину на нитке и хорошенько потрем ее куском ткани. Если теперь поднести к ней другую наэлектризованную линейку, мы обнаружим, что линейки отталкивают друг друга (рис. 22.2, а).
Точно так же, поднеся к одной наэлектризованной стеклянной палочке другую, мы будем наблюдать их отталкивание (рис. 22.2,6). Если же заряженный стеклянный стержень поднести к наэлектризованной пластмассовой линейке, они притянутся (рис. 22.2, в). Линейка, по-видимому, обладает зарядом иного вида, нежели стеклянная палочка.
Экспериментально установлено, что все заряженные объекты делятся на две категории: либо они притягиваются пластмассой и отталкиваются стеклом, либо, наоборот, отталкиваются пластмассой и притягиваются стеклом. Существуют, по-видимому, два вида зарядов, причем заряды одного и того же вида отталкиваются, а заряды разных видов притягиваются. Мы говорим, что одноименные заряды отталкиваются, а, разноименные притягиваются.
Американский государственный деятель, философ и ученый Бенджамин Франклин (1706-1790) назвал эти два
вида зарядов положительным и отрицательным. Какой заряд как назвать, было совершенно безразлично;
Франклин предложил считать заряд наэлектризованной стеклянной палочки положительным. В таком случае заряд,
появляющийся на пластмассовой линейке (или янтаре), будет отрицательным. Этого соглашения придерживаются и по сей день.
Разработанная Франклином теория электричества в действительности представляла собой концепцию "одной жидкости": положительный заряд рассматривался как избыток «электрической жидкости» против ее нормального содержания в данном объекте, а отрицательный - как ее недостаток. Франклин утверждал, что, когда в результате какого-либо процесса в одном теле возникает некоторый заряд, в другом теле одновременно возникает такое же количество заряда противоположного вида. Названия "положительный" и "отрицательный" следует поэтому понимать в алгебраическом смысле, так что суммарный заряд, приобретаемый телами в каком-либо процессе, всегда равен нулю.
Например, когда пластмассовую линейку натирают бумажной салфеткой, линейка приобретает отрицательный заряд, а салфетка-равный по величине положительный заряд. Происходит разделение зарядов, но их сумма равна нулю.
Этим примером иллюстрируется твердо установленный закон сохранения электрического заряда
, который гласит:
Суммарный электрический заряд, образующийся в результате любого процесса, равен нулю.
Отклонений от этого закона никогда не наблюдалось, поэтому можно считать, что он столь же твердо установлен, как и законы сохранения энергии и импульса.
Электрические заряды в атомах
Лишь в прошлом столетии стало ясно, что причина существования электрического заряда кроется в самих атомах. Позднее мы обсудим строение атома и развитие представлений о нем более подробно. Здесь же кратко остановимся на основных идеях, которые помогут нам лучше понять природу электричества.
По современным представлениям атом (несколько упрощенно) состоит из тяжелого положительно заряженного ядра, окруженного одним или несколькими отрицательно заряженными электронами.
В нормальном состоянии положительный и отрицательный заряды в атоме равны по величине, и атом в целом электрически нейтрален. Однако атом может терять или приобретать один или несколько электронов. Тогда его заряд будет положительным или отрицательным, и такой атом называют ионом.
В твердом теле ядра могут колебаться, оставаясь вблизи фиксированных положений, в то время как часть электронов движется совершенно свободно. Электризацию трением можно объяснить тем, что в различных веществах ядра удерживают электроны с различной силой.
Когда пластмассовая линейка, которую натирают бумажной салфеткой, приобретает отрицательный заряд, это означает, что электроны в бумажной салфетке удерживаются слабее, чем в пластмассе, и часть их переходит с салфетки на линейку. Положительный заряд салфетки равен по величине отрицательному заряду, приобретенному линейкой.
Обычно предметы, наэлектризованные трением, лишь некоторое время удерживают заряд и, в конечном итоге, возвращаются в электрически нейтральное состояние. Куда исчезает заряд? Он «стекает» на содержащиеся в воздухе молекулы воды.
Дело в том, что молекулы воды полярны: хотя в целом они электрически нейтральны, заряд в них распределен неоднородно (рис. 22.3). Поэтому лишние электроны с наэлектризованной линейки будут «стекать» в воздух, притягиваясь к положительно заряженной области молекулы воды.
С другой стороны, положительный заряд предмета будет нейтрализоваться электронами, которые слабо удерживаются молекулами воды в воздухе. В сухую погоду влияние статического электричества гораздо заметнее: в воздухе содержится меньше молекул воды и заряд стекает не так быстро. В сырую дождливую погоду предмет не в состоянии надолго удержать свой заряд.
Изоляторы и проводники
Пусть имеются два металлических шара, один из которых сильно заряжен, а другой электрически нейтрален. Если мы соединим их, скажем, железным гвоздем, то незаряженный шар быстро приобретет электрический заряд. Если же мы одновременно коснемся обоих шаров деревянной палочкой или куском резины, то шар, не имевший заряда, останется незаряженным. Такие вещества, как железо, называют проводниками электричества; дерево же и резину называют непроводниками, или изоляторами.
Металлы обычно являются хорошими проводниками; большинство других веществ изоляторы (впрочем, и изоляторы чуть-чуть проводят электричество). Любопытно, что почти все природные материалы попадают в одну из этих двух резко различных категорий.
Есть, однако, вещества (среди которых следует назвать кремний, германий и углерод), принадлежащие к промежуточной (но тоже резко обособленной) категории. Их называют полупроводниками.
С точки зрения атомной теории электроны в изоляторах связаны с ядрами очень прочно, в то время как в проводниках многие электроны связаны очень слабо и могут свободно перемещаться внутри вещества.
Когда положительно заряженный предмет подносится вплотную к проводнику или соприкасается с ним, свободные электроны быстро перемещаются к положительному заряду. Если же предмет заряжен отрицательно, то электроны, наоборот, стремятся удалиться от него. В полупроводниках свободных электронов очень мало, а в изоляторах они практически отсутствуют.
Индуцированный заряд. Электроскоп
Поднесем положительно заряженный металлический предмет к другому (нейтральному) металлическому предмету.
При соприкосновении свободные электроны нейтрального предмета притянутся к положительно заряженному и часть их перейдет на него. Поскольку теперь у второго предмета недостает некоторого числа электронов, заряженных отрицательно, он приобретает положительный заряд. Этот процесс называется электризацией за счет электропроводности.
Приблизим теперь положительно заряженный предмет к нейтральному металлическому стержню, но так, чтобы они не соприкасались. Хотя электроны не покинут металлического стержня, они тем не менее переместятся в направлении заряженного предмета; на противоположном конце стержня возникнет положительный заряд (рис. 22.4). В таком случае говорят, что на концах металлического стержня индуцируется (или наводится) заряд. Разумеется, никаких новых зарядов не возникает: произошло просто разделение зарядов, в целом же стержень остался электрически нейтральным. Однако если бы мы теперь разрезали стержень поперек посредине, то получили бы два заряженных предмета - один с отрицательным зарядом, другой с положительным.
Сообщить металлическому предмету заряд можно также, соединив его проводом с землей (или, например, с водопроводной трубой, уходящей в землю), как показано на рис. 22.5, а. Предмет, как говорят, заземлен. Благодаря своим огромным размерам земля принимает и отдает электроны; она действует как резервуар заряда. Если поднести близко к металлу заряженный, скажем, отрицательно предмет, то свободные электроны металла будут отталкиваться и многие уйдут по проводу в землю (рис. 22.5,6). Металл окажется заряженным положительно. Если теперь отсоединить провод, на металле останется положительный наведенный заряд. Но если сделать это после того, как отрицательно заряженный предмет удален от металла, то все электроны успеют вернуться назад и металл останется электрически нейтральным.
Для обнаружения электрического заряда используется электроскоп (или простой электрометр).
Как видно из рис. 22.6, он состоит из корпуса, внутри которого находятся два подвижных листочка, сделанных нередко из золота. (Иногда подвижным делается только один листочек.) Листочки укреплены на металлическом стержне, который изолирован от корпуса и заканчивается снаружи металлическим шариком. Если поднести заряженный предмет близко к шарику, в стержне происходит разделение зарядов (рис. 22.7, а), листочки оказываются одноименно заряженными и отталкиваются друг от друга, как показано на рисунке.
Можно целиком зарядить стержень за счет электропроводности (рис. 22.7, б). В любом случае, чем больше заряд, тем сильнее расходятся листочки.
Заметим, однако, что знак заряда таким способом определить невозможно: отрицательный заряд разведет листочки точно на такое же расстояние, как и равный ему по величине положительный заряд. И все же электроскоп можно использовать для определения знака заряда-для этого стержню надо сообщить предварительно, скажем, отрицательный заряд (рис. 22.8, а). Если теперь к шарику электроскопа поднести отрицательно заряженный предмет (рис. 22.8,6), то дополнительные электроны переместятся к листочкам и они раздвинутся сильнее. Наоборот, если к шарику поднести положительный заряд, то электроны переместятся от листочков и они сблизятся (рис. 22.8, в), так как их отрицательный заряд уменьшится.
Электроскоп широко применялся на заре электротехники. На том же принципе при использовании электронных схем работают весьма чувствительные современные электрометры.
Данная публикация составлена по материалам книги Д. Джанколи. "Физика в двух томах" 1984 г. Том 2 .
Продолжение следует. Коротко о следующей публикации:
Сила F , с которой одно заряженное тело действует на другое заряженное тело, пропорциональна произведению их зарядов Q 1 и Q 2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними.
Замечания и предложения принимаются и приветствуются!
Вариант 1.
1. При трении о шелк стекло заряжается...
2. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно...
A. не имеет заряда.
Б. заряжено положительно.
47428153111500B. заряжено отрицательно.
3. На рисунке изображены легкие шарики, подвешенные на шелковых нитях. Какой из рисунков соответствует случаю, когда шарики имеют одноименные заряды?
446722514795500А. 1.Б. 2.
4. К шарику поднесена потертая о мех палочка (рис). Какой по знаку заряд имеет шарик?
А. Положительный.Б. Отрицательный.
427672564135005. Как зарядится металлическое тело А, если к нему поднести заряженное тело В (рис)?
A. Положительно.
Б. Отрицательно.
B. Нейтрально.
42481508890006. Каким стержнем - стеклянным, эбонитовым или стальным - нужно соединить электроскопы, чтобы они оба оказались заряженными (рис)?
А. Стеклянным.Б. Эбонитовым.В. Стальным.
7. Медный стержень, имевший положительный заряд, разрядили, и он стал электрически нейтральным. Изменится ли при этом масса стержня?
А. Не изменится.Б. Увеличится.В. Уменьшится.
8. Какая частица имеет наименьший отрицательный электрический заряд?
А. Электрон.Б. Нейтрон.В. Протон.
46101006985009. На рисунке изображена схема атома лития. Заряжен ли этот атом?
4581525152400010. Какой химический элемент схематично изображен на рис?
Тестовая работа по физике 8 класса. Тема: Электризация тел. Строение атома.
Вариант 2.
1. При трении эбонитовой палочки о мех она заряжается...
А. положительно.Б. отрицательно.
2. Если наэлектризованное тело притягивается к стеклянной палочке, потертой о шелк, то оно...
A. заряжено положительно.
Б. заряжено отрицательно.
В. не имеет заряда.
45319958890003. На рисунке изображены шарики, подвешенные на шелковых нитях. На каком из рисунков показаны шарики, заряженные разноименными зарядами?
А. 1.Б. 2.
450850012700004. К бузиновому шарику поднесена потертая о шелк стеклянная палочка (рис). Какой по знаку заряд имеет шарик.
А. Отрицательный.Б. Положительный.
right5080005. На какое из заряженных тел действует с меньшей силой заряженный шар (рис)?
А. 1.Б. 2.В. 3.
6. Каким стержнем - медным, эбонитовым или стальным - соединены электроскопы (рис)?
4958715139700046132751841500А. Медным.Б. Эбонитовым.В. Стальным.
7. Железный шар, имевший отрицательный заряд, разрядили, и он стал электрически нейтральный. Изменится ли при этом масса шара?
A. Не изменится.Б. Увеличится.В. Уменьшится.
8. Какие частицы входят в состав ядра атома?
А. Электроны и протоны.
Б. Нейтроны и протоны.
B. Электроны и нейтроны.
460819512319000
9. На рисунке изображена схема атома водорода. Заряжен ли этот атом?
A. Атом заряжен отрицательно.
Б. Атом заряжен положительно.
B. Атом электрически нейтрален.
437007088900010. Какой химический элемент схематично изображен на рисунке?
А. Водород.Б. Литий.В. Гелий.
Приложенные файлы
