Номер 47, страница 31, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 14. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 47, страница 31.

Условие.

47. Изготовьте самодельный электроскоп и проведите с его помощью опыты по электричеству, описанные в этом параграфе. Опишите свои опыты и проиллюстрируйте их фотографиями или видеосъёмкой.

Решение.

Изготовление самодельного электроскопа

Электроскоп — это прибор для обнаружения электрического заряда. Простейший электроскоп можно изготовить из подручных материалов.

Необходимые материалы:

• Стеклянная банка с пластиковой или картонной крышкой.
• Медная или алюминиевая проволока (длиной 15-20 см).
• Алюминиевая фольга (от шоколадки или для запекания).
• Пластмассовая расческа, линейка или воздушный шарик.
• Шерстяная ткань или сухие волосы.
• Ножницы, шило или гвоздь.
• Пластилин (для герметизации).

Инструкция по сборке:

1. Проделайте в центре крышки банки небольшое отверстие, чтобы через него плотно проходила проволока.
2. Если проволока в изоляции, очистите её. Один конец проволоки согните в виде спирали или скатайте из фольги шарик и насадите на него — это будет кондуктор (приемник заряда).
3. Другой конец проволоки, который будет внутри банки, загните в виде небольшого прямого крючка.
4. Проденьте проволоку через отверстие в крышке так, чтобы кондуктор (шарик/спираль) оказался снаружи, а крючок — внутри банки. Для устойчивости и герметичности можно закрепить проволоку у крышки с помощью пластилина.
5. Из алюминиевой фольги вырежьте две абсолютно одинаковые тонкие, легкие полоски (лепестки) размером примерно 3–4 см в длину и 0.5 см в ширину.
6. Аккуратно повесьте лепестки на крючок внутри банки. Они должны свободно висеть параллельно друг другу, не касаясь стенок и дна банки.
7. Плотно закройте банку крышкой. Ваш самодельный электроскоп готов. Банка защищает легкие лепестки от движения воздуха.

(В этом месте отчета следует разместить фотографию готового электроскопа).

Проведение и описание опытов

Далее описываются опыты, которые необходимо провести, описать и проиллюстрировать.

Опыт 1. Зарядка электроскопа соприкосновением (проводимостью)

Цель: Продемонстрировать передачу заряда от наэлектризованного тела к электроскопу при контакте.

Ход опыта:

1. Сфотографируйте электроскоп в исходном, незаряженном состоянии. Лепестки висят вертикально вниз, касаясь друг друга.
2. Возьмите пластмассовую расческу и энергично потрите ее о шерстяную ткань или сухие волосы. В результате трения расческа приобретает отрицательный электрический заряд.
3. Коснитесь наэлектризованной расческой металлического кондуктора электроскопа.
4. Наблюдайте, как лепестки фольги расходятся на некоторый угол.
5. Уберите расческу. Лепестки останутся в разошедшемся положении.

Объяснение: При трении расческа получает избыток электронов и заряжается отрицательно. При контакте с кондуктором часть этих избыточных электронов переходит на стержень и лепестки электроскопа. Так как оба лепестка получают одноименный (отрицательный) заряд, они начинают отталкиваться друг от друга согласно закону Кулона. После удаления расчески заряд на электроскопе сохраняется, поэтому лепестки остаются отклоненными.

Иллюстрации: Сделайте серию фотографий или видео, показывающих: 1) незаряженный электроскоп, 2) момент касания расческой, 3) электроскоп после зарядки с разошедшимися лепестками.

Опыт 2. Разрядка электроскопа

Цель: Показать, как снять электрический заряд с электроскопа.

Ход опыта:

1. Используйте заряженный из предыдущего опыта электроскоп (лепестки разошлись).
2. Коснитесь пальцем кондуктора электроскопа.
3. Наблюдайте, как лепестки мгновенно опадают.

Объяснение: Тело человека является проводником. При прикосновении к заряженному электроскопу избыточные электроны с него переходят через ваше тело в землю (происходит заземление). Электроскоп теряет заряд, становится электрически нейтральным. Силы отталкивания между лепестками исчезают, и под действием силы тяжести они возвращаются в исходное положение.

Иллюстрации: Сфотографируйте заряженный электроскоп до касания и сразу после касания пальцем, когда лепестки опали.

Опыт 3. Зарядка электроскопа через влияние (электростатической индукцией)

Цель: Зарядить электроскоп, не касаясь его заряженным телом.

Ход опыта:

1. Наэлектризуйте расческу (придайте ей отрицательный заряд).
2. Поднесите расческу к кондуктору электроскопа, но не касайтесь его. Лепестки разойдутся.
3. Не убирая расческу, коснитесь кондуктора пальцем другой руки. Лепестки опадут.
4. Сначала уберите палец от кондуктора.
5. И только после этого уберите в сторону расческу. Лепестки электроскопа снова разойдутся.

Объяснение: Когда вы поднесли отрицательно заряженную расческу, свободные электроны в металлическом стержне электроскопа оттолкнулись от нее и переместились на лепестки, зарядив их отрицательно (поэтому они разошлись). У кондуктора возник недостаток электронов, то есть он зарядился положительно. Коснувшись пальцем, вы заземлили электроскоп, и избыточные электроны с лепестков ушли в землю. Когда вы убрали палец, на электроскопе остался нескомпенсированный положительный заряд, который "удерживался" полем расчески. После того как вы убрали расческу, этот положительный заряд равномерно распределился по стержню и лепесткам. Лепестки, получив одноименный (положительный) заряд, снова оттолкнулись друг от друга. Таким образом, электроскоп зарядился положительно от отрицательно заряженного тела.

Иллюстрации: Этот опыт сложнее, поэтому лучше снять его на видео или сделать подробную серию фотографий для каждого из пяти шагов, сопровождая их описанием.

Ответ:

Для выполнения задания необходимо самостоятельно изготовить электроскоп из банки, проволоки и фольги. Далее следует провести с ним серию опытов: зарядку касанием, разрядку (заземление) и зарядку через электростатическую индукцию. Ход каждого опыта нужно подробно описать, объясняя наблюдаемые явления (расхождение и опадение лепестков) на основе знаний о взаимодействии и перераспределении электрических зарядов. Отчет должен быть проиллюстрирован фотографиями или видеозаписью, демонстрирующими ключевые этапы экспериментов.