Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда
Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!
Система оценки: 5 балльная
Список вопросов теста
Вопрос 1
Тела, которые в результате трения приобретают свойство притягивать к себе другие тела, называются.
Варианты ответов
- наэлектризованными
- заряженными
- магнитами
- электромагнитами
Вопрос 2
Притяжение стеклянной палочки к шёлку, о который её предварительно потёрли, свидетельствует о том, что
Варианты ответов
- палочка и шёлк получили заряды противоположного знака.
- палочка и шёлк получили заряды одинакового знака.
- палочка и шёлк превратились в магниты.
- среди ответов нет правильного.
Вопрос 3
На рисунке изображено явление.
§ 16. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда
Закон сохранения электрического заряда. Вы знаете, что при трении соприкасающиеся тела электризуются, при этом модули противоположных по знаку зарядов, возникших на телах, равны. Проверим это на опыте. Наэлектризуем трением соприкасающиеся друг с другом эбонитовую палочку и кусочек меха или шерстяной ткани. Поместим поочерёдно внутрь металлической сферы, укреплённой на стержне электрометра, эбонитовую палочку (рис. 96, а) и кусочек меха (рис. 96, б). Стрелка электрометра отклонится, причём, как в первом, так и во втором случаях, на одинаковые углы. Если же одновременно опустить внутрь сферы эбонитовую палочку и кусочек меха (рис. 96, в), то стрелка электрометра останется на месте. Следовательно, модули зарядов обоих тел равны, а их знаки противоположны.
Результаты многочисленных экспериментов позволили сформулировать утверждение, которое является фундаментальным законом природы — законом сохранения электрического заряда: в электрически изолированной системе при любых взаимодействиях алгебраическая сумма электрических зарядов остаётся постоянной:
где n — число зарядов в системе.
Принято считать систему тел (частиц) электрически изолированной, если между ней и внешними телами нет обмена электрически заряженными частицами.
Закон сохранения электрического заряда указывает на важную особенность электрических явлений: электрические заряды всегда появляются парами. Так, например, при электризации трением тела приобретают заряды противоположных знаков, модули которых одинаковые.
От теории к практике
Можно ли при электризации трением зарядить только одно из соприкасающихся первоначально электронейтральных тел?
Из истории физики
Закон сохранения электрического заряда впервые был сформулирован и экспериментально подтверждён М. Фарадеем в 1843 г.
1. Объясните электризацию тел при соприкосновении. Почему при электризации заряжаются оба тела?
2. Что характеризует электрический заряд?
3. Какие виды электрических зарядов существуют в природе? Как взаимодействуют одноимённо заряженные частицы? разноимённо заряженные?
4. Какой заряд называют элементарным?
5. В чём проявляется свойство дискретности электрического заряда?
6. Сформулируйте закон сохранения электрического заряда. Каковы условия применимости этого закона?
7. При соскальзывании стеклянного бруска с наклонной плоскости происходит его электризация. Как это влияет на конечную скорость бруска?
Взаимодействие зарядов. Сила Кулона
Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.
Будьте внимательны. Система оценивания 5-балльная. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!
Система оценки: 5 балльная
Список вопросов теста
Вопрос 1
Укажите свойства электризации трением.
Варианты ответов
- появляющиеся на телах заряды принципиально отличаются друг от друга: они разноимённые.
- появляющиеся на телах заряды не отличаются друг от друга: они одноимённые.
- при трении электризуются оба тела.
- появляющиеся на телах заряды равны по модулю.
- модули появляющихся на телах зарядов отличаются друг от друга.
- одноимённые заряды отталкиваются.
- одноимённые заряды притягиваются.
- разноимённые заряды притягиваются.
Вопрос 2
Электрическая сила взаимодействия электрических зарядов зависит от:
Варианты ответов
- расстояния между телами
- величины зарядов
- окружающих условий (давления, температуры, влажности)
- среды, в которой находятся заряды.
Вопрос 3
Силу взаимодействия между электрическими зарядами вычисляют по формуле:
Варианты ответов
- F=k (q_1∙q_2)/r^2
- F=k (q_1+q_2)/r^2
- F=k (q_1∙q_2)/r^
- F= (q_1∙q_2)/r^2
Вопрос 4
Как изменится сила взаимодействия между зарядами при уменьшении расстояния между ними в 2 раза?
Варианты ответов
- уменьшится в 2 раза
- увеличится в 2 раза
- уменьшится в 4 раза
- увеличится в 4 раза
Вопрос 5
Два одинаковых металлических шарика заряжены равными по модулю, но разноименными зарядами. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия?
Варианты ответов
- уменьшится в 2 раза
- станет равной нулю
- не изменилась
- увеличится в 2 раза
Вопрос 6
Как изменится сила взаимодействия между точечными зарядами, если ыэти заряда, находящихся ранее в вакууме, не меняя расстояния между ними, поместить в воду?
Варианты ответов
- уменьшится
- увеличится
- не изменится
Вопрос 7
Два одинаковых шара с зарядами 2 и 6нКл отталкиваются с силой 12Н. Чему будет равна сила взаимодействия между шарами, если после соприкосновения шары отвели на прежнее расстояние друг от друга?
Варианты ответов
- заряды будут притягиваться с силой 16Н
- заряды будут отталкиваться с силой 16Н
- заряды будут притягиваться с силой 4Н
- заряды будут отталкиваться с силой 4Н
Вопрос 8
Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если при неизменном расстоянии между ними, заряд каждого из них увеличить в 3 раза?
Варианты ответов
- увеличится в 9 раз
- уменьшится в 9 раз
- увеличится в 3 раза
- уменьшится в 3 раза
Вопрос 9
Как надо изменить расстояние между точечными положительными зарядами, при увеличении одного из зарядов в 4 раза, чтобы сила взаимодействия не изменилась?
Варианты ответов
- увеличить в 4 раза
- уменьшить в 4 раза
- увеличить в 2 раза
- уменьшить в 2 раза
Вопрос 10
Вычислите силу взаимодействия между положительным и отрицательным точечными зарядами 1 мкКл, находящимися на расстоянии 10 см.
Модули появляющихся на телах зарядов отличаются друг от друга
Какое свойство называется зарядом?
свойство одной элементарной заряженной частицы оказывать силовое воздействие на другую заряженную частицу
Савельев И.В, т.2, стр. 11
Электрический заряд — это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии
Чему равен элементарный заряд?
Савельев И.В, т.2, стр. 11
Элементарный электрический заряд — минимальная порция (квант) электрического заряда. Равен приблизительно 1,602 176 565(35)·10 −19 Кл [1] в системе СИ (и 4,803·10 −10 ед. СГСЭ в системе СГС). Тесно связан с постоянной тонкой структуры, описывающей электромагнитное взаимодействие.
В каких единицах измеряют электрический заряд?
Савельев И.В, т.2, стр. 15
Что называется электризацией тел?
способность тел приобретать (отдавать) электрический заряд
Савельев И.В, т.2, стр. 11
Электризация тел, т. е. возникновение в них электрического состояния происходит при чрезвычайно разнообразных процессах, совершаемых с этими телами. Почти всякое механическое действие, производимое с твердым телом, как, напр., трение об это тело или надавливание на него другого тела, скобление, раскалывание, сопровождается развитием электричества. Так же точно электризуются тела при многих химических действиях; некоторые вещества электризуются при отвердевании; некоторые соли весьма сильно электризуются при своем выкристаллизовании из растворов. Является электричество и в жидкостях при трении этих жидкостей о твердые тела и даже при трении их о некоторые другие жидкости. Наконец, даже простое соприкосновение двух каких-либо разнородных тел, все равно, будут ли эти тела твердые или жидкие, вызывает в обоих этих телах электрическое состояние. Во всех приведенных случаях причиной Э. тел является одно и то же, а именно прикосновение, контакт разнородных тел.
Определите закон сохранения заряда
Савельев И.В, т.2, стр. 12
Закон сохранения электрического заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.
Какие тела относятся к проводникам?
растворы кислот и щелочей
Проводники? — это тела, в которых имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри этих тел. Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы, полуметаллы, углерод (в виде угля и графита). Пример проводящих жидкостей при нормальных условиях — ртуть, электролиты, при высоких температурах — расплавы металлов. Пример проводящих газов — ионизированный газ (плазма).
Проводники бывают первого и второго рода. К проводникам первого рода относят те проводники, в которых имеется электронная проводимость (посредством движения электронов). К проводникам второго рода относят проводники с ионной проводимостью (электролиты)
Какие тела относятся к полупроводникам?
проводящие электрический ток при больших температурах и электрических полях
Полупроводники — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры [1] .
Полупроводниками являются вещества, ширина запрещённой зоны которых составляет порядка нескольких электрон-вольт (эВ)
Какие тела относятся к диэлектрикам?
не проводящие электрический ток
Диэлектрик (изолятор) — вещество, плохо проводящее электрический ток. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10 8 см −3 . Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле. С точки зрения зонной теории твёрдого тела диэлектрик — вещество с шириной запрещённой зоны больше 3 эВ.
Какие заряды называются точечными?
размерами которых можно пренебречь по сравнению с расстояниями между ними
Савельев И.В, т.2, стр. 12
Точечный заряд — абстракция, вводимая для упрощения описания поля заряженного тела или системы тел. Иногда также определяется как электрически заряженная материальная точка.
Более простыми словами, точечный заряд — это заряд, размерами носителя которого по сравнению с расстоянием, на котором рассматривается электростатическое взаимодействие, можно пренебречь.
Какое поле называется электростатическим?
поле, создаваемое неподвижными зарядами
Электростатическое поле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами (при отсутствии электрических токов).
Электрическое поле представляет собой особый вид материи, связанный с электрическими зарядами и передающий действия зарядов друг на друга.
Закон Кулона
Савельев И.В, т.2, стр. 13
Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. Иначе: Два точечных заряда в вакууме действуют друг на друга с силами, которые пропорциональны произведению модулей этих зарядов, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними и направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды. Эти силы называются электростатическими (кулоновскими).
Савельев И.В, т.2, стр. 16
Электрическая постоянная (ранее также носила название диэлектрической постоянной) — физическая константа, скалярная величина,
- определяющая напряжённость электрического поля в вакууме;
- входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма, в том числе закона Кулона, при записи их в форме, соответствующей Международной системе единиц.
Иногда называют диэлектрической проницаемостью вакуума. Измеряется в фарадах на метр. Диэлектрическая постоянная равна:
Савельев И.В, т.2, стр. 70-71
Относительная диэлектрическая проницаемость среды ε — безразмерная физическая величина, характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды. Связана с эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля (и с характеризующей этот эффект величиной диэлектрической восприимчивости среды). Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме.
Как зависит сила Кулона от расстояния между взаимодействующими зарядами?
Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.
Как зависит сила Кулона от величины заряда?
Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.
Как зависит сила Кулона от диэлектрической проницаемости среды?
Определите напряженность электростатического поля?