Электроскоп

Главное управление образования мэрии города Новосибирска

Дворец творчества детей и учащейся молодежи «Юниор»

Открытый городской конкурс исследовательских проектов

учащихся 5-8 классов

Направление: научно-техническое (физика)

Тема : Электроскоп

                                                                   Авторы: Николаев Олег Сергеевич,                  

6 М класс

                              Тимченко  Ирина Александровна,

                                              учитель физики

                         высшей квалификационной категории                        Контактный телефон руководителя:

                                              8 903 998 31 46        

г. Новосибирск, 2016

Проект « Электроскоп»

Участник проекта: Николаев Олег Сергеевич

Консультант проекта: Тимченко Ирина Александровна, учитель физики высшей квалификационной категории

Класс: 6 М

Название, номер учебного учреждения, где выполнялся проект: МБОУ  Лицей №185, Октябрьского района города Новосибирска

Предметная область: физика.

Время работы над проектом:  апрель 2015г. – март 2016г.

Проблема проекта:  применение знаний, полученных на уроках физики, в практической деятельности.

Цель проекта: изготовить самодельный электроскоп и пронаблюдать за его работой на практике.

Задачи:

1.  описать устройство, принцип действия и способ изготовления электроскопа.

2.  научиться определять наличие электрического заряда.

Тип проекта: творческий, исследовательский.

Используемые технологии: мультимедиа.

Форма продукта проекта: модель электроскопа.

Содержание: почему тела электризуются, т.е. приобретают заряд? Как определить наличие заряда у  тела? Как в домашних условиях создать электроскоп?

Исследование: изготовление простейшего самодельного электроскопа, проведение экспериментов по наблюдению явления электризации тел.

Область применения результата проекта: учебная (уроки физики), внеклассная работа, основа для дальнейшего исследования физических явлений, встречающихся  в нашей жизни.

Результативность: проводимые  домашние эксперименты  повышают  интерес к изучению предмета физики.

Содержание

        Введение

1.  Электризация тел. Электрический заряд.

2. Устройство, принцип действия прибора для определения наличия электрического заряда.

3.  Практическая работа.

        Заключение

        Литература

Введение

        В современном мире мы постоянно  сталкиваемся с электрическими явлениями на бытовом уровне и уже не можем представить свою жизнь без компьютера, телевизора, холодильника, электроосвещения и т. п. Все эти приборы, насколько известно, работают благодаря электрическому току и окружают нас повсеместно. Откуда же пошло такое слово, как «электрический»? Почему тела электризуются, т.е. приобретают заряд? Как определить наличие заряда у  тела?

        Актуальность темы: умения применять теоретические знания на практике являются одними из основных умений для понимания физики, работа по самостоятельному изучению нового материала, изготовлению прибора создадут успешность в изучения физики.

        Цель работы: изготовить самодельный электроскоп и пронаблюдать за его работой.

        Задачи:

1.  описать устройство, принцип действия и способ изготовления электроскопа.

2.  научиться определять наличие электрического заряда.

Электризация тел. Электрический заряд

        Слово «электрический» происходит от греческого слова «электрон», что в переводе означает «янтарь».  

        Первые наблюдения электрических явлений относят к 5–6 вв до н. э. Считается, что Фалес Милетский (древнегреческий философ и математик из Милета) впервые пронаблюдал электрическое взаимодействие тел. Он провел следующий опыт: натер янтарь мехом, затем приблизил его к небольшим телам (пылинкам, стружке или перьям) и пронаблюдал, что эти тела стали притягиваться к янтарю без объяснимой на то время причины. Фалес был не единственным ученым, который впоследствии активно проводил электрические опыты с янтарем, что и привело к возникновению слова «электрон» и понятию «электрический».

        Смоделируем аналогичные опыты с электрическим взаимодействием тел, для этого возьмем мелко нарезанную бумагу, стеклянную палочку и лист бумаги. Если натереть стеклянную палочку о лист бумаги, а затем подвести ее к мелко нарезанным бумажкам, то будет виден эффект притяжения мелких кусочков к стеклянной палочке.

        Интересен тот факт, что впервые такой процесс был достаточно полно объяснен только в 16 веке. Тогда стало известно, что существует два вида электричества, и они взаимодействуют друг с другом. Понятие электрического взаимодействия появилось в середине 18 века и связано с именем американского ученого Бенджамина Франклина. Именно он впервые ввел такое понятие, как электрический заряд.

        Электрический заряд – физическая величина, которая характеризует величину взаимодействия заряженных тел.

То, что мы имели возможность пронаблюдать на опыте с притяжением бумажек к наэлектризованной палочке, доказывает наличие сил электрического взаимодействия, а величину этих сил характеризует такое понятие, как заряд. То, что силы электрического взаимодействия могут быть различными, легко проверяется экспериментальным путем, например, при натирании одной и той же палочки с различной интенсивностью.

        Электризация – разделение электрических зарядов в результате тесного контакта двух или более тел.

Электризация может происходить несколькими способами: электризация трением и электризация прикосновением.

        В конце 18 века ученые пришли к выводу, что деление заряда приводит к двум принципиально различным результатам, и было принято решение условно разделить заряды на два типа: положительные и отрицательные. Для того чтобы была возможность различать эти два типа зарядов и определять, какой является положительным, а какой – отрицательным, договорились использовать два базовых опыта: если потереть стеклянную палочку о бумагу (шелк), то на палочке образуется положительный заряд; если потереть эбонитовую палочку о мех, то на палочке образуется отрицательный заряд.

        Кроме того, что было введено разделение зарядов на два типа, было замечено правило их взаимодействия:

– одноименные заряды отталкиваются;

– разноименные заряды притягиваются.

Устройство, принцип действия прибора для определения наличия электрического заряда

        Электроскоп – прибор позволяющий определить наличие электрического заряда, даже самого маленького.

        В основе работы электроскопа лежит закон о том, что одноименно заряженные тела взаимно отталкиваются друг от друга. В электроскопе этими телами являются лепестки фольги или бумаги.

        Электроскоп состоит из металлического стержня, к которому подвешены две полоски бумаги или алюминиевой фольги. Стержень укреплён при помощи эбонитовой пробки внутри металлического корпуса цилиндрической формы, закрытого стеклянными крышками.

        При соприкосновении заряженного тела, например натёртой стеклянной палочки, со стержнем электроскопа электрические заряды распределяются по стержню и листочкам. Так как одноимённо заряженные тела отталкиваются, то под действием силы отталкивания листочки электроскопа разойдутся на некоторый угол. Причём чем больше величина заряда электроскопа, тем больше сила отталкивания листочков и тем на больший угол они разойдутся. Следовательно, по углу расхождения листочков электроскопа можно судить о величине заряда, находящегося на электроскопе.

        Если к заряженному электроскопу поднести тело, заряженное противоположным знаком, например, отрицательно, то угол между его листочками начнёт уменьшаться. Следовательно, электроскоп позволяет определить знак заряда наэлектризованного тела.

Практическая работа  

I. Изготовление простейшего самодельного электроскопа
Цель работы: изготовить электроскоп в домашних условиях.

Оборудование: стеклянная банка, полиэтиленовая крышка, металлический стержень, две полоски из тонкой  фольги, клей.

Порядок изготовления:

1. Пропустить стержень  через крышку почти целиком.

2. Приклеить полоски к длинному концу стержня.

3. Закрыть крышкой  банку и проследить, чтобы лепестки свободно свисали, не касаясь дна.

        Для испытания изготовленного электроскопа возьмем заряженное тело, например, пластмассовую ручку, натёртую о шарф. Прикоснемся ею к металлическому стержню. Если электроскоп сделан правильно, его листочки разойдутся в разные стороны от вертикального положения.

II. Наблюдение электризации бумаги при движении  по ней резинового валика                                                

Приборы и материалы: сухая стеклянная пластина (текстолит, эбонит), лист бумаги, резиновый валик, электроскоп.

Порядок выполнения работы:

1. Положить на стеклянную пластину лист бумаги.
2. Провести несколько раз по бумаге резиновым валиком, плотно прижимая его к листу во время движения.
3. Поднести лист бумаги к  электроскопу и наблюдать за положением лепестков фольги.
4. То же самое проделать с резиновым валиком.
5. Сделать вывод.

III. Взаимодействие двух заряженных тел

Приборы и материалы: два детских воздушных шарика, газета, стеклянная палочка, кусочек шелковой ткани (бумаги).

Порядок выполнения работы

1. Наэлектризовать шарики трением о газету (поочередно).
2. Подвесить их на длинных нитях рядом.
3. Наблюдать отталкивание шаров.
4. Определить знаки зарядов шаров.
5.  Сделать вывод.

IV. Наблюдение парения заряженной пушинки

Приборы и материалы: пластмассовая линейка, комочек ваты.

Порядок выполнения работы

1. Положить пластмассовую линейку на стол и натереть ее бумагой.
2. Распушить очень маленький комочек ваты и положить его на линейку.
3. Поднять наэлектризованную линейку и легонько сдуть с нее пушинку вверх.
4. Поместить быстро линейку снизу пушинки и наблюдайте за ее парением. (Если пушинка прилипла к линейке, сдуть ее и снова повторить опыт).

5. Сделать вывод.

Заключение

        Работа над созданием самодельного прибора доказала, что его можно изготовить и в домашних условиях. Было интересно убедиться в том, что я могу  наблюдать действие электроскопа.

        Изготовленный прибор можно будет  демонстрировать одноклассникам на уроках физики.  Очень надеюсь на то, что они заинтересуются результатами и захотят сами с ним проводить наблюдения. А может быть и изготовить другие приборы для уроков физики.

Литература

1.  https://ru.wikipedia.org

2.  Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е. Физика. 8 класс: учебник. -М.: Дрофа,2014.

3. Шилов В.Ф. Домашние экспериментальные задания по физике 7-9 классы, М.: Школьная пресса, 2003.