1. Describe in brief the properties of the electric charge.
In nature, there are two types of electric charges: positive and negative. Charges with the same signs (like charges) repel each other, while charges of different signs (unlike charges) attract. The instrument used to study how much bodies are charged is an electroscope.
2. What does it mean that a body is charged?
The charged body has an excess of charge of one sign.
3. List methods of chargingchargingcharging bodies.
There are three basic methods of charging bodies: by friction, by contact and by induction (influence).
4. Discuss chargingchargingcharging bodies by friction.
Charging by rubbing is possible for some bodies made of different materials and involves moving charges (electrons) from one body to another. One of the rubbed bodies is electrified negatively and the other is positive. Positive electrifying materials include glass, cloth, fur, and negatively, among others hard rubber, PVC, silk.
5. Discuss chargingchargingcharging bodies by contact.
Charging by contact involves touching an electrically neutral body with a charged body. As a result, the neutral body is charged with the same sign as the body it got in contact with.
6. Discuss chargingchargingcharging bodies by induction.
Charging by induction involves bringing a charged body close to an electrically neutral body, whereby the charge will be displaced of electrons within the electrified body (displacement of charge).
7. Formulate the law of electric charge conservation.
The law of charge conservation says that in an isolated system of bodies, the total electric charge (the sum of positive and negative charges) does not change.
8. What do all bodies consist of?
All bodies are made up of very small atoms. The atom's radius is of the order of 10Indeks górny -10-10 m. Each atom consists of a positive nucleus, which consists of electrically neutral neutrons and protons that have a positive charge. Negative electrons move around the atom at a high speed.
9. What are the parts of the atomic nucleus?
The atomic nucleus consists of protons that have a positive charge and neutrons that are electrically neutral.
The mass of neutron and proton is very similar (neutron is slightly heavier). The electron mass is 1836 times smaller.
10. What is the elementary charge and what is its value in the SI system?
The unit of electric charge is 1 C (coulomb). The electron and proton charge has the same value, called the elementary charge. This charge is equal to: e = 1,6 10Indeks górny -19-19 C. Each charge is a multiple of the elementary charge.
Electrons orbit around the nucleus at different distances, on so‑called electron shells. The last shell is called the valence shell. The electron (or several electrons) can be detached from the shell, and a positive ionionion is formed. When additional electrons get on the valence shell, a negative ion is created - the anion.
12. Introduce Coulomb's law.
Each two electric charges act on themselves with electrostatic force. Coulomb's law says that the magnitude of this force is directly proportional to the product of the magnitudes of these charges, and inversely proportional to the square of the distance between them. The force acting between the charges is calculated from the formula:
where: k - is a certain proportionality factor, which is equal to in vacuum.
13. Show how substances can be divided due to electrical properties.
The bodies differ from each other in electrical properties. Depending on whether there is a possibility of free flow of electric charges, we divide the substances into insulators and conductors.
14. How are insulators built?
Insulators are materials whose internal structure is characterized by the fact that electrons are very strongly bound to atoms. They cannot easily break away from atoms and do not have the possibility of free movement within the body. They can be charged by friction - then some electrons detach themselves from atoms and go to the surface of the other body. Insulators include among others glass, porcelain, plastic, wood, rubber, distilled water, air.
15. How are conductors built?
Conductors are bodies in which electric charges can move freely. The conductors are, for example, metals. Valence electrons in metal atoms are not bound to atoms and can move within the entire body of metal. They form so‑called electron gas. The conductor can be charged if it is isolated from the ground.
Izolatory to materiały, których budowa wewnętrzna charakteryzuje się tym, że elektrony są bardzo mocno związane z atomami. Nie mogą się one łatwo oderwać od atomów i nie mają możliwości swobodnego ruchu w obrębie ciała. Można je naelektryzować przez pocieranie – wtedy niektóre elektrony odrywają się od atomów i przechodzą na powierzchnię drugiego ciała. Do izolatorów zaliczamy m.in. szkło, porcelanę, plastik, drewno, gumę, wodę destylowaną, powietrze.
W tym dziale przedstawiliśmy informacje o ładunkach elektrycznych, ich pochodzeniu, rodzajach oraz prawach rządzących oddziaływaniami między tymi ładunkami. Pokazaliśmy, jak można przekonać się o istnieniu ładunków i sprawdzić, od czego zależy siła ich wzajemnego oddziaływania. Podaliśmy klasyfikację materiałów ze względu na właściwości elektryczne oraz przedstawiliśmy przykłady izolatorów i przewodników elektrycznych.
mf2ca4a67a8a5505d_1528449000663_0
Podsumowanie wiadomości z elektrostatyki
mf2ca4a67a8a5505d_1528449084556_0
Drugi
mf2ca4a67a8a5505d_1528449076687_0
VI. Elektryczność. Uczeń:
1) opisuje sposoby elektryzowania ciał przez potarcie i dotyk; wskazuje, że zjawiska te polegają na przemieszczaniu elektronów;
2) opisuje jakościowo oddziaływanie ładunków jednoimiennych i różnoimiennych;
3) rozróżnia przewodniki od izolatorów oraz wskazuje ich przykłady;
4) opisuje przemieszczenie ładunków w przewodnikach pod wpływem oddziaływania ze strony ładunku zewnętrznego (indukcja elektrostatyczna);
5) posługuje się pojęciem ładunku elektrycznego jako wielokrotności ładunku elementarnego; stosuje jednostkę ładunku.
mf2ca4a67a8a5505d_1528449068082_0
45 minut
mf2ca4a67a8a5505d_1528449523725_0
Powtórzenie wiadomości z elektrostatyki.
mf2ca4a67a8a5505d_1528449552113_0
1. Utrwalenie wiadomości o sposobach elektryzowania ciał.
2. Utrwalenie wiadomości o przewodnikach i izolatorach.
3. Utrwalenie wiadomości o oddziaływaniach elektrostatycznych.
mf2ca4a67a8a5505d_1528450430307_0
Uczeń:
- posługuje się wiedzą z zakresu elektrostatyki odpowiadając na postawione pytania,
- posługuje się wiedzą z zakresu elektrostatyki przy rozwiązywaniu problemów typowych i nowych.
mf2ca4a67a8a5505d_1528449534267_0
1. Pogadanka utrwalająca (powtórzeniowa).
2. Porządkowanie i stosowanie uzyskanych wyników w nowych zadaniach o charakterze praktycznym lub teoretycznym.
mf2ca4a67a8a5505d_1528449514617_0
1. Praca indywidualna lub grupowa podczas rozwiązywaniu powstałych problemów.
2. Współpraca uczeń nauczyciel podczas rozwiązywania pytań powtórzeniowych.
mf2ca4a67a8a5505d_1528450127855_0
Przygotuj odpowiedzi na pytania powtórzeniowe z działu elektrostatyka.
1. Opisz w skrócie własności ładunku elektrycznego.
2. Co to znaczy, ze ciało jest naelektryzowane?
3. Wymień sposoby elektryzowania ciał.
4. Omów elektryzowanie ciał przez pocieranie.
5. Omów elektryzowanie ciał przez dotyk.
6. Omów elektryzowanie ciał przez indukcję.
7. Sformułuj zasadę zachowania ładunku elektrycznego.
8. Z czego składają się wszystkie ciała?
9. Co wchodzi w skład jądra atomowego?
10. Co to jest ładunek elementarny i jaka jest jego wartość w układzie SI.
11. Co to jest jon i w jaki sposób powstaje?
12. Przedstaw prawo Coulomba.
13. Podziel substancje ze względu na własności elektryczne.
14. Jak zbudowane są izolatory?
15. Jak zbudowane są przewodniki?
mf2ca4a67a8a5505d_1528446435040_0
1. Opisz w skrócie własności ładunku elektrycznego.
W przyrodzie istnieją dwa rodzaje ładunków elektrycznych: dodatnie i ujemne. Ładunki o tych samych znakach (jednoimienne) odpychają się wzajemnie, natomiast ładunki różnych znaków (różnoimienne) przyciągają się. Przyrządem służącym do badania stopnia naelektryzowania ciał jest elektroskop.
2. Co to znaczy, ze ciało jest naelektryzowane?
Ciało naelektryzowane posiada przewagę ładunków jednego znaku.
3. Wymień sposoby elektryzowania ciał.
Istnieją trzy podstawowe sposoby elektryzowania ciał: przez pocieranie, przez dotyk i przez indukcję (wpływ).
4. Omów elektryzowanie ciał przez pocieranie.
Elektryzowanie przez pocieranie możliwe jest w przypadku niektórych ciał wykonanych z różnych materiałów i polega na przemieszczaniu ładunków (elektronów) z jednego ciała na drugie. Jedno z pocieranych ciał elektryzuje się ujemnie, a drugie dodatnio. Materiałami, które elektryzują się dodatnio są m.in. szkło, sukno, futro, a ujemnie m.in. ebonit, PCV, jedwab.
5. Omów elektryzowanie ciał przez dotyk.
Elektryzowanie przez dotyk polega na dotknięciu ciała obojętnego elektrycznie ciałem naelektryzowanym. Wskutek tego ciało obojętne naelektryzuje się ładunkiem takiego samego znaku jak ciało, którym zostało dotknięte.
6. Omów elektryzowanie ciał przez indukcję.
Elektryzowanie przez indukcję polega na zbliżeniu ciała naelektryzowanego do obojętnego elektrycznie, wskutek czego w ciele obojętnym nastąpi przemieszczenie się elektronów w obrębie elektryzowanego ciała(przemieszczenie się ładunku).
7. Sformułuj zasadę zachowania ładunku elektrycznego.
Zasada zachowania ładunku mówi, że w izolowanym układzie ciał, całkowity ładunek elektryczny (suma ładunków dodatnich i ujemnych) nie ulega zmianie.
8. Z czego składają się wszystkie ciała?
Wszystkie ciała zbudowane są z bardzo małych atomów. Promień atomu jest rzędu 10Indeks górny -10-10 m. Każdy atom składa się z dodatniego jądra, w skład którego wchodzą elektrycznie obojętne neutrony oraz protony, które mają ładunek dodatni. Wokół atomu z bardzo dużą prędkością poruszają się ujemne elektrony.
9. Co wchodzi w skład jądra atomowego?
Jądro atomowe składa się z protonów, które mają ładunek dodatni oraz neutronów, które są elektrycznie obojętne.
Masa neutronu i protonu jest bardzo podobna (nieco większą masę ma neutron). Masa elektronu jest 1836 razy mniejsza od masy protonu.
10. Co to jest ładunek elementarny i jaka jest jego wartość w układzie SI.
Jednostką ładunku elektrycznego jest 1 C (kulomb). Ładunek elektronu i protonu ma taką samą wartość, nazywaną ładunkiem elementarnym. Ładunek ten jest równy: e = 1,6 10Indeks górny -19-19 C. Każdy ładunek jest wielokrotnością ładunku elementarnego.
11. Co to jest jon i w jaki sposób powstaje?
Elektrony krążą wokół jądra w różnych odległościach, na tzw. powłokach elektronowych. Ostatnia powłoka nazywana jest powłoką walencyjną. Z powłoki tej można oderwać elektron (lub kilka elektronów), powstaje wtedy jon dodatni – kation. Gdy na powłoce walencyjnej znajdą się dodatkowe elektrony, powstaje jon ujemny – anion.
12. Przedstaw prawo Coulomba.
Każde dwa ładunki elektryczne działają na siebie siłą elektrostatyczną. Prawo Coulomba mówi, że wartość tej siły jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Siłę działającą między ładunkami obliczamy ze wzoru:
gdzie: k - jest pewnym współczynnikiem proporcjonalności, który dla próżni jest równy .
13. Podziel substancje ze względu na własności elektryczne.
Ciała różnią się od siebie właściwościami elektrycznymi. W zależności od tego, czy możliwy jest w ich wnętrzu swobodny przepływ ładunków elektrycznych, substancje dzielimy na izolatory i przewodniki.
14. Jak zbudowane są izolatory?
Izolatory to materiały, których budowa wewnętrzna charakteryzuje się tym, że elektrony są bardzo mocno związane z atomami. Nie mogą się one łatwo oderwać od atomów i nie mają możliwości swobodnego ruchu w obrębie ciała. Można je naelektryzować przez pocieranie – wtedy niektóre elektrony odrywają się od atomów i przechodzą na powierzchnię drugiego ciała. Do izolatorów zaliczamy m.in. szkło, porcelanę, plastik, drewno, gumę, wodę destylowaną, powietrze.
15. Jak zbudowane są przewodniki?
Przewodniki to ciała, w obrębie których mogą swobodnie poruszać się ładunki elektryczne. Przewodnikami są np. metale. Elektrony walencyjne w atomach metali nie są związane z atomami i mogą poruszać się w obrębie całej bryły metalu. Tworzą tzw. gaz elektronowy.
Przewodnik można naelektryzować, jeśli odizoluje się go od ziemi i innych elementów umożliwiających odprowadzenie ładunków do ziemi, np. kaloryfera, ciała człowieka.
[Grafika interaktywna]
mf2ca4a67a8a5505d_1528450119332_0
W tym dziale przedstawiliśmy informacje o ładunkach elektrycznych, ich pochodzeniu, rodzajach oraz prawach rządzących oddziaływaniami między tymi ładunkami. Pokazaliśmy, jak można przekonać się o istnieniu ładunków i sprawdzić, od czego zależy siła ich wzajemnego oddziaływania. Podaliśmy klasyfikację materiałów ze względu na właściwości elektryczne oraz przedstawiliśmy przykłady izolatorów i przewodników elektrycznych.