Номер 5, страница 210 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Домашние лабораторные работы - номер 5, страница 210.

Условие.

5. Определение знака заряда при электризации

Цель работы: научиться определять знак заряда наэлектризованного тела, если известен знак заряда на стержне электроскопа.

Средства измерения и материалы: самодельный электроскоп, стеклянная и эбонитовая палочки, кусочек ткани из натурального шёлка и кусочек меха, пластмассовая линейка.

Гипотеза исследования

Если к заряженному электроскопу прикоснуться наэлектризованной палочкой, имеющей заряд, одноимённый (или разноимённый) с зарядом электроскопа, то положение листочков изменится.

Конкретизируйте гипотезу, учитывая, что угол расхождения листочков может увеличиваться или уменьшаться.

Порядок выполнения работы

1. Наэлектризуйте эбонитовую палочку, потерев её мехом. Зарядите с её помощью электроскоп. Устройство самодельного электроскопа рассмотрено в предыдущей работе.

2. Наэлектризуйте стеклянную палочку, потерев её о шёлк.

3. Коснитесь наэлектризованной стеклянной палочкой стержня электроскопа. Как при этом изменится положение полосок металлической фольги прибора?

4. Какой знак имеет электрический заряд на стеклянной палочке?

5. Сделайте вывод о подтверждении или опровержении гипотезы исследования.

6. Проделайте аналогичные задания с пластмассовой линейкой. По результатам опыта определите знак заряда на пластмассовой линейке.

Решение.

Гипотеза исследования

Конкретизированная гипотеза: Если к заряженному электроскопу прикоснуться наэлектризованным телом, имеющим заряд, одноимённый с зарядом электроскопа, то суммарный заряд электроскопа увеличится по модулю, и угол расхождения его листочков также увеличится. Если же наэлектризованное тело будет иметь заряд, разноимённый (противоположный) с зарядом электроскопа, то произойдет частичная или полная нейтрализация заряда электроскопа, и угол расхождения листочков уменьшится.

1. Наэлектризуйте эбонитовую палочку, потерев её мехом. Зарядите с её помощью электроскоп.

При трении эбонитовой палочки о мех, она приобретает отрицательный заряд ($q < 0$). При контакте заряженной палочки со стержнем электроскопа, часть избыточных электронов переходит на электроскоп. В результате стержень и листочки электроскопа приобретают отрицательный заряд и листочки расходятся на некоторый угол из-за сил электростатического отталкивания.

2. Наэлектризуйте стеклянную палочку, потерев её о шёлк.

При трении стеклянной палочки о шёлк, она приобретает положительный заряд ($q > 0$), так как электроны переходят со стекла на шёлк.

3. Коснитесь наэлектризованной стеклянной палочкой стержня электроскопа. Как при этом изменится положение полосок металлической фольги прибора?

Электроскоп заряжен отрицательно (избыток электронов), а стеклянная палочка — положительно (недостаток электронов). При их контакте произойдет частичная нейтрализация заряда: избыточные электроны с электроскопа перейдут на стеклянную палочку. В результате суммарный отрицательный заряд на листочках электроскопа уменьшится. Сила отталкивания между ними ослабнет, и они сойдутся, то есть угол расхождения между ними уменьшится.
Ответ: Положение полосок металлической фольги изменится: они сойдутся, угол между ними уменьшится.

4. Какой знак имеет электрический заряд на стеклянной палочке?

Так как при контакте стеклянной палочки с отрицательно заряженным электроскопом заряд последнего уменьшился (листочки сошлись), это означает, что палочка имела заряд противоположного знака. Противоположным отрицательному является положительный заряд.
Ответ: Электрический заряд на стеклянной палочке имеет положительный знак (+).

5. Сделайте вывод о подтверждении или опровержении гипотезы исследования.

Проведенный опыт подтверждает гипотезу. Мы наблюдали, что при контакте отрицательно заряженного электроскопа с телом, имеющим заряд противоположного знака (положительно заряженная стеклянная палочка), угол расхождения листочков уменьшился. Это соответствует предсказанию гипотезы о взаимодействии разноимённых зарядов.
Ответ: Гипотеза исследования подтверждается.

6. Проделайте аналогичные задания с пластмассовой линейкой. По результатам опыта определите знак заряда на пластмассовой линейке.

Сначала необходимо зарядить электроскоп отрицательно с помощью эбонитовой палочки, как в пункте 1. Затем наэлектризовать пластмассовую линейку, потерев её о шерстяную ткань или волосы (в большинстве случаев она зарядится отрицательно). После этого нужно коснуться наэлектризованной линейкой стержня электроскопа. Мы будем наблюдать, что листочки электроскопа разойдутся на еще больший угол. Увеличение угла расхождения означает, что суммарный отрицательный заряд электроскопа увеличился. Это могло произойти только в том случае, если линейка передала электроскопу дополнительный заряд того же знака, то есть отрицательный.
Ответ: По результатам опыта (увеличению угла расхождения листочков отрицательно заряженного электроскопа) можно определить, что знак заряда на пластмассовой линейке — отрицательный (-).