Исследования по электростатике

Исследования по электростатике

Исследование 1.

Электризация соприкосновением.

Цель исследования: исследовать естественные и искусственные вещества для выявления наилучших материалов для взаимной электризации соприкосновением. Определить знаки возникающих при электризации соприкосновением зарядов.

Материалы: тела, изготовленные из различных веществ.

Результаты исследований: результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Знак заряда определяли известным способом: электрометр заряжали с помощью эбонитовой палочки, потертой о мех, отрицательным зарядом и подносили наэлектризованные тела. Если знак заряда тела совпадал со знаком заряда электрометра, то угол отклонения стрелки электрометра увеличивался, если знак заряда тела не совпадал со знаком заряда электрометра, то угол отклонения стрелки электрометра уменьшался.

Выводы: все вещества хорошо электризуются соприкосновением. Наиболее удобными для использования в опытах являются полиэтиленовые пленки, пенопласт.

Исследование 2.

Жидкие и газообразные проводники.

Цель исследования: доказать, что некоторые жидкости и газы являются хорошими проводниками.

Материалы: электрометр, белая шелковая нить, дистиллированная вода, водопроводная вода, 10% водный раствор поваренной соли NaCl, спиртовка.

Методы, результаты исследований: зарядили электрометр и прикоснулись к его шару сухой белой ниткой - угол отклонения стрелки не изменился. Смочили нить дистиллированной водой и прикоснулись к шару электрометра - угол отклонения стрелки также не изменился. Этот опыт свидетельствует о том, что нить и дистиллированная вода не являются проводниками электричества. Смочили нить водопроводной водой и прикоснулись к шару электрометра – угол отклонения стрелки уменьшился, такое же явление наблюдается и при смачивании нити раствором поваренной соли. Описанное явление доказывает, что водопроводная вода, содержащая растворы солей; водный раствор поваренной соли являются хорошими проводниками электричества.

Для доказательства того, что при определенных условиях воздух является проводником электричества, рядом с шаром заряженного электрометра поместим горящую спиртовку. Через некоторое время угол отклонения стрелки электрометра уменьшился. Значит, воздух стал проводить электричество. В пламени при высокой температуре появляются свободные носители зарядов: электроны и ионы. Именно они делают воздух проводником.

Выводы: опыты свидетельствуют о том, что нить и дистиллированная вода не являются проводниками электричества. Водопроводная вода, содержащая растворы солей; водный раствор поваренной соли являются хорошими проводниками электричества. При определенных условиях воздух также является проводником электричества.

Исследование 3.

Индикатор движения электрических зарядов.

Цель исследования: доказать, что неоновая лампа может выполнять функцию индикатора движения электрических зарядов, т.е. индикатора электрического тока.

Материалы и оборудование: два электрометра с шаровыми кондукторами, неоновая лампа на разряднике с изолирующей ручкой, эбонитовая палочка и шерсть.

Результаты исследований: электрометры с большими шаровыми кондукторами разместить на расстоянии, равном длине разрядника. С помощью эбонитовой палочки, потертой о шерсть, зарядить один шар, стрелка электрометра отклоняется. Разрядником с установленной на нем неоновой лампой соединить шары электрометров. При этом наблюдается свечение неоновой лампы, уменьшение отклонения стрелки одного электрометра и увеличение отклонения стрелка другого электрометра. Свечение неоновой лампы продолжается до тех пор, пока показания электрометров не станут одинаковыми.

Выводы: неоновая лампа светится при прохождении через нее электрического тока. Следовательно, происходит движение электрических зарядов. Значит, неоновая лампа может выполнять функцию индикатора движения электрических зарядов.

Исследование 4.

Электрофор.

Цель исследования: сконструировать прибор, обеспечивающий многократную электризацию металлической пластины.

Материалы: пластина из пенопласта, диск из металла, шерсть.

Ход исследования: пластину из пенопласта кладут на стол и электризуют ее куском шерсти. Затем на пластину помещают металлический диск. На поверхности диска, обращенной к пластине, по индукции наводится заряд противоположного знака. Не снимая диска, кратковременно заземляем его верхнюю поверхность, нейтрализуя одноименный заряд. Если теперь диск снять с пластины, диск окажется заряженным. Заряд на диске можно обнаружить, если поднести к диску палец. При этом проскакивает искра.

Выводы: результаты эксперимента объясняются тем, что при наложении на пенопластовую пластину металлического диска в нем происходит перераспределение зарядов. На ближайшей к пластине поверхности диска появляется заряд противоположного знака, на удаленной от пластины поверхности появляется одноименный с пластиной заряд. Прикоснувшись к диску рукой, мы отводим одноименный с пластиной заряд на землю. Когда мы снимаем диск с пластины, на нем остается заряд противоположного с пластиной знака.