Решение задач на применение свойств электрических зарядов.
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.
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.
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.
Способы электризации тел, которые представляют собой взаимодействие заряженных тел, могут быть следующими: 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. Электризация тел при трении. При этом увеличивается площадь соприкосновения тел, что приводит к усилению электризации. Влияние. В основе влияния лежит явление электростатической индукции, то есть наведение электрического заряда в веществе, помещённом в постоянное электрическое поле. 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.
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.
Закон сохранения электрического заряда формулируется следующим образом : В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаётся неизменной: q 1 + q 2 + q 3 +... + q n = const где q 1, q 2 и т.д. – заряды частиц.
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: q 1 +q 2 =q 1 ′+q 2 ′ q 1 +q 2 — сумма зарядов до соприкосновения; q 1 ′+q 2 ′ — 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: q 1 ′=q 2 ′=q′
Далее : q 1 ′+q 2 ′=q′+ q′=2q′ ⇒ q′=(q 1 ′+q 2 ′)/2=(q 1 +q 2 )/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
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 q общ. = +5q поделится пополам, т.к. шарики одинаковые: q' 1 = q' 2 = +5q /2 = + 2,5q.
Задача №3 Одному из двух одинаковых металлических шариков сообщили заряд -8q, другому — заряд -2q. Затем шарики соединили проводником. Какими станут заряды шариков после соединения?
Задача №4 Имеются два одинаковых проводящих шарика. Одному из них сообщили электрический заряд +10 q, другому −2 q. Затем шарики привели в соприкосновение и развели на прежнее расстояние. Какими стали заряды у шариков после соприкосновения?
Задача №5 Два одинаковых металлических шара с зарядами – q, 5 q приводят в соприкосновение. Определите заряд каждого шара после соприкосновения.
22. На рисунке схематически изображены модели атомов и ионов гелия, лития, кислорода, водорода. Определите заряды атомов, ядер атомов и ионов.
Повторить §25-31 + задачи из презентации и подготовиться к проверочной работе По теме электризация тел. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Я понял и запомнил материал урока, я доволен собой. Материал мне показался очень трудным и неинтересным, поэтому я скучал.
