- Электризация тел. Два вида электрических зарядов
- знать понятие «электризация»; какой заряд приобретает эбонитовая палочка при трении о мех и стеклянная палочка при трении о шёлк; два вида зарядов; как взаимодействуют одноимённо и разноимённо заряженные тела
- уметь пояснять опыты, доказывающие, что существует два вида зарядов; объяснять, как определить знак заряда наэлектризованного тела
- Приведите примеры электрических явлений.
- Как узнать, заряжено ли тело?
- Что такое электризация?
Электризация тел. Два вида электрических зарядов
Издавна люди искали объяснение таким явлениям, как молния, северное сияние, притяжение некоторых предметов друг к другу в результате трения. Перечисленные примеры являются электрическими явлениями.
На сегодняшний день эта область физики достаточно хорошо изучена: дома и на улице нас окружают приборы, которые для работы потребляют электрическую энергию; мы научились не только использовать, но и получать электричество из тепловой энергии на теплоэлектростанциях, использовать для этой цели энергию атома на атомных электростанциях.
Начнём изучение электрических явлений с того, что узнаем, что такое электрический заряд и каким он бывает.
Рис. 1. Электризация воздушного шарика после трения о волосы
Вы наверняка наблюдали, как после трения надувного шарика о волосы последние начинают притягиваться к шарику (рис. 1).
Если кусок янтаря потереть о шерсть, он начнёт притягивать к себе мелкие частицы, например, кусочки бумаги.
Перечисленные явления получили название электризация.
Тело, которое после трения о другое тело способно притягивать другие тела, называется наэлектризованным .
Электризация происходит вследствие получения электрического заряда.
Силы, с которыми наэлектризованное тело взаимодействует с другими телами, называются электрическими .
Если в результате трения происходит электризация, то заряд приобретают все взаимодействующие тела. Так, эбонитовую палочку можно наэлектризовать при трении о мех, при этом электризуются и мех, и эбонит.
Рассмотрим, как взаимодействуют наэлектризованные тела.
Рис. 2
Наэлектризуем две эбонитовые палочки и попробуем поднести их друг к другу. Мы увидим, что свободно закреплённая эбонитовая палочка начнёт отталкиваться (рис. 2, а). При этом, чтобы наблюдать действие сил отталкивания, необходимо поднести палочки довольно близко друг к другу. То есть силы взаимодействия наэлектризованных тел увеличиваются по мере уменьшения расстояния.
Стеклянную палочку можно наэлектризовать путём трения о кусочек шёлка. Если наэлектризованную данным образом стеклянную палочку поднести к заряженной эбонитовой палочке, мы увидим, что они притягиваются друг к другу (рис. 2, б).
На основании проделанных опытов можно сделать вывод, что стеклянная и эбонитовая палочки приобрели разные заряды. Экспериментально установлено, что существуют заряды только двух видов, этим зарядам дали условные названия «положительный» и «отрицательный».
Стеклянная палочка, потёртая о шёлк, получает положительный заряд «+».
Эбонитовая палочка, потёртая о мех, приобретает отрицательный заряд «–».
Тела, получившие заряды одинаковых знаков, отталкиваются. Тела, имеющие заряды разных знаков, притягиваются.
Знание характера взаимодействия тел, заряженных одинаковыми и разноимёнными зарядами, позволяет определить неизвестный знак заряда наэлектризованного тела.
Так, если при сближении наэлектризованного тела и положительно заряженной стеклянной палочки они начинают отталкиваться, значит, тело тоже обладает положительным зарядом. Если наблюдается противоположная ситуация — они притягиваются, — значит, тело в процессе электризации приобрело отрицательный заряд.
Для определения знака заряда наэлектризованного тела необходимо приблизить его к телу с зарядом известного знака.
Одинаково ли зарядится воздушный шарик, если провести им по волосам один раз и если проделать это движение многократно? Опыты показывают, что чем дольше происходило трение, тем сильнее влияние, которое оказывает наэлектризованное тело на другие тела. То есть во втором случае шарик будет притягивать мелкие бумажки сильнее, чем в первом.
Это говорит о том, что шарик, который дольше участвовал в трении, имеет больший по модулю заряд. Электрические заряды могут отличаться друг от друга не только знаком, но и численным значением. Для описания заряда тела вводится физическая величина, которая называется электрическим зарядом тела.
Электрический заряд q — это физическая величина, характеризующая способность заряженных тел взаимодействовать друг с другом.
Электрический заряд обозначается q и измеряется в кулонах (Кл).
Чем больше заряды взаимодействующих тел, тем сильнее проявляются электрические силы.
По мере увеличения расстояния между взаимодействующими телами электрические силы ослабевают. Как уже было сказано, эбонитовая палочка, потёртая о мех, заряжается отрицательно. В процессе электризации тела получают заряды разных знаков: так как эбонитовая палочка получила отрицательный заряд, мех зарядился положительно.
Итоги
- Тело, которое после трения о другое тело способно притягивать другие тела, называется наэлектризованным.
- Стеклянная палочка, потёртая о шёлк, получает положительный заряд «+». Эбонитовая палочка, потёртая о мех, приобретает отрицательный заряд «-».
- Тела, получившие одноимённые заряды, отталкиваются. Тела, имеющие заряды разных знаков, притягиваются.
- Электрический заряд q [Кл] — это физическая величина, характеризующая способность заряженных тел взаимодействовать друг с другом.
- При электризации трением тела приобретают заряды противоположных знаков.
Контрольные вопросы
1. Как определить, заряжено ли тело и каков знак заряда?
2. Назовите два вида электрических зарядов, как они взаимодействуют между собой?
3. Как заряжается стеклянная палочка и шёлк при трении друг об друга?
4. Что такое электрический заряд?
