СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до 26.05.2025

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Исследовательская работа по физике "Удивительное электричество"

Категория: Физика

Нажмите, чтобы узнать подробности

Просмотр содержимого документа
«Исследовательская работа по физике "Удивительное электричество"»
















Исследовательская работа по физике «Удивительное электричество»












Оглавление

1.Введение………………………………………………………………2

2. Историческая справка……………………………………………… 3

3. Причины возникновения статического электричества……………..4

4. Экспериментальные исследования………………………………….5

5. Роль статического электричества в окружающей среде…………11

6.Заключение…………………………………………………………….13

7. Выводы………………………………………………………………..13

8.Списоу литературы и источников…………………………................14



















Введение

В нашей школе была проведена неделя физики, которая прошла очень интересно. В этот период были проведены различные мероприятия. В нашем классе прошёл открытый урок по теме «Удивительное электричество», где учитель провёл эксперимент и поставил перед нами проблему: почему после трения воздушный шарик спокойно висит на потолке? А ещё девочки из 9 класса на внеклассном мероприятии показали презентацию по этой же теме. Мне очень захотелось узнать больше об этом физическом явлении – статическом электричестве.

Актуальность выбранной темы: Статическое электричество, возникающее при трении человеку нужно учитывать в повседневной жизни. Для того, чтобы оно не мешало (по его вине липнут к телу синтетические вещи, "искрят" кофты и свитера, «дыбом встают волосы») или приносило пользу необходимо знать причины возникновения такого удивительного электричества.

Предмет исследования – статическое электричество как физическое явление.

Цель исследования: выявление причин возникновения статического электричества и определение его значения в нашей жизни.

Задачи исследования:

1.Узнать о статическом электричестве, как физическом явлении.

2. Выяснить причины возникновения статического электричества.

3. Провести опыты со статическим электричеством и объяснить полученные результаты.

Исходя из имеющихся у меня знаний, я выдвинула следующие гипотезы:

  • предположительно, что статическое электричество возникает в результате взаимодействия (трения) различных предметов;

  • при взаимодействии различных тел можно получить разные заряды;

  • разноимённые электрические заряды притягиваются друг к другу, а одноимённые заряды отталкиваются друг от друга.

Методы работы: теоретический (изучение научной литературы); анализ-синтез собранной информации; экспериментальный (проведение опытов). Историческая справка

Это удивительно, но электричество существовало всегда. С электричеством люди познакомились задолго до появления первых батареек. Разными были проявления электричества - грозными и тихими, трагическими и забавными. Но все они были одинаково непонятны и потому вызывали страх и преклонение перед силами природы. Древние греки знали об удивительных свойствах камня-электрона, так они называли янтарь. Любители носить украшения из этого камня старались не одевать их поверх шерстяной одежды, так как приходилось мириться со свойством янтаря, притягивать мелкий мусор (пыль, соломинки, волоски). Впервые исследованием этого явления занялся известный философ Фалес Милетский, но дальше наблюдений и забавных экспериментов дело не пошло.

История науки об электричестве начинается с исследований Уильяма Гильберта, врача английской королевы Елизаветы, который обнаружил, что способностью притягивать после натирания обладают не только янтарь, но и алмаз, сапфир, стекло и некоторые другие материалы. Все эти вещества он назвал электрическими, то есть подобными янтарю (поскольку греческое слово «электрон» означает «янтарь»). Первую свою работу по электричеству Гильберт опубликовал в 1600 г., где описал статическое электричество. Много лет спустя знаменитый американец Бенджамин Франклин (1706-1790) систематизировал все известные электрические явления. Он доказал, что искра с наэлектризованного тела и молния являются проявлением одного и того же явления - статического электричества.

Причины возникновения статического электричества Электрические заряды, возникающие при электризации трением, называют статическим электричеством. Один из способов возникновения статического электричества – это трение между телами. Трение одежды из шерсти или из синтетических материалов о тело человека, трение подошвы обуви о линолеум или другое искусственное покрытие пола, трение пластмассовой расчески о волосы и т.д. Оба тела должны быть, как правило, диэлектриками (то есть быть сделанными из материала, который не проводит электрический ток), или полупроводниками (электрический ток пропускают, но значительно хуже, чем проводники). При трении происходит перераспределение электронов. В итоге на одном теле скапливаются положительно заряженные частицы, на другом – отрицательно заряженные. А разноименные заряды притягиваются. В качестве примера можно привести расчесывание волос пластмассовой расческой. Сам процесс расчесывания – это трение одного тела о другой – пластмассовой расчёски о волосы, в результате чего волосы и расческа электролизуются, получают разные заряды, и волосы начинают притягиваться к расчёске, а если расчёску убрать, то волосы просто «стоят дыбом». Это происходит потому, что каждый волос заряжен положительно и, соответственно, старается оттолкнуться от соседнего волоса, имеющего такой же заряд (одноименные заряды отталкиваются).


Вывод: электрические заряды возникают на поверхности некоторых материалов как жидких, так и твердых, в результате трения и дальнейшего разделения этих материалов.

Экспериментальные исследования

Наш дом – это настоящая физическая лаборатория. В этой лаборатории человек может быть наблюдателем, способным объяснить наблюдаемые им физические явления, а может быть экспериментатором.

Для успешного проведения опытов нужно соблюдать некоторые правила:

  • комнату перед проведением опытов необходимо хорошо проветрить;

  • тела для проведения экспериментов должны быть чистыми и не должны содержать случайно образовавшиеся заряды;

  • для снятия зарядов с тел, достаточно до него дотронуться рукой, ведь человек является хорошим проводником электричества.


Опыт 1. Наблюдение взаимодействия тел

Необходимые материалы: полиэтиленовая плёнка, пластмассовая палочка. Проведение исследования: потереть пластмассовую палочку о тонкую полиэтиленовую плёнку. Палочка и плёнка прилипнут друг к другу. Такое взаимодействие тел называют электростатическим.



Вывод: Электризуются оба тела: полиэтиленовая плёнка и палочка. Электростатическое взаимодействие объясняется перераспределением электрических зарядов.


Опыт 2.Наблюдение электризации тел на расстоянии

Необходимые материалы: наэлектризованная пластмассовая палочка, султанчик.

Проведение исследования: изготовить султанчик из «дождя», наэлектризовать палочку. Поднести к султанчику палочку, но не касаться его.

Полосочки фольги начнут двигаться за палочкой и будут за ней тянуться.



Вывод: проводник заряжается не только при соприкосновении с заряженным телом, но и в том случае, когда оно находится на каком-то расстоянии.


Опыт 3. Наблюдение электризации жидкости и мыльных пузырей

Необходимые материалы: струя воды, вытекающая из крана; мыльный раствор воды; наэлектризованная палочка (можно использовать пластмассовую расчёску). Проведение исследования:

1. Наэлектризуем палочку и поднесём её к тоненькой струйке воды, вытекающей из крана. Струйка будет притягиваться к палочке.

2. Смазать горизонтальную поверхность мыльным раствором и выдуть пузырь на эту. Получим полупузырь. Зарядить палочку трением и медленно поднести её к пузырю. Мы увидим, как пузырь вытянется.


Вывод: Жидкости и мыльные пузыри хорошо электризуются. На мыльных пузырях идеально наблюдать и изучать статическое притяжение. Они обладают лёгким весом и способностью быстро заряжаться. Если поднести палочку к полупузырю, то частицы, отрицательно заряженные, переходят на другую сторону пооупузыря. Поэтому одна из сторон пузыря будет иметь положительный заряд. Палочка заряжена отрицательно, сторона пузыря – положительно. Поэтому палочка и пузырь притягиваются, а пузырь принимает форму овала.


Опыт 4. Эксперименты с воздушными шариками

Н еобходимые материалы: воздушные шарики.

Опыт 4.1: Наэлектризовать шарик. Можно потереть шар о волосы. Приподнять шарик над головой и сразу же за ним потянутся волосы. Получился султанчик.

Опыт 4.2: Очень интересно наблюдать, как прилипают к наэлектризованному шарику мелкие предметы: бумажки, нитки.

Опыт 4.3: Наэлектризованный шарик поднесите к стене или к потолку – он будет долгое время висеть в таком положении.

Опыт 4.4: Соединить нитки наэлектризованные шары вместе в одну руку. «Непослушные» шарики попытаются разлететься в разные стороны.


Опыт 5. Сортировка

Необходимые материалы: перец, соль, воздушный шарик.

А возможно ли разделить перемешанные перец и соль? Оказывается можно и очень просто. В этом поможет статическое электричество.

Взять перемешанные соль и перец, и воздушный шарик, потёртый о шерсть. Поднести шарик поближе к смеси соли и перца. Перец прилипнет к шарику, а соль осталась на листе.

Вывод: выяснили, что электроны, находящиеся в перчинках приобретают положительный заряд, и притягиваются отрицательным зарядом шарика. Соль не притягивается к шарику, так как в этом веществе электроны перемещаются плохо.


Опыт 6. Создание батарейки из фруктов и овощей

Необходимые материалы: лимон, сырой и вареный картофель, медная пластина, гвоздь, провода, вольтметр.

Проведение исследования: берём фрукты и овощи приблизительно одинаковые по массе. Далее:

1) измеряем массу лимона и картофеля;

2) измеряем напряжение на этих продуктах;

3) делаем выводы.

Название фрукта (овоща)

Масса, m (кг)

Напряжение, U (B)

Картофель (сырой)

≈0,13

0, 30

Картофель (варёный)

≈0,14

0,50

апельсин

≈0,14

0, 40

лимон

≈ 0,13

0, 40

яблоко

≈0,12

0, 25


Вывод: Из фруктов и овощей можно создать батарейку Измерения показали, что самое высокое напряжение даёт варёный картофель, самое низкое – яблоко.

По данным измерениям, можно судить, что при одинаковой массе из используемых фруктов и овощей, лимон даёт большее напряжение.


Роль статического электричества в окружающей среде


Когда электризация тел вредна

Еще в ХIХ столетии были известны вредные действия статического электричества. В ХХ веке вредные проявления статического электричества наблюдаются чаще, так как широко применяются легко электризующиеся вещества: пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты и т. п. Оно способно вызвать взрыв бензина в бензобаке автомобиля, нефти в танкере, угольной пыли в шахте. Электризация происходит и в быту, и на производстве. Взаимодействие наэлектризованных тел затрудняет выполнение многих технологических операций. Например, электризация волокон вызывает их взаимное отталкивание, что мешает работе ткацких станков. Заряженную ткань трудно раскраивать. Такая ткань, кроме того, сильно загрязняется вследствие притяжения к ней частичек пыли. Для избежания вредных последствий электризации тел на производстве применяют различные методы борьбы с этим явлением: заземление оборудования, обработка материалов графитом или бронзовым порошком, увеличение влажности воздуха в помещении.

Статическое электричество широко распространено в обыденной жизни. Если, например, на полу лежит меховой ковер, то при трении об него человеческое тело может получить электрический заряд. Другим примером может служить наэлектризованная расческа. Когда человек, тело которого наэлектризовано, дотрагивается до металлического предмета, например трубы отопления или холодильника, накопленный заряд моментально разрядится, а человек получит легкий удар током. Поэтому нужно знать следующие правила, как снять статическое электричество в быту:

- обязательно заземлять бытовое оборудование;

- использовать бытовые увлажнители воздуха;

- завести в доме комнатные растения;

- делать влажную уборку помещения утром и вечером;

- регулярно проветривать помещение;

- все синтетические ткани в квартире, такие как тюль, обивка мебели, паласы должны быть обработаны антистатическим средством;

- по возможности использовать в своём гардеробе одежду исключительно из натуральных материалов;

- желательно приобретать обувь на резиновой или кожаной подошве.

Молния одним ударом может испепелить дерево, устроить пожар. Но люди давно придумали, как сберечь себя и свое жилище от этой опасности. Они изобрели громоотвод — металлический стержень, один конец которого возвышается над крышами домов, а другой проводом соединен с землей. Молния находит самый короткий путь: ударяет в стержень и, не причинив никому вреда, уходит по проводу в землю. Такие громоотводы, но большего размера я видел на работе у папы. Их устанавливают для того, чтобы не повредилось оборудование



Когда электризация тел полезна

При правильном использовании статическое электричество может приносить немало пользы.

Маляр без кисточки. Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный. Расход краски снижается.

Смешение веществ. Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого - отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе, при замешивании теста.

Ксероксы. На бумаге создается невидимый электростатический рельеф того рисунка, который надо отобразить. Частицы краски прилипают только к заряженной области на бумаге. Получается точная копия документа.

Медицина. Влияние статического электричества на организм человека и животного ещё до конца не исследовано. Но уже известно, что электрические разряды, которые возникают вследствие электризации одежды, для людей безвредны, а в некоторых случаях, например при заболеваниях суставов, даже полезны. В медицине статическое электричество используют при создании так называемых электроаэрозолей. Они представляют собой лекарственные вещества в виде очень маленьких заряженных капелек, которые при вдохе проникают в лёгкие человека.








Заключение

Работая над исследовательской работой я убедилась в том, что знание физических законов и явлений помогает нам в повседневной жизни. Часто мы даже не задумываемся о природе некоторых явлений или процессов, а на самом деле мир, который нас окружает удивительный, интересный.

Во многих действиях, происходящих дома, я могу найти физическое явление. Начав экспериментировать, я и не предполагала, что столько интересных явлений и законов можно открыть у себя дома! Электричество может быть нашим хорошим помощником. Но для этого следует знать его особенности и умело использовать их в нужном направлении. Статическое электричество может приносить и вред, значит нужно с ним бороться. Наблюдения и эксперименты позволили проверить истинность теоретических выводов, объяснить известные электрические явления природы. Проводимые эксперименты повысили интерес к изучению физики.


Выводы:

В ходе исследовательской работы я изучила и проанализировала теоретический материал по данной теме.

Провела экспериментальные исследования, доказывающие взаимосвязь явлений, происходящих в быту с физическими явлениями и законами. Моя гипотеза подтвердилась.

Полученный материал можно использовать на уроках физики, на занятиях по внеурочной деятельности, а также для создания учебных проектов.






Список литературы и источников

  1. Алексеева, М. Н. Физика – юным: Теплота. Электричество. 7 кл./ М. Н. Алексеева – М.: Просвещение, 1980.

  2. Колтун, М.М. Мир физики/ М.М. Колтун – СПб.: Издательство. Детская литература., 1987.

  3. Мейяни, А. Большая книга экспериментов для школьников/ А. Мейяни; перевод с итальянского Э. И. Мотылёвой – М.: «РОСМЭН-ПРЕСС», 2003.

  4. Научно-технический энциклопедический словарь оn-line. Режим доступа: http://window.edu.ru

  5. Официальный сайт теоретического и научно-практического журнала «ЭЛЕКТРИЧЕСТВО». Режим доступа: http:// www.electro.elpub.ru.

  6. Официальный сайт универсальной интернет - энциклопедии. Режим доступа: http: // www.wikipedia.ru. Статическое электричество.

  7. Хинн, О.Г. Я познаю мир: Детская энциклопедия. Физика / О.Г Хинн. – М.: ТКО «АСТ», 1995.


9




Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!

Закрыть через 5 секунд
Комплекты для работы учителя