Принцип работы электрометра 8 класс физика
Электрометр — прибор для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины.
Электрометр позволяет определить, заряжено тело или нет. Для это необходимо поднести тело к шару(1), и в случае если тело заряжено стрелка отклонится.
Почему же стрелка отклоняется? Предположим, что тело обладало отрицательным зарядом. Следовательно на теле был избыток электронов. При соприкосновении с шаром, часть электронов переместилась на электрометр. При этом шар стал отрицательно заряженным.
Поскольку шар(1) соединен со стержнем(2), а тот в свою очередь со стрелкой(6), и все они являются проводниками, электроны переместились на стержень и стрелку. Пластмассовая пробка(4) необходима для изоляции системы шар, стержень, стрелка.
В результате стержень и стрелка получили одноименный отрицательный заряд. Следовательно они будут отталкиваться и стрелка отклонится. Причем, чем больше заряд тем больше отклонение стрелки.
Электрометр позволяет только оценить величину заряда, т.е. сказать у одного тела заряд больше, чем у другого. С помощью электрометра нельзя определить наличие маленького заряда, т.к. при малом заряде, силы отталкивания, одноименных зарядов, будет недостаточно для отклонения стрелки.
Почему стрелка возвращается в исходное положение, при отсутствии заряда? Точка подвеса стрелки находится выше центра тяжести, поэтому стрелка будет стремится принять вертикальное положение.
Электризация влиянием
Электризация влиянием — вид электризации, происходящий в результате воздействия внешнего электрического поля на вещество, в результате которого, происходит перераспределение электрического заряда. Поднесем положительно заряженную палочку к электрометру (заряд которого равен нулю), но касаться электрометра не будем. Стрелка электрометра отклонится. Почему это происходит, ведь мы не касаемся электрометра? Воздух является хорошим диэлектриком и заряд не мог перетечь с палочки на электрометр.
Поскольку стрелка, стержень и пар электрометра являются проводниками, в них присутствуют свободные отрицательно заряженные частицы — электроны. Когда мы подносим положительный заряд к шару, свободные электроны будут притягиваться к этому заряду и перемещаться на более близкое расстояние к заряду, в результате чего в шаре окажется избыточный отрицательный заряд. В нижней же части электрометра, т.е. в стрелке и нижней части стержня, будет избыточный положительный заряд. Одноименные заряды будут отталкиваться и стрелка отклонится.
Если палочку с положительным зарядом убрать, то электрометр снова покажет нулевой заряд. Т.е. в результате взаимодействия электрического поля положительно заряженной палочки, внутри электрометра произошло перераспределение заряда и суммарный заряд остался исходным (равным нулю).
Как работает электроскоп и электрометр?
Гугл, Яндекс и Википедия дадут более адекватный ответ, чем Тостер. Со своей стороны, дам наводку — впервые я услышал эти термины (да и сами приборы увидел) на уроках школьной физики (класс примерно 6 или 7).
Григорий Боев @ProgrammerForever
Виктор, Если учебник Пёрышкина, то 8 класс, ближе к середине года.
Решения вопроса 1
Григорий Боев @ProgrammerForever
Учитель, автоэлектрик, программист, музыкант
В электроскопе есть стержень и лепестки к нему привязанные. В электрометре есть стержень и стрелка, соединённая с ним.
При электризации заряд распределяется между всеми частями — стержнем и то что к нему прицеплено. Т.к. заряд одинаковый по знаку — лепестки(или стрелка) начинают отталкиваться от стержня. Больше заряд — больше отталкивание.
Открытый урок по физике 8 класс Электроскоп
Оборудование : компьютер, интерактивная доска, электронные ресурсы.
Учебно-методическое обеспечение урока : учебник «Физика», 8 класс (автор )
Тип урока : изучение нового материала
Продолжительность урока : 45 мин.
Структура урока
Этапы урока
Время
Электронные ресурсы
Вступительное слово учителя
Повторение изученного материала
Тест «Электризация тел. Электрические заряды»
Изучение нового материала.
Модель «Передача заряда при соприкосновении тел»
Рисунок «Устройство электроскопа»
Модель «Работа электроскопа»
Это интересно «Первый электроскоп»
Модель «Работа электрометра»
Модель «Передача заряда проводниками»
Анимация «Передача заряда диэлектриками»
Слайд -шоу «Проводники», «Диэлектрики»
Рисунок «Проводимость различных металлов»
Анимация «Разрядка электрометра при касании его рукой»
Это интересно «Опыт Грея»
Закрепление изученного материала
Тест «Электроскоп. Проводники и диэлектрики».
Модель «Проводники и диэлектрики»
Инструктаж. Домашнее задание
Х од урока:
I . Организационный момент
Деятельность учителя: Обеспечивает общую готовность учащихся к работе.
Сообщение целей и задач урока.
II . Вступительное слово учителя:
Здравствуйте ребята наш сегодняшний урок мы посвятим с вами продолжению знакомства с темой электрические явления , но прежде чем начать нашу новую тему мы повторим пройденный материал.
И так тема прошлого урока была «Электризация тел, электрический заряд и закон сохранения эл.заряда».
III .Опрос домашнего задания:
«Мозговая атака»
1. Что можно сказать про тело, если оно притягивает другие тела? (про тело, которое может притягивать другие тела, говорят, что оно наэлектризовано)
2. А что ещё говорят про тело, если оно наэлектризованное? (телу сообщён электрический заряд)
3. Сколько тел может участвовать в электризации? (в электризации может участвовать только два тела)
4. Можно ли передать электрический заряд от одного тела к другому, если да то каким образом? (электрический заряд можно передать от одного тела к другому прикосновением заряженного тела к не заряженному)
5. Сколько родов электрических зарядов вы знаете? (существует только два рода электрических зарядов)
6. Назовите их. (положительный и отрицательный)
7. Какой заряд назвали положительным? (заряд, который возникает при натирании стеклянной палочки о шелк)
8. Какой заряд назвали отрицательным? (заряд, возникающий при натирании эбонитовой палочки о мех)
9. Как взаимодействуют заряды? (тела, имеющие заряды одного рода, отталкиваются; иначе притягиваются)
- Как означают заряды на схемах рисунках и чертежах? (положительные заряды — знаком «+», а отрицательные — знаком «–»)
- Закон сохранения электрического заряда .
IV . Изучение нового материала
На сегодняшнем уроке мы с вами познакомимся с вопросами проводники и непроводники электричества а так же познакомимся с первыми простейшими приборами для измерения и регистрации заряда эти приборы называются электроскоп и электрометр.
— Так запишем нашу сегодняшнюю тему урока «Электроскоп. Проводники и непроводники электричества».
И так мы с вами знаем уже что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. А теперь нам с вами предстоит узнать как эти электрические заряды могут двигаться и могут переходить от одного тела к другому.
Электризация тел может осуществляться не только при трении, но и при соприкосновении
Поднесем наэлектризованную эбонитовую палочку к бумажной гильзе, висящей на капроновой нити. Сначала гильза притянется к палочке, а затем, коснувшись ее, оттолкнется. Почему?
Вывод : При соприкосновении двух тел электрический заряд может частично переходить с заряженного тела к незаряженному.
На рассмотренном физическом явлении основано действие электроскопа.
Электроскоп – (от греч. электорон и скопео – обнаруживать, наблюдать) – простейший прибор для обнаружения электризации тел. Он был самым первым прибором который послужил людям для того чтобы зафиксировать наличие эл.заряда и каким то образом можно было оценить величину эл.заряда.
Конструкция проста: Основным элементом электроскопа является металлический стержень с шариком на одном конце и легкими листочками из фольги на другом. Стержень пропущен через пластмассовую пробку, вставленную в металлический корпус, закрытый с обеих сторон стеклами.
Демонстрируется принцип действия электроскопа Модель «Работа электроскопа»
 |
Вывод : Наэлектризованные листоч ки электроскопа расходятся на некоторый угол, потому что они зарядились одноименными зарядами. Чем больше угол, на который они расходятся, тем сильнее они наэлектризованы, тем больший заряд сообщается.
Для опытов с электричеством используют и другой, более совершенный прибор — электрометр. В нем вместо лепестков на металлическом стержне укреплена стрелочка. Она, заряжаясь от стержня, отталкивается на некоторый угол.
Чем отличается электроскоп от электрометра?
Электроскоп находит заряд (скопео -обнаруживать, находить), а электрометр измеряет силу заряда (метрео -измерять, вычислять)
1. Верхней части находиться металлический шар, он специально делается таким образом чтобы можно было на нем разместить как можно больше эл.зарядов.
2. Шар через металлический стержень проходит через пластмассовую пробку внутрь в этого металлического корпуса с двух сторон два защитных стекла.
3. В нижней части стержня укреплена стрелочка, получая заряд от мет.стержня таким же по знаку отталкивается и уже можно по отклонению этой стрелки от вертикали можно судить о величине эл.заряда.
4.Так же внутри этого металлического корпуса есть шкала которая показывает велечину эл.заряда
Демонстрируется принцип действия электрометра: Модель «Работа электрометра»
Следующее как вы уже догадываетесь стоит вопрос как же пропускают материалы эл.заряд. Но вот когда мы с вами говорили о тепловых явлениях те есть вещества которые очень быстро передают тепло, а есть вещества которые плохо передают тепло тоже самое можно сказать об электрических свойствах вещества.
Есть вещества которые пропускают через себя эл.заряды достаточно хорошо и такие тела, вещества называются проводниками. И запишем с вами определение:
Проводниками называют вещества по которым могут свободно перемещаться электрические заряды.
Если зарядить один из двух одинаковых электрометров и соединить приборы металлическим стержнем, то окажется, что отклонение стрелки первого электрометра несколько изменится, зато отклонится стрелка второго электрометра. В результате стрелки обоих приборов отклонятся на один и тот же угол. Таким образом, металл является веществом, по которому электрический заряд может свободно перемещаться.
Если электрометры соединить стеклянной палочкой, то никаких изменений не произойдет, т.е. стекло не позволяет электрическому заряду передаваться от одного тела к другому.
Непроводники (диэлектрики) называют вещества, по которым электрический заряд не может переходить от одного тела к другому
Вывод : итак, можно сделать вывод, что по способности проводить электрические заряды вещества условно делятся на проводники и непроводники электричества.
Проводники
Непроводники
Металлы, растворы солей и кислот в воде, графит, фольга, почва
Стекло, пластмасса, фарфор, резина, эбонит, янтарь, шелк, капрон
Тела, изготовленные из диэлектриков, называются изоляторами
Вывод: самым лучшим проводником среди металлов является серебро, за ним идет медь, алюминий и др. Медь гораздо дешевле серебра, и именно она используется повсеместно в электрооборудовании.
Еще хотелось бы отметить тот факт что важное значение имеет состояние окружающей среды вот если, например повышается влажность воздуха, то в этом случае многие вещества будут вести себя как проводники
Например: молния – дождь (влажность). Будет через воздух проходить электрический заряд.
V . Закрепление изученного материала:
№1 Если на электризованную палочку поднести к заряженной бумажной гильзе, висящей на нити то гильза:
А) притянется к ней.
В) оттолкнется от нее.
С) останется в покое.
№2. Если на электризованную палочку поднести к заряженной бумажной гильзе, висящей на нити то гильза:
А) притянется к ней.
В) оттолкнется от нее.
С) останется в покое.
№3. Заряженной палочкой коснулись шарика электроскопа, в результате чего листочки электроскопа разошлись на некоторый угол. Это говорит о том что электроскоп:
А) зарядился положительно;
В) зарядился отрицательно;
№4 Заряженной палочкой коснулись шарика электроскопа, в результате чего листочки электроскопа опустились на некоторый угол. Это говорит о том что электроскоп:
А) был заряжен положительно;
В) был заряжен отрицательно;
С) не был заряжен.
№5. Заряженный шарик, помещенный между двумя заряженными электроскопами, отклонился в право. Это означает, что шарик имеет заряд:
А) противоположный по знаку заряда на электроскопе 2
В) противоположный по знаку заряда на электроскопе 1
С) одинаковый по знаку заряда на электроскопе 2
№6. Вещества, по которым электрический заряд легко передается от одного тела к другому:
Ключ ответов: №1 В; №2 А; №3 В; №4 В; №5 А; №6 А.
VI . Обобщение:
Учитель предлагает ученикам ответить на вопросы:
Что на уроке для вас было самым интересным, самым простым, самым трудным.
VII . Домашнее задание: § 29 ответить на вопросы, дом.эксп.задание №5.
VIII . Подведение итогов урока:
№1 Если на электризованную палочку поднести к заряженной бумажной гильзе, висящей на нити то гильза:
А) притянется к ней.
В) оттолкнется от нее.
С) останется в покое.
№2. Если на электризованную палочку поднести к заряженной бумажной гильзе, висящей на нити то гильза:
А) притянется к ней.
В) оттолкнется от нее.
С) останется в покое.
№3. Заряженной палочкой коснулись шарика электроскопа, в результате чего листочки электроскопа разошлись на некоторый угол. Это говорит о том что электроскоп:
А) зарядился положительно;
В) зарядился отрицательно;
№4 Заряженной палочкой коснулись шарика электроскопа, в результате чего листочки электроскопа опустились на некоторый угол. Это говорит о том что электроскоп:
А) был заряжен положительно;
В) был заряжен отрицательно;
С) не был заряжен.
№5. Заряженный шарик, помещенный между двумя заряженными электроскопами, отклонился в право. Это означает, что шарик имеет заряд:
А) противоположный по знаку заряда на электроскопе 2
В) противоположный по знаку заряда на электроскопе 1
С) одинаковый по знаку заряда на электроскопе 2
№6. Вещества, по которым электрический заряд легко передается от одного тела к другому:
Электроскоп. Проводники и диэлектрики. Делимость электрических зарядов. Электрон
Простейший прибор для обнаружения электрических зарядов называется электроскоп. Давайте рассмотрим его внимательно.
Это металлический стержень, на одном конце которого находится металлический шарик, на другом – при помощи скобочки прикреплены два легких лепесточка папиросной бумаги. Стержень закрепляется в прозрачном корпусе металлического кожуха, соблюдая изоляцию от металла. На нижнем конце стержня свободно висят бумажные лепесточки: зарядов никаких нет. При помощи электроскопа мы можем обнаружить электрические заряды, еще никак не измеряя их. Давайте проделаем некоторые опыты с электроскопом.
Проведем опыт 1.
Поднесем к металлическому шарику ( не касаясь) заряженную эбонитовую палочку. Электрическое поле заставит отрицательные заряды убежать на другой конец стержня. Лепесточки, зарядившись одноименными зарядами, оттолкнутся и разойдутся на некоторый угол. И мы «увидим» наличие отрицательных зарядов на заряженной палочке по углу отклонения. Если угол маленький – заряд небольшой, если угол расхождения побольше, то и заряд больше. Когда мы уберем палочку, то заряды равномерно распределятся по всему объему проводника и лепесточки опадут: зарядов нет.
Опыт 2.
Теперь поднесем (не касаясь) заряженную стеклянную палочку. Электрическим полем отрицательные заряды приблизятся к шарику, а на конце стержня будет ощущаться нехватка отрицательных зарядов. И одноименные положительные заряды, которые получили лепесточки, заставят их разойтись на некоторый угол. И мы вновь можем «увидеть» положительные заряды стеклянной палочки.
Если не касаться палочкой металлического шарика, то лепесточки расходятся на какой-то угол, пока мы палочку держим рядом. Как только мы уберем палочку, так лепесточки опадают, показывая, что на них нет зарядов.
Опыт 3.
Поднесем заряженную эбонитовую палочку и коснемся металлического шарика. Отрицательные заряды, полученные шариком, отталкиваясь друг от друга, распределяться по всему металлическому стержню. Лепесточки получат одноименные отрицательные заряды и разойдутся на некоторый угол. Палочку мы убираем, а угол между лепесточками остается, потому что заряд отрицательный остался на стержне.
Разрядим электроскоп, коснувшись рукой шарика. И перейдем к следующему опыту.
Опыт 4.
Теперь поднесем заряженную стеклянную палочку и коснемся шарика. Положительный заряд будет передан шарику. Палочку убираем и видим, что лепесточки разошлись на некоторый угол. И этот угол остается некоторое время постоянным. Почему? А потому, что положительный заряд, полученный шариком, распределился по всему стержню (одноименные заряды отталкиваются). И лепесточки то же получают одноименные положительные заряды и расходятся на некоторый угол. Так как заряд теперь находится на стержне, то угол расхождения некоторое время будет оставаться таким же. Однако, если мы будем наблюдать длительное время, то угол расхождения будет уменьшаться, потому что влажность воздуха и естественное излучение фона способствует разрядке устройства ( во время опытов надо стремиться, чтобы все было сухое, в том числе и руки).
Опыт 5.
продемонстрируем электрометр – прибор, который в отличие электроскопа, может дать количественное сравнение зарядов, потому что у него есть стрелка и нанесены деления.
На приборе, поднося, а потом и касаясь металлического шарика (или сферы). если сообщаем заряд в два раза больше, то и угол отклонения увеличивается в два раза.
Опыт 6.
Теперь берем два электрометра и ставим их рядом. Заряжаем один из электрометров, коснувшись заряженной эбонитовой (или стеклянной) палочкой. Затем соединяем первый электрометр со вторым деревянной линейкой, потом пластмассовой, потом стеклянной и говорим, что никакого изменения в отклонении стрелки нет
Вывод: эти вещества не передают электрических зарядов ( ни отрицательных, ни положительных). Такие вещества называются непроводниками или изоляторами.
Опыт 7.
Зарядим первый электрометр, коснувшись заряженной эбонитовой
(или стеклянной) палочкой. Стрелка отклонится на некоторый угол. Теперь будем соединять первый электрометр со вторым металлическим проводником с пластмассовой изоляционной ручкой. Видим, что часть зарядов перешла с первого электрометра на второй. На первом электрометре стрелка — показывает уменьшение делений отклонения, а на втором — увеличение.
Вывод: металлические стержни передают электрические заряды (как отрицательные, так и положительные).Такие вещества называются проводниками.
Опыт 8.
Зарядим первый электроскоп, коснувшись заряженной эбонитовой палочкой. Надо повторить это несколько раз, добившись максимального отклонения. Пусть мы добились отклонения на 8 делений. Теперь соединим металлическим стержнем (держим за пластмассовую ручку). Отмечаем, что теперь часть зарядов перешла на второй электрометр.
Отмечаем, что на первом было 8 делений, теперь 4, на втором было 0, теперь – 4. Заряд разделился пополам. Касаемся рукой второго электрометра. Через нас заряды уходят на землю.
Повторяем опыт, соединяя первый со вторым. Отмечаем, что на первом было 4, теперь 2 , на втором было 0, теперь 2. Опять пополам разделились заряды.
Сделаем вывод: заряды можно делить! До каких пор можно делить заряды?
Английский физик Томсон ответил: делить можно до самого маленького заряда. И самый маленький отрицательный заряд имеет электрон (Томсон это на опыте доказал). Заряд электрона = — 1,6*10-19Кл). Так была открыта первая элементарная частица, отвечающая за электрические явления. И масса электрона была измерена. Она равнялась 9,1* 10-31 кг.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
- Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
- Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
- Повысим успеваемость по школьным предметам
- Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ