Pracownia Dydaktyki Fizyki i Astronomii, Uniwersytet Szczeciński Elektroskop V Elektroskop V Rys. 1

Podobne dokumenty
ELEKTROMETRY BRAUNA - KOMPLET V 5-12

Witam na teście z działu ELEKTROSTATYKA

Elektryzowanie ciał i zjawisko indukcji elektrostatycznej.

Podstawy fizyki wykład 8

ELEKTRYZOWANIE CIAŁ ZASADA ZACHOWANIA ŁADUNKU

Helena Stech: Scenariusz lekcji Elektrostatyka powtórzenie. Scenariusz lekcji fizyki w gimnazjum

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

1. Dwa ładunki punktowe q znajdujące się w odległości 1 m od siebie odpychają się siłą o wartości F r

PRZYRZĄD DO POKAZU POLA ELEKTRYCZNEGO I POLA MAGNETYCZNEGO PRĄDU

Lekcja 40. Obraz graficzny pola elektrycznego.

PRZYRZĄD DO WPROWADZENIA POJĘCIA MOMENTU OBROTU I PARY SIŁ

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZESTAWU DO DOŚWIADCZEŃ Z ELEKTROSTATYKI

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 21 ELEKTROSTATYKA CZĘŚĆ 1. POLE CENTRALNE I JEDNORODNE

SPRAWDZIAN NR 1. Oceń prawdziwość każdego zdania. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest fałszywe.

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa...

Materiały pomocnicze 10 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Elektrostatyka. A. tyle samo B. będzie 2 razy mniejsza C. będzie 4 razy większa D. nie da się obliczyć bez znajomości odległości miedzy ładunkami

Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania. Pole elektryczne. Copyright by pleciuga@ o2.pl

kondensatory Jednostkę pojemności [Q/V] przyjęto nazywać faradem i oznaczać literą F.

ELEKTROSTATYKA. cos tg60 3

Kuratorium Oświaty w Lublinie ZESTAW ZADAŃ KONKURSOWYCH Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2015/2016 ETAP WOJEWÓDZKI

Doświadczenie powtarzamy zbliżając do naelektryzowanej pałeczki winidurowej potartą

Podstawowe własności elektrostatyczne przewodników: Pole E na zewnątrz przewodnika jest prostopadłe do jego powierzchni

Wykład 8 ELEKTROMAGNETYZM

Wymiana ciepła ELEKTROSTATYKA. Tales z Miletu. 600 p.n.e. czas

Powtórzenie wiadomości z klasy II. Ładunek elektryczny. Zasada zachowania ładunku elektrycznego.

Pojemność elektryczna

POLE ELEKTRYCZNE PRAWO COULOMBA

Wykład Ładunki elektryczne

Elektrostatyka, część pierwsza

Zakres materiału: Elektryczność. Uczeń:

Karta pracy do doświadczeń

Elektryczne właściwości materii. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

Maszyna elektrostatyczna [ BAP_ doc ]

SPRAWDZIAN NR 1. Oceń prawdziwość każdego zdania. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest fałszywe.

Lekcja 43. Pojemność elektryczna

Elektrostatyka. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

GENERATOR VAN DE GRAAFFA

4.1.1 Elektryzowanie ciał. Zasada zachowania ładunku

21 ELEKTROSTATYKA. KONDENSATORY

GALWANOMETR UNIWERSALNY V 5-99

25P3 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - III POZIOM PODSTAWOWY

Elektryzacja przez kontakt jako pierwotne źródło zagrożenia od elektryczności statycznej.

Podstawy fizyki sezon 2 2. Elektrostatyka 2

Strumień Prawo Gaussa Rozkład ładunku Płaszczyzna Płaszczyzny Prawo Gaussa i jego zastosowanie

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 22 ELEKTROSTATYKA CZĘŚĆ 2. KONDENSATORY

Przewodniki w polu elektrycznym

Pojemność elektryczna, Kondensatory Energia elektryczna

Test sprawdzający wiedzę z fizyki z zakresu gimnazjum autor: Dorota Jeziorek-Knioła

Podstawy fizyki sezon 2 1. Elektrostatyka 1

Elektrostatyka Elektryczność nas otacza i tworzy...

Wykład 17 Izolatory i przewodniki

WŁAŚCIWOŚCI IDEALNEGO PRZEWODNIKA

DOŚWIADCZENIE MILLIKANA

Pojemność elektryczna. Pojemność elektryczna, Kondensatory Energia elektryczna

PRZYRZĄD DO BADANIA RUCHU JEDNOSTAJNEGO l JEDNOSTANIE ZMIENNEGO V 5-143

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

Dielektryki. właściwości makroskopowe. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Badanie wyników nauczania z fizyki w klasie 3 gimnazjum.

Klucz odpowiedzi. Konkurs Fizyczny Etap Rejonowy

Elektrostatyka ŁADUNEK. Ładunek elektryczny. Dr PPotera wyklady fizyka dosw st podypl. n p. Cząstka α

Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski

Rozkład materiału nauczania

Wykład FIZYKA II. 1. Elektrostatyka. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Rozdział 22 Pole elektryczne

Wymagania na poszczególne oceny przy realizacji programu i podręcznika Świat fizyki

Wymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C

Wykład FIZYKA II. 1. Elektrostatyka

ŁADUNEK I MATERIA Ładunki elektryczne są ściśle związane z atomową budową materii. Materia składa się z trzech rodzajów cząstek elementarnych:

2 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Maria Rozenbajgier, Ryszard Rozenbajgier. Małgorzata Godlewska, Danuta Szot-Gawlik. Świat fizyki

UKŁADY KONDENSATOROWE

ZSME E. Karol Kalinowski kl. 1e 2010 / 2011

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY II GIMNAZJUM. ENERGIA I. NIEDOSTATECZNY - Uczeń nie opanował wiedzy i umiejętności niezbędnych w dalszej nauce.

Elektrostatyka. mgr inż. Grzegorz Strzeszewski. 20 kwietnia 2013 r. ZespółSzkółnr2wWyszkowie. mgr inż. Grzegorz Strzeszewski Elektrostatyka

umieszczenie rdzenia wewnątrz zwojnicy IV. ruch wirnika w silniku elektrycznym dostarczenie energii elektrycznej

WOJEWÓDZKI KONKURS FIZYCZNY

Linie sił pola elektrycznego

PLAN REALIZACJI MATERIAŁU NAUCZANIA FIZYKI W GIMNAZJUM WRAZ Z OKREŚLENIEM WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH

Ładunki elektryczne. q = ne. Zasada zachowania ładunku. Ładunek jest cechąciała i nie można go wydzielićz materii. Ładunki jednoimienne odpychają się

Elektrostatyczna energia potencjalna. Potencjał elektryczny

Podstawy fizyki sezon 2

Ładunek elektryczny. Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych

Podstawy fizyki sezon 2

Wykład 8: Elektrostatyka Katarzyna Weron

Zespół Szkół Mechanicznych Elektrycznych i Elektronicznych. w Toruniu. Kondensatory

Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. II

Wykład 4 i 5 Prawo Gaussa i pole elektryczne w materii. Pojemność.

KOMPLET DO POKAZU ZJAWISK Z ELEKTROSTATYKI V L.p. Wygląd Nazwa szt.

Badanie rozkładu pola elektrycznego

Przedmiotowy system oceniania z przedmiotu fizyka dla klasy VIII sp. ocena śródroczna

Badanie rozkładu pola elektrycznego

Segment B.X Kondensatory Przygotował: dr Winicjusz Drozdowski

Elektryczne właściwości materiałów. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

MATERIAŁY Z KURSU KWALIFIKACYJNEGO

KOMORA DYFUZYJNA V9-3

Elektrostatyka. Już starożytni Grecy wiedzieli, że potarty o tkaninę bursztyn przyciąga drobne lekkie przedmioty.

Test (4 p.) 2. (1 p.) Wskaż obwód, który umożliwi wyznaczenie mocy żarówki. A. B. C. D. 3. (1 p.) str. 1

Odp.: F e /F g = 1 2,

Transkrypt:

Elektroskop V 5 14 Rys. 1 Na trójnożnej podstawie (1) jest umocowana obudowa elektroskopu (2). W górnej części obudowy jest osadzony izolator (3), a w nim trzon (4). W trzonie osadza się kulkę (5), płytkę (6) płaskiego kondensatora lub kolec (7). Wewnątrz obudowy trzon łączy się z metalową listewką (8). Na wysokości środka listewka jest dwukrotnie zgięta i ma podłużne wycięcie, w którym obraca się metalowa wskazówka (9). Oś wskazówki jest umocowana w dwóch łożyskach umieszczonych po obydwu stronach wycięcia w listwie. Środek ciężkości wskazówki znajduje się nieco powyżej osi, co umożliwia powrót wskazówki do pozycji pionowej. Kondensator, należący do wyposażenia elektroskopu, składa się z dwóch płytek. Jedną płytkę osadza się w trzonie elektroskopu. Druga płytka jest zaopatrzona w ebonitową rączkę (10).W pręcie podstawy znajduje się otwór (11), w który wkładamy wtyczkę przewodu uziemiającego elektroskop. W podstawie są dwa walcowe gniazdka; w jednym osadzamy kulkę, a w drugim kolec, gdy są niepotrzebne przy wykonywaniu doświadczeń. ZASADA DZIAŁ ANIA PRZYRZĄ DU Wiadomo, że istnieją ciała, które przez pocieranie nabierają własności elektrycznych. Pewne ciała możemy elektryzować trzymając je w ręku (izolatory) inne zaś elektryzują się tylko wtedy, gdy są od ręki oddzielone ciałem izolującym innego rodzaju (przewodniki). Powstały nabój elektryczny rozmieszcza się tylko na zewnętrznej powierzchni ciał. Oprac. PDFiA, IF US, 2007-1/5 -

W izolatorach elektryzacja następuje w miejscu pocieranym, a w przewodnikach wytworzony ładunek elektryczny udziela się wszystkim częściom ciała. Istnienie stanu naelektryzowania ciał (ładunku elektrycznego) można stwierdzić przez występowanie sił odpychających (między ciałami naelektryzowanymi elektrycznością jednakowego znaku). Elektroskop jest prostym przyrządem do doświadczeń z elektrostatyki do wykazywania stanu naelektryzowania ciał. Przystępując do doświadczenia wyjmujemy kulkę z gniazdka podstawy i osadzamy ją w trzonie elektroskopu. Następnie elektryzujemy część powierzchni pałeczki ebonitowej (izolator), przez popieranie jej suknem lub futrem. Ładunek elektryczny (ujemny) powstały na ebonicie przenosimy na kulkę oraz listewkę i wskazówkę przyrządu (przewodniki) dotykające kulki elektroskopu, powierzchnią naelektryzowaną pałeczki. Między powierzchniami listewki i wskazówki, naelektryzowanymi elektrycznością tego samego znaku, powstaną siły odpychające. Siły te odchylą górną część wskazówki w jedną stronę, dolną zaś w stronę przeciwną. Tak samo zachowa się elektroskop, gdy dotkniemy jego kuliki pałeczką (szklaną) naładowaną dodatnio przez uprzednie potarcie jej jedwabiem lub papierem. ZASTOSOWANIE PRZYRZĄDU a) Demonstrowanie zjawisk przewodnictwa Za pomocą 2 elektroskopów można wykazać, że ładunek elektryczny przenosi się z jednego ciała na drugie. Jeżeli elektroskopy, z których jeden jest naelektryzowany, a drugi nienaelektryzowany, połączymy metalowym łącznikiem z izolowaną rączką, to stwierdzimy, że wskazówka elektroskopu naelektryzowanego nieco opadnie, a wskazówka elektroskopu nienaelektryzowanego odchyli się (nabój pierwszego elektroskopu rozdzieli się na dwie części). Można wykazać, że istnieją ciała, które przewodzą elektryczność bardzo dobrze, np. metale, węgiel tzw. dobre przewodniki elektryczności, inne przewodzą słabiej, np. drewno, papier, tzw. półprzewodniki, i są ciała nie przewodzące prawie zupełnie elektryczności tzw. izolatory lub dielektryki (gazy, szkło, porcelana). b) O k r e ś lenie znaku ł adunku elektrycznego Ładujemy elektroskop nabojem znanego znaku. Jeżeli do kulki naładowanego elektroskopu zbliżymy (nie dotykając) ciało naładowane elektrycznością nieznanego znaku, wskazówka elektroskopu opadnie, gdy ładunek ciała jest innego znaku niż ładunek elektroskopu. Wskazówka elektroskopu odchyli się więcej przy zbliżaniu ciała mającego ładunek tego samego znaku, co ładunek elektroskopu. Rys.2. Rys.3. - 2/5 -

c) Demonstrowanie zjawiska indukcji elektrostatycznej Rys. 4. Do badań wpływów pola elektrycznego na umieszczone w tym polu przewodniki używamy dwóch jednakowych elektroskopów (rys. 4), których kulki są połączone metalowym łącznikiem na izolującej rączce (Katalog pomocy naukowych, str. 94). Pole elektryczne wytwarzamy za pomocą naelektryzowanej pałeczki szklanej. Gdy zbliżymy pałeczkę naładowaną dodatnio do kulki jednego elektroskopu (nie dotykając kulki) wskazówki obydwu elektroskopów odchylają się. Przy oddaleniu naelektryzowanej pałeczki wskazówki opadają. Jeżeli po zbliżeniu naelektryzowanej pałeczki zdejmiemy łącznik łączący elektroskopy, zachowają one swoje naboje również i po oddaleniu naładowanego ciała. Elektroskop, do którego zbliżono dodatni nabój, ma ładunek ujemny, drugi elektroskop ma ładunek dodatni. Zjawisko nazywa się indukcją elektrostatyczną. Rys. 5. - 3/5 -

Jeżeli w obecności ciała indukcyjnego połączymy na chwilę izolowany przewodnik (2 elektroskopy) z ziemią (rys. 5a), to nabój jednoimienny ze wzbudzającym spłynie do ziemi i pozostanie tylko różnoimienny Rys. 6. Jeżeli przerwiemy połączenie przewodnika z ziemią i następnie odsuniemy ciało wzbudzające (rys. 5b), to izolowany przewodnik (2 elektroskopy) okaże się naelektryzowany różnoimiennie z ciałem wzbudzającym d) Z a s a d a d z i a ł ania kondensatora P Rys.7. Posługując się metalowymi płytkami (P) możemy demonstrować zasadę działania kondensatora płaskiego. Pojemność kondensatora płaskiego jest określona przez wzór: gdzie: E stała dielektryczna, S powierzchnia płyt kondensatora, d odległość między płytkami. ES C = 4π d - 4/5 -

Pojemność kondensatora jest wprost proporcjonalna do powierzchni płytek i do stałej dielektrycznej, a odwrotnie proporcjonalna do odległości między płytkami. Im mniejsza odległość między płytkami, tym większa pojemność kondensatora. Q V = C gdzie: V potencjał, Q ładunek, C pojemność Zwiększenie pojemności może być zaobserwowane, gdyż powoduje (przy stałym ładunku) zmniejszenie się potencjału. Wskazówka elektroskopu opada, gdy zbliżamy do płytki P elektroskopu drugą płytkę uziemioną. Płytkę możemy uziemić przez dotknięcie jej ręką. Za pomocą elektroskopu możemy wykazać, że ostrza mają własności rozbrajające. Po założeniu na trzon elektroskopu kolca i naładowaniu elektroskopu obserwujemy szybkie opadanie wskazówki. Wskazuje to na ucieczkę ładunków z elektroskopu. Posługując się elektroskopem możemy stwierdzić istnienie ładunku elektrycznego na powierzchni przewodnika (np. na okładkach naładowanej butelki lejdejskiej lub powierzchni konduktora). Za pomocą elektroskopu można wykazać, że naboje elektryczne w stanie równowagi rozmieszczają się wyłącznie na zewnętrznej powierzchni przewodnika. W tym celu łączymy wewnętrzną powierzchnię naelektryzowanej siatki Faraday'a z jednym elektroskopem, a zewnętrzną z drugim. Odchyleniu ulegnie tylko wskazówka elektroskopu zewnętrznego. Sposób wykonywania doświadczeń z butelką lejdejską i siatką Faraday'a jest podany w instrukcjach do tych przyrządów. Elektroskop jest prostym przyrządem do pokazów i ćwiczeń z zakresu elektrostatyki. Dokładniejsze wskazania otrzymamy posługując się przyrządem pomiarowym (np. elektrometrem Brauna). Elektroskop należy chronić przed wilgocią i wstrząsami. Opracowano w Pracowni Dydaktyki Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Szczecińskiego pod kierunkiem Tadeusza M. Molendy na podstawie: Elektroskop Nr kat. V 5-14 Produkowano: BIOFIZ ZJEDNOCZENIE PRZEMYSŁU POMOCY NAUKOWYCH I ZAOPATRZENIA SZKÓŁ WARSZAWA Fabryka Pomocy Naukowych w Poznaniu Zestaw wraz z instrukcją został zatwierdzony przez Ministerstwo Oświaty 27.09.1947 roku do użytku szkolnego. Źródło: ze zbiorów Pracowni Dydaktyki Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Szczecińskiego - 5/5 -