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Plus Explorations électrostatique
Dans la dernière activité, nous avons utilisé des objets très simples pour enquêter sur une charge électrique. Dans cette activité, nous allons construire deux appareils classiques, le electrophorus et l'électroscope des feuilles. Ceux-ci sont mieux que ce que nous avons utilisé précédemment, parce que le electrophorus nous permet de faire beaucoup de frais, et l'électroscope est beaucoup plus sensible que les barres de suspension, mais nous ne pouvions pas comprendre comment ils ont travaillé sans ce que nous avons fait auparavant.
Avec le electrophorus, nous serons en mesure de fabriquer des étincelles chaque fois que nous voulons, et commencer à comprendre ce que ces étincelles que nous voyons lorsque nous prenons d'un pull-over ou regarder un orage (foudre est une étincelle vraiment grand!), Et ce que la cause de leur.
Sparks et la Pie Pan
# 9; Dans la dernière activité que vous avez appris pourquoi votre pull attire vos cheveux. (L'attraction entre un objet chargé et la séparation de charge induite sur un objet neutre.) Maintenant, vous découvrirez sur les étincelles que votre pull fait quand vous l'enlevez.
# 9; Nous avons des objets chargés en les frottant, en utilisant la friction pour séparer la charge. Maintenant, vous allez apprendre à CHARE et objet [à travers le processus d'induction]. Vous pourrez également vous familiariser avec un dispositif de détection de charge, ca LLED un électroscope.
# 9, les étudiants auront une meilleure compréhension de l'induction. Ils l'expérience ce que signifie la terre. Ils vont aussi découvrir comment charger un objet par induction et mise à la terre. Ils vont apprendre à connaître qu'une étincelle est en fait un transfert de charge ENTRE objets. Il existe deux dispositifs électrostatiques utilisés dans l'activité. Le électrophore est utilisé pour stocker et transférer une charge. Le électroscope peut détecter si un objet est chargé ou non.
Il y a une explication approfondie des phénomènes visés à la fin de la version de l'enseignant.
- bande (tout type de bande)
- moule à tarte en aluminium
- une bouteille en verre et le couvercle avec un petit trou découpé (bouteille de soda 16 oz fonctionne bien)
- trombone
- feuille d'aluminium
- tube de golf
- Sac à rôtir four plastique
- Planche à découper en plastique transparent
- Plastique ou mousse de polystyrène tasse (non en papier), ou un petit récipient en plastique.
# 9; Prenez le moule à tarte en aluminium et la bande la coupe en plastique au centre du plateau [avec l'extrémité ouverte vers le bas]. Le dispositif simple que vous venez juste de construire est appelé electrophorus. Charger la planche à découper avec le sac en plastique. Test si elle est tr juillet chargé. Comment tester-vous?
Rechargez la planche à découper et mettre les electrophorus (de moule à tarte) sur elle. Ramenez lentement votre jarret près du bord du moule à tarte sans toucher la casserole. Qu'est-ce que vous ressentez?
Maintenant, allez-y et toucher la casserole. soulever ensuite de la planche à découper par la poignée, sans toucher à nouveau le métal. Amener le bord du moule à tarte près de l'un de vos phalanges. Qu'est-ce que vous ressentez?
Est-ce que cela vous rappelle quelque chose? Des étincelles dans le pull?
Maintenant, mettez la casserole sur la planche à découper à nouveau, mais ne touchez pas avant de le retirer de la planche à découper. Apportez-le à proximité de votre jarret. Qu'est-ce que vous ressentez?
Lorsque vous voyez ou entendez une étincelle, cela signifie une grande quantité de charge est de sauter d'un objet à un autre. Comme les frais sautent de la casserole à la main, le electrophorus perd sa charge, décharge.
# 9; Vos frais de pull pendant la journée car il se frotte contre votre corps. Lorsque vous prenez le tout, les frais simplement sauter en arrière sur vous faire des étincelles partout, [de sorte que les décharges de chandail comme le electrophorus].
# 9; Afin d'obtenir une étincelle; la casserole doit être chargée. Cela ne se produit lorsque vous le touchez avant de le soulever. Combien de fois pouvez-vous charger et décharger les electrophorus sans recharger la planche à découper?
Nous allons comprendre comment l'electrophorus fonctionne. La planche à découper en charge négativement. Qu'advient-il des charges dans la casserole neutre à tarte quand vous le mettez sur la carte? Pensez à la canette de soda.
Lorsque vous appuyez sur la jante, les charges du saut de la jante sur votre main. Quel type de charge reste sur le plateau? (Entourez la réponse)
Est-ce le electrophorus négativement / positivement chargé ou non lorsque vous soulevez?
Qu'advient-il des frais lorsque vous soulevez la casserole dans le cas où vous ne le touchez avant de le soulever?
Les frais sont comme des petites boules. Ils peuvent être poussés autour, transférés d'un endroit à un autre, choisi en fonction de signer ou mélangés tous ensemble. Par exemple, un objet neutre est celui où les charges positives et négatives sont mélangés equall y. Nous pouvons donner la tarte neutre panoramique d'une charge positive en éliminant les charges négatives en supprimant les charges négatives rebuté par la planche à découper.
# 9; Vous savez déjà quelques façons dont vous pouvez vérifier si un objet est chargé ou neutre. Il y a, cependant, un dispositif physique appelé electroscope construit pour cela. Familiarisons avec elle.
Observer le modèle de travail: Il existe un modèle de travail d'un électroscope feuille à l'avant de la classe. Chargez le tube de golf avec le sac en plastique et d'observer la feuille d'aluminium dans la bouteille de soda quand vous l'amener près.
Construire votre propre: Collez un morceau de fil nu à travers le couvercle et former un petit crochet dans l'une des extrémités, ou déplier un trombone dans le milieu, de sorte qu'il ressemble à un « S ». Coupez deux bandes de feuille d'aluminium d'environ 3 mm par 1,0 cm. Placer les bandes sur le crochet ou la grande boucle du trombone. Si vous avez utilisé le fil, boucle de l'extrémité supérieure vers le bas à travers le bouchon et l'enrouler autour de l'autre extrémité du crochet de sorte qu'aucune extrémité pointue du fil est exposé. Si vous utilisez un trombone plier les extrémités de sorte qu'ils font des boucles. Mettez le couvercle sur la bouteille. Poussez la boucle supérieure (peu) vers le bas à mi-chemin à travers le trou dans le couvercle. Si la boucle n'est pas poussé vers le bas ce qui conduira à une extrémité pointue étant lâche et frais comme sauter à et de points. (Pensez à ce qu'un paratonnerre lo oks comme)
Tester: Chargez un tube de golf et assurez-vous que les feuilles d'aluminium dévient lorsque le tube de golf est amené près de la boucle supérieure. Assurez-vous que la feuille ne touche pas le verre quand il fléchit. Si les feuilles ne dévient pas, assurez-vous qu'ils ar e libre de se déplacer. Si la feuille touche le verre, couper les feuilles de sorte qu'ils sont trop courtes pour le faire.
Comment un électroscope détecte la charge? Qu'est-ce qui se passe à l'intérieur?
Qu'est-ce que les parties Est-ce? La bouteille en verre protège les feuilles de feuille de courants d'air. La feuille d'aluminium est utilisé car il est léger donc il se déplace même avec de petites forces électrostatiques.
Chargez le Electroscope avec le Gymnote: Chargez vos electrophorus. Ramenez lentement vers le haut à la boucle de l'électroscope. [tenant par la coupe] Que pouvez-vous observer?
charge est transférée dans le processus? Comment le sais-tu?
Maintenant, appuyez sur le bouton de l'électroscope. Ce qui se produit?
Le Electroscope et le tube Golf: Chargez le tube de golf et l'amener près de la boucle sans toucher la boucle, puis déplacez le tube de golf reculez. Enregistrez vos observations.
Comment voulez-vous expliquer cela? Qu'advient-il des charges dans l'électroscope?
charge est transférée du tube de golf à l'électroscope? Oui / Non (encercler).
# 9; Apportez un tube de golf chargé près de la boucle. Cette fois-ci toucher la boucle avec votre doigt tandis que le tube de golf se trouve à proximité de la boucle. Retirez votre doigt, puis le tube. (Portez une attention particulière à la séquence d'exécution des événements!) Enregistrez vos observations.
# 9; Décharge votre électroscope (le toucher avec la main). Chargez le tube de golf et l'amener près de la boucle. Touchez la boucle avec votre doigt puis retirer le tube de golf. Enfin, retirez votre doigt. Enregistrez vos observations.
Tout comme dans le cas du electrophorus, toucher est un point crucial. Que vous touchez l'électroscope ou non, si vous retirez le doigt avant de retirer le tube de golf ou non fait une grande différence. Essayez d'expliquer ce comportement. Il est le même processus que dans le cas du electrophorus. Qu'advient-il des charges dans deux différents cas?
Conseils et explications
- Ne touchez pas la partie métallique du electrophorus chargé lorsque vous le soulevez.
- Assurez-vous que les électroscopes travaillent. Ces main simples faits appareils ne sont pas parfaits. Les feuilles collent parfois ensemble. Si les feuilles collent, vous devrez enlever le couvercle et séparer les feuilles. Assurez-vous qu'ils peuvent se déplacer librement.
- Décharge les électroscopes (en touchant) avant chaque expérience.
Si cela ne fonctionne pas correctement, enlever le couvercle, et « pantalon » dans la bouteille puis laisser sécher. L'humidité dans votre respiration va absorber la charge sur la surface intérieure de la bouteille et retirez-le comme il s'évapore
Rappelez-vous quand nous avons utilisé une tige chargée d'attirer la canette de soda? Eh bien, nous aurions pu effectivement fini avec deux boîtes chargées au lieu de simplement séparer la charge sur un objet si nous avions fait ceci:
La charge + sur peut 1 est là parce que la charge - sur le tube attire. La - charge sur 2 peut est là parce que la charge est conservée et rien ne tient, et le charbon ge sur le tube est le repousser. Maintenant, supposons que vous fondez les deux boîtes en les touchant, alors la charge qui ne sont pas attirés par le tube échappe dans votre corps.
La charge d'un Gymnote
Pour obtenir beaucoup de frais, nous utilisons la même technique sur un autre « géométrie » des conducteurs. Géométrie signifie ici que les conducteurs sont d'une taille et de forme différentes. Pour obtenir beaucoup de frais, nous voulons que l'isolant avec le o de charge n comme proche du métal que nous pouvons obtenir, donc nous utilisons en plastique plat et d'un conducteur plat comme:
Je mets aussi une poignée isolante sur le métal, sinon, dès que je l'ai ramassé, je l'aurais mis à la terre elle. La façon dont je finalement mis ensemble était:
Pour charger la electrophorus (qui est ce que le do-Hickey est appelé) Je frotte la planche à découper avec le sac du four. J'ai trouvé que le sac four que j'ai utilisé pour charger la planche à découper le sac four rebute je charger le tube de golf, de sorte que la planche à découper et le tube de golf doit payer le même. Je mets le moule à tarte sur le plastique chargé et les pieds sur terre avec mon doigt. Je me suis senti une étincelle quand je les pieds sur terre il. Je pris la plaque (par la poignée) et essayé de le sol encore, et encore, je me sentais un parc s.
# 9; Voici une photo de ce qui est arrivé:
Schéma d'un électroscope:
La feuille d'aluminium est lâche sur la boucle de fil de cuivre, de sorte que lorsque de remplir l'électroscope avec une charge en appuyant sur le boulon avec une tige chargée, la charge passe également sur chacune des deux bandes de feuille d'aluminium et les oblige à part (motif: comme charges repousser). Le but du pot est de garder les feuilles de souffler autour et pour aider à isoler les feuilles des champs électriques. Je triché quand je fait le mien parce que le département de physique avait quelques électroscopes brisées, alors je suis le ja r et le boulon gratuitement. Quand je devais faire plus, je l'ai trouvé un trombone a bien fonctionné à la place du boulon. Je percer un petit trou dans la partie supérieure d'un couvercle en plastique pour un récipient en verre, déplier le clip dans le milieu et le faire sortir à travers une boucle si est à l'intérieur du pot de maintien t il quitte et l'autre boucle est à l'extérieur au toucher. Veillez à avoir les extrémités des boucles reviennent et se trouvent au centre, car la charge aime vraiment purger des extrémités pointues.
Assurez-vous que vous avez un travail electroscope construit pour les élèves à observer avant d'essayer de construire leur propre. Juste avant la classe, assurez-vous que les feuilles se déplacent librement et qu'il n'y a pas de frais construit sur le verre.
Après avoir construit l'électroscope, je chargé un tube de golf et observé ce qui suit:
Chargement de la Electroscope par induction
Pourquoi les feuilles de l'électroscope écartées avant que le tube touche le boulon? Il est le même processus que nous avons vu dans le electrophorus. Les charges positives sont attirés par le tube de golf, et des charges négatives sont poussées dans les feuilles. Cela leur donne à la fois une charge négative afin qu'ils repoussent, même si le dispositif dans son ensemble est neutre. Cependant, si je le touche alors que le tube de golf est présent, je peux mettre une charge sur elle, tout comme les electrophorus:
1) Retirez le doigt, puis le tube et vous avez un électroscope chargé.
2) Appuyez sur le électroscope chargé avec le doigt et la charge échappe dans le corps et l'électroscope est mis à la terre.
- L'humidité peut, une fois encore, causer des problèmes.
- La notion de champ électrique n'est pas mentionné, et ne devrait être si vous discutez en classe. Cependant, les étudiants obtiennent une assez bonne compréhension de ses propriétés. Sparks sont expliqués comme charges en sautant d'un objet à un autre. Qu'est-ce qui se passe réellement est la rupture diélectrique de l'air. Cela signifie que si l'intensité d'un champ électrique atteint une certaine valeur limite (E = 3 * 10 6 N / C), puis l'air est ionisé et devient conducteur. Une énorme quantité de charge se déplace très rapidement le long d'un chemin ionisé étroite d'un objet à un autre (en général, à la terre). L'étincelle est le même phénomène physique comme l'éclair. La lumière est due à des ions de l'air entrant en collision les uns avec les autres, être excité et de se débarrasser de leur énergie sous forme de lumière. Le son, comme le tonnerre, est dû au réchauffement rapide et l'extension de l'air.