Номер 8, страница 253 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Домашние экспериментальные задания - номер 8, страница 253.

Условие.

Задание 8

Изготовление электроскопа

Цель: изготовление простейшего физического прибора.

Порядок выполнения

1. В качестве корпуса можно использовать молочную бутылку, красивую стеклянную банку из-под кофе, отмыв все этикетки, или стеклянную литровую банку.

2. Сделайте деревянную крышку. Пропустите через неё толстую проволоку. В верхней части проволоки сделайте аккуратное кольцо, а нижний конец проволоки загните под углом $90^\circ$.

3. На двух колечках тонкой проволоки подвесьте два станиолевых лепестка.

4. Испытайте полученный электроскоп: проведите по колечку наэлектризованной линейкой или авторучкой, потом немного поверните авторучку и проведите по колечку ещё раз: надо не просто прикоснуться, а снять заряды с поверхности диэлектрика.

5. Возможны и другие варианты выполнения этого задания.

Решение.

Цель: изготовление простейшего физического прибора.

Данный прибор называется электроскоп и предназначен для обнаружения электрического заряда. В задании приводится пошаговая инструкция по его созданию и проверке.

Порядок выполнения

1. В качестве корпуса можно использовать молочную бутылку, красивую стеклянную банку из-под кофе, отмыв все этикетки, или стеклянную литровую банку.

Корпус электроскопа должен быть изготовлен из диэлектрика (изолятора), чтобы предотвратить утечку заряда с прибора в окружающую среду. Стекло является отличным изолятором. Кроме того, прозрачный корпус позволяет наблюдать за поведением лепестков внутри. Банка также защищает легкие лепестки от потоков воздуха, которые могли бы исказить результат измерений. Важно, чтобы банка была чистой и сухой, так как влага и грязь могут проводить электрический ток и приводить к быстрой разрядке электроскопа.

Ответ: Используйте чистую сухую стеклянную банку в качестве изолирующего корпуса, который позволяет наблюдать за лепестками и защищает их от движения воздуха.

2. Сделайте деревянную крышку. Пропустите через неё толстую проволоку. В верхней части проволоки сделайте аккуратное кольцо, а нижний конец проволоки загните под углом 90°.

Этот шаг описывает создание токопроводящей системы электроскопа. Деревянная крышка (или резиновая пробка) служит изолятором, который удерживает металлический стержень и отделяет его от корпуса. Толстая проволока (например, медная или алюминиевая) является проводником. Она будет передавать электрический заряд от внешнего объекта к лепесткам. Кольцо в верхней части, называемое кондуктором, увеличивает площадь для контакта с заряженными телами. Нижний конец, загнутый в виде крючка, необходим для подвешивания лепестков.

Ответ: Соберите проводящий стержень из проволоки с кольцом наверху и крючком внизу, закрепив его в изолирующей крышке (например, деревянной).

3. На двух колечках тонкой проволоки подвесьте два станиолевых лепестка.

Лепестки являются индикаторной частью электроскопа. Их изготавливают из очень легкого проводящего материала, такого как станиоль (оловянная фольга) или современная алюминиевая фольга. Легкость необходима для того, чтобы даже небольшая сила электростатического отталкивания могла заставить их заметно разойтись. Они подвешиваются на крючок проводящего стержня так, чтобы в незаряженном состоянии висели вертикально и соприкасались друг с другом.

Ответ: Подвесьте на крючок стержня два легких лепестка из металлической фольги, которые будут служить индикаторами наличия заряда.

4. Испытайте полученный электроскоп: проведите по колечку наэлектризованной линейкой или авторучкой, потом немного поверните авторучку и проведите по колечку ещё раз: надо не просто прикоснуться, а снять заряды с поверхности диэлектрика.

Это проверка работоспособности прибора. Сначала необходимо наэлектризовать предмет, например, пластмассовую ручку, потерев ее о волосы или шерстяную ткань. В результате трения ручка приобретет электрический заряд. Затем нужно коснуться этой ручкой металлического кольца электроскопа. При контакте часть заряда перейдет с ручки на проводящую систему прибора (кольцо, стержень, лепестки). Так как оба лепестка получат одноименные заряды, они начнут отталкиваться друг от друга в соответствии с законом Кулона: $F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$. Эта сила отталкивания заставит легкие лепестки разойтись на некоторый угол. Чем больше заряд, тем больше угол расхождения. Совет провести ручкой по кольцу, а не просто коснуться, связан с тем, что на диэлектрике (ручке) заряды неподвижны. Чтобы передать больший заряд, нужно привести в контакт с проводником как можно большую площадь заряженной поверхности.

Ответ: Зарядите ручку трением и прикоснитесь ею к кольцу электроскопа. Лепестки должны разойтись из-за отталкивания одноименных зарядов, полученных от ручки. Проведение ручкой по кольцу, а не простое касание, передаст больший заряд.

5. Возможны и другие варианты выполнения этого задания.

Инструкция подразумевает, что конструкция может быть изменена. Например, вместо банки можно использовать любую другую стеклянную емкость с подходящей крышкой. Крышку можно сделать из резины, пенопласта или другого подходящего изолятора. Лепестки можно вырезать из алюминиевой фольги для выпечки. Также можно сделать электроскоп с одной подвижной стрелкой-лепестком и неподвижной металлической пластиной, соединенной со стержнем — такой прибор называется электрометр.

Ответ: Конструкцию электроскопа можно изменять, используя другие доступные изолирующие и проводящие материалы, сохраняя при этом основной принцип его работы.