2.43M

Category:

physics

Решение задач на применение свойств электрических зарядов

1.

Урок 35. Решение задач на применение
свойств электрических зарядов.
© Фокина Лидия Петровна

Элементарные частицы могут иметь эл. заряд, тогда они
называются заряженными;
Элементарные частицы - взаимодействуют друг с другом с
силами, которые зависят от расстояния между частицами, но
превышают во много раз силы взаимного тяготения (это
взаимодействие называется электромагнитным).
Электрический заряд - физическая величина, определяет
интенсивность электромагнитных взаимодействий.
Существует 2 знака эл.зарядов:
• положительный
• отрицательный
Частицы с одноименными зарядами отталкиваются, с
разноименными
притягиваются.
Протон
имеет
положительный заряд, электрон - отрицательный, нейтрон электрически нейтрален.
Элементарный заряд - минимальный заряд, разделить который
невозможно.
© Фокина Лидия Петровна

3.

Чем объяснить наличие электромагнитных сил в природе? в состав всех тел входят заряженные частицы.
В обычном состоянии тела электрически нейтральны (т.к.
атом нейтрален), и электромагнитные силы не
проявляются.
Тело заряжено, если имеет избыток зарядов какого-либо
знака:
•отрицательно заряжено - если избыток электронов;
•положительно заряжено - если недостаток электронов.
Электризация тел - это один из способов получения
заряженных тел, например, соприкосновением).
При этом оба тела заряжаются , причем заряды
противоположны по знаку, но равны по модулю.
© Фокина Лидия Петровна

4.

В обычных условиях микроскопические тела
являются электрически нейтральными, потому что
положительно и отрицательно заряженные частицы,
которые образуют атомы, связаны друг с другом
электрическими силами и образуют нейтральные
системы.
Если электрическая нейтральность тела нарушена,
то такое тело называется наэлектризованное тело.
Для электризации тела необходимо, чтобы на нём
был создан избыток или недостаток электронов или
ионов одного знака.
© Фокина Лидия Петровна

5.

Способы электризации тел, которые представляют собой
взаимодействие заряженных тел, могут быть следующими:
1.Электризация тел при соприкосновении. В этом случае при
тесном контакте небольшая часть электронов переходит с одного
вещества, у которого связь с электроном относительно слаба, на
другое вещество.
2.Электризация тел при трении. При этом увеличивается
площадь соприкосновения тел, что приводит к усилению
электризации.
3.Влияние. В основе влияния лежит явление
электростатической индукции, то есть наведение
электрического заряда в веществе, помещённом в постоянное
электрическое поле.
4.Электризация тел под действием света. В основе этого
лежит фотоэлектрический эффект, или фотоэффект, когда под
действием света из проводника могут вылетать электроны в
окружающее пространство, в результате чего проводник
заряжается.
© Фокина Лидия Петровна

6.

Многочисленные опыты показывают, что когда имеет место
электризация тела, то на телах возникают электрические
заряды, равные по модулю и противоположные по знаку.
Отрицательный заряд тела обусловлен избытком электронов
на теле по сравнению с протонами, а положительный заряд
обусловлен недостатком электронов.
Когда происходит электризация тела, то есть когда
отрицательный заряд частично отделяется от связанного с ним
положительного заряда, выполняется закон сохранения
электрического заряда. Закон сохранения заряда справедлив
для замкнутой системы, в которую не входят извне и из
которой не выходят наружу заряженные частицы.
© Фокина Лидия Петровна

7.

Закон сохранения электрического заряда
формулируется следующим образом:
В замкнутой системе алгебраическая сумма
зарядов всех частиц остаётся неизменной:
q1 + q2 + q3 + ... + qn = const
где
q1, q2 и т.д. – заряды частиц.
© Фокина Лидия Петровна

8. Решение задач по теме

«Взаимодействие зарядов.
Элементарный заряд»
© Фокина Лидия Петровна

9.

1. Изучите таблицу. Укажите пары тел, которые были
наэлектризованы трением друг о друга
© Фокина Лидия Петровна
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5

10.

11.

2. Определите заряжены ли и каковы знаки зарядов
тел 1 и 2, которые взаимодействуют так, как показано
на рисунке.
© Фокина Лидия Петровна

12.

3. К отрицательно заряженному электроскопу
поднесли заряженную палочку и коснулись шарика.
Листочки электроскопа разошлись сильнее. Что
можно сказать о заряде палочки?
4. Две гильзы, подвешенные на шелковых нитях,
притянулись друг к другу и после соприкосновения
оттолкнулись. Объясните это явление.
© Фокина Лидия Петровна

13.

Пример решения задач
Задача № 1. Есть два абсолютно одинаковых
металлических шарика, заряды которых равны
соответственно 3q и −5q. Какими станут их заряды
после соприкосновения?
Решение.
В этом конкретном примере можно использовать
основную формулу сохранения заряда. Применив ее,
получим следующее: q1+q2=q1′+q2′
q1+q2 — сумма зарядов до соприкосновения;
q1′+q2′ — сумма зарядов после соприкосновения.
Согласно закону сохранения электрического заряда эти
обе суммы должны быть равны друг другу. Исходя из
того, что шарики одинаковые, можно сказать, что после
соприкосновения они обменяются зарядами так, что:
q1′=q2′=q′
© Фокина Лидия Петровна

14.

• Пример решения задач
Задача № 1. Есть два абсолютно одинаковых
металлических шарика, заряды которых равны
соответственно 3q и −5q. Какими станут их заряды
после соприкосновения?
Решение.
Далее:
q1′+q2′=q′+ q′=2q′
⇒ q′=(q1′+q2′)/2=(q1+q2)/2
Берем в расчет и то, что один шарик заряжен
положительно, а другой – отрицательно.
Получаем:
q′=(3q−5q)/2
q′=−q
Ответ:
после соприкосновения шаров их заряды станут −q
© Фокина Лидия Петровна

15.

• Пример решения задач
Задача № 2. Два одинаковых металлических
шарика зарядили одноименными зарядами +q и
+4q, привели в соприкосновение, а потом развели.
Чему стал равен заряд каждого шарика?
Решение. До соприкосновения суммарный заряд:
+q +4q =5q.
При соприкосновении общий заряд qобщ. = +5q
поделится пополам, т.к. шарики одинаковые:
q'1 = q'2= +5q /2 = + 2,5q.
если тела одинаковые и оба из одного материала - значит
просто перераспределяем заряд
© Фокина Лидия Петровна

16.

6. На рисунке изображены два одинаковых электрометра. Шар электрометра А заряжен отрицательно и
показывает 5 единиц заряда, шар электрометра Б не заряжен. Каковы будут показания электрометров, если их
шары соединить тонкой алюминиевой проволокой?
© Фокина Лидия Петровна

17.

18.

7. На рисунке изображены два одинаковых
электрометра,
шары
которых
имеют
заряд
противоположных знаков. Каковы будут показания
обоих электрометров, если их шары соединить тонкой
медной проволокой?
Решение.
© Фокина Лидия Петровна
При соединении шаров тонкой
медной проволокой произойдёт
перераспределение зарядов,
положительный заряд в 5 ед. будет
частично скомпенсирован
отрицательным зарядом в 2 ед.,
тем самым останется
положительный заряд в 3 ед.,
который разделится между
шарами пополам, раз они
одинаковые. Электрометры будут
показывать 1,5 ед. (+)

19.

8. На рисунке изображены два одинаковых
электрометра. Шар электрометра А заряжен
отрицательно и показывает 7 единиц заряда, шар
электрометра Б заряжен положительно и показывает 2
единицы
заряда.
Каковы
будут
показания
электрометров, если их шары соединить тонкой
алюминиевой проволокой?
© Фокина Лидия Петровна

20.

9. На рисунке изображены два одинаковых
электрометра. Шар электрометра А заряжен
отрицательно и показывает 9 единиц заряда, а шар
электрометра Б не заряжен. Каково будет показание
электрометра Б, если их шары соединить тонкой
стеклянной палочкой?
© Фокина Лидия Петровна

21.

10.
Металлическая
пластина,
имевшая
положительный заряд, по модулю равный 10 у.е., при
освещении потеряла шесть электронов. Каким стал
заряд пластины?
11. Одному из двух одинаковых металлических
шариков сообщили заряд -8q, другому — заряд -2q.
Затем шарики соединили проводником. Какими станут
заряды шариков после соединения?
12. Имеются два одинаковых проводящих шарика.
Одному из них сообщили электрический заряд +10q,
другому −2q. Затем шарики привели в соприкосновение
и развели на прежнее расстояние. Какими стали заряды
у шариков после соприкосновения?
© Фокина Лидия Петровна

22.

15. Два одинаковых металлических шара с зарядами –
q, 5q приводят в соприкосновение. Определите заряд
каждого шара после соприкосновения.
16. Два одинаковых металлических шарика, имеющие
заряды q1 = -6 • 10-8 Кл и q2= +15 • 10-8 Кл, привели в
соприкосновение, а затем раздвинули. Определите
заряд каждого шарика после соприкосновения.
© Фокина Лидия Петровна

23.

17. В процессе трения о шерсть эбонитовая палочка
приобрела отрицательный заряд. Как при этом изменилось
количество заряженных частиц на палочке и шерсти при
условии, что обмен атомами при трении не происходил?
Для каждой величины определите соответствующий
характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой
физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
© Фокина Лидия Петровна

24. Решение задач по теме

25.

18. Где в атоме сосредоточен положительный заряд?
Отрицательный заряд?
19. Ядро нейтрального атома азота имеет заряд q=7e.
Определите количество электронов в нейтральном атоме
азота.
20. Электронная оболочка нейтрального атома
кислорода содержит 8 электронов. Сколько протонов в
ядре атома кислорода? Какой заряд ядра атома
кислорода?
21. В ядре нейтрального атома азота находится 14
частиц. Электронные оболочки атома содержат
7 электронов. Каков заряд атома азота?
© Фокина Лидия Петровна

26.

22. На рисунке схематически изображены модели
атомов и ионов гелия, лития, кислорода, водорода.
Определите заряды атомов, ядер атомов и ионов.
© Фокина Лидия Петровна

27.

• Пример решения задач
Задача № 2. Определите состав ядра атома
азота 147N, заряд ядра.
Решение. В состав ядра входят
7 положительно заряженных частиц – протонов,
7 нейтральных – нейтронов,
всего частиц в ядре 14.
Заряд ядра
q = z•q0, где z – число протонов,
q0 – заряд протона:
q = 7• 1,6 • 10-19Кл= 1,12 • 10-18 Кл.
© Фокина Лидия Петровна

28.

29.

30.

Повторить §25-31 + задачи из презентации
и подготовиться к проверочной работе
По теме электризация тел.
© Фокина Лидия Петровна

31. Итоги урока

Я понял и запомнил материал урока, я
доволен собой.
Материал мне показался очень
трудным и неинтересным, поэтому я
скучал.
© Фокина Лидия Петровна

English Русский Rules