Номер 6, страница 210 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Домашние лабораторные работы - номер 6, страница 210.

Условие.

6. Конструирование «театра бумажных фигурок»

Цель работы: наблюдать отклонение бумажных фигурок в электрическом поле.

Средства измерения и материалы: металлическая пластина, два деревянных бруска одинакового размера, пластина из плексигласа, кусочки меха, шёлка, резины, бумажные фигурки небольшого размера (2–3 см).

Порядок выполнения работы

1. Соберите установку по рис. 172.

Рис. 172

2. Убедитесь, что металлическая пластина расположена на столе, а плексигласовая — на двух деревянных брусках.

3. Перемещая кусок меха вдоль плексигласовой пластины, наблюдайте за движением фигурок.

4. Объясните, почему бумажные фигурки движутся. Назовите это физическое явление.

5. Видоизмените опыт, натирая плексигласовую пластину: а) куском резины; б) куском шёлка. Как изменилось движение фигурок в этих случаях?

Решение.

4. Объясните, почему бумажные фигурки движутся. Назовите это физическое явление.

При натирании пластины из оргстекла (плексигласа) куском меха происходит электризация трением: оргстекло приобретает отрицательный электрический заряд, а мех – положительный. Заряженная пластина создает вокруг себя электрическое поле.

Это электрическое поле действует на бумажные фигурки и металлическую пластину. Так как бумага является диэлектриком, а металлическая пластина – проводником, в них происходит явление электростатической индукции. Под действием поля отрицательно заряженной пластины из оргстекла, на верхней части бумажных фигурок, ближайшей к пластине, наводится (индуцируется) положительный заряд, а на нижней – отрицательный. Аналогично, на поверхности металлической пластины, обращенной к оргстеклу, индуцируется положительный заряд.

Поскольку разноименные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются, и сила притяжения между отрицательно заряженным оргстеклом и индуцированным положительным зарядом на фигурках больше силы отталкивания (так как расстояние меньше), возникает результирующая сила, направленная вверх. Когда эта сила становится больше силы тяжести, фигурка «подпрыгивает» к пластине.

Прикоснувшись к пластине, фигурка получает от неё часть отрицательного заряда и становится заряженной отрицательно, как и пластина. В результате одноименно заряженные тела начинают отталкиваться, и фигурка падает обратно на металлическую пластину, где отдает свой избыточный заряд. Затем процесс повторяется, заставляя фигурки «танцевать».

Основные физические явления, наблюдаемые в опыте, – это электризация трением и электростатическая индукция.

Ответ: Бумажные фигурки движутся из-за взаимодействия с электрическим полем, создаваемым наэлектризованной пластиной из оргстекла. Это происходит благодаря явлению электростатической индукции, которое вызывает притяжение, и последующей электризации через контакт, которая вызывает отталкивание. Название физического явления – электростатическая индукция (или поляризация диэлектриков) и электризация.

5. Видоизмените опыт, натирая плексигласовую пластину: а) куском резины; б) куском шёлка. Как изменилось движение фигурок в этих случаях?

Характер движения фигурок (притяжение, а затем отталкивание) не изменится, так как физический принцип остается тем же. Однако изменится интенсивность движения, потому что при трении о разные материалы оргстекло приобретает электрический заряд разной величины, а иногда и знака.

а) куском резины

При натирании оргстекла резиной оба тела электризуются. В зависимости от конкретного вида резины и оргстекла, заряд, получаемый пластиной, может быть как отрицательным, так и положительным, но его величина, как правило, будет меньше, чем при натирании мехом. Следовательно, электрическое поле будет слабее, и движение фигурок станет менее интенсивным (они будут подпрыгивать на меньшую высоту или не будут двигаться вовсе, если заряд окажется слишком мал).

Ответ: Движение фигурок, скорее всего, станет менее интенсивным, так как заряд, приобретаемый пластиной при трении о резину, обычно меньше по величине, чем при трении о мех.

б) куском шёлка

При натирании оргстекла шёлком оргстекло зарядится отрицательно, а шёлк – положительно. Величина заряда, полученного оргстеклом, обычно меньше, чем при натирании мехом. Поэтому создаваемое электрическое поле будет слабее.

Ответ: Движение фигурок станет менее интенсивным по сравнению с опытом, где использовался мех. Фигурки будут «танцевать» не так активно.