Temat

Elektryzowanie ciał przez tarcie

Etap edukacyjny

Drugi

Podstawa programowa

VI. Elektryczność. Uczeń:

1) opisuje sposoby elektryzowania ciał przez potarcie i dotyk; wskazuje, że zjawiska te polegają na przemieszczaniu elektronów.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Zapoznanie uczniów z elektryzowaniem ciał przez pocieranie.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Zapoznanie uczniów z budową przewodnika i izolatora.

2. Przedstawienie istoty zjawiska elektryzowania ciał przez pocieranie.

3. Wyjaśnienie różnic w elektryzowaniu przez pocieranie przewodników i izolatorów.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- potrafi wyjaśnić elektryzowanie przez pocieranie,

- wyjaśnia, że elektryzowanie ciał polega na przemieszczeniu się elektronów z jednego ciała na drugie.

Metody kształcenia

1. Pogadanka przedstawiająca nowe wiadomości.

2. Wykład konwersatoryjny.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Odpowiedz na pytania wprowadzające do lekcji:

1. Przedstaw w skrócie budowę atomu.

2. Co to są elektrony i gdzie się one znajdują ?

3. Czy każdy atom ma taka sama liczbę elektronów?

Realizacja lekcji

Co to jest przewodnik?
Przewodnikiem jest każde ciało, w którym elektrony krążące wokół jądra atomowego są słabo z nim związane. Elektrony znajdujące się na powłoce walencyjnej mogą zostać oderwane od swojego atomu a następnie stać się elektronami swobodnymi i praktycznie przemieszczać się swobodnie po całym ciele.

[Ilustracja 1]

Co to jest izolator?
Izolatorem nazywamy każde ciało w którym elektrony krążące wokół jądra atomowego są bardzo mocno powiązane z tym jądrem i nie mogą przemieszczać się po całej objętości izolatora. W określonych sytuacjach mogą przemieścić się nieznacznie w objętości atomu.

[Ilustracja 2]

[Grafika interaktywna 1]

Elektryzowanie to gromadzenie w danym ciele nadmiaru ładunków jednego znaku.

Znane są zjawiska, w których pewne ciała przy pocieraniu nabierają własność przyciągania innych ciał, np. bursztyn pocierany jedwabiem przyciąga małe skrawki papieru (od greckiej nazwy bursztynu „elektron” nadano tym zjawiskom nazwę elektryzowania ciał).
Jednym z dowodów na istnienie zjawiska elektryzowania w przyrodzie jest oddziaływanie pałeczki ze szkła z jedwabiem po potarciu pałeczki szklanej  jedwabiem i pałeczki ebonitowej po potarciu wełną. W obu przypadkach można zaobserwować przyciąganie pomiędzy pałeczkami i tkaninami.

[Ilustracja 3]

Doświadczenie

Hipoteza badawcza: 
Ciała można naelektryzować przez pocieranie.

1. Przeprowadź doświadczenie sprawdzające słuszność twierdzeń opisujących ilustrację 1.

2. Do wykrycia ładunku zastosuj szkolny elektroskop.

Badając w ten sposób własności różnych ciał można stwierdzić, że albo elektryzują się one tak, jak ebonit potarty wełną tzn. odpychają naelektryzowaną pałeczkę ebonitową, albo też tak jak szkło potarte jedwabiem czyli odpychają naelektryzowaną pałeczkę szklaną.

Omówione wyżej doświadczenie wykazuje, że ładunki elektryczne jednoimiennie odpychają się wzajemnie, a ładunki różnoimienne przyciągają się.

Elektryzowanie poprzez pocieranie, polega na wymuszonym przez tarcie przemieszczaniu się elektronów z jednego ciała na drugie. Różnica pomiędzy elektryzowaniem przez tarcie i przez dotyk polega na tym, że w przypadku elektryzowania przez tarcie, przemieszczenie się ładunków następuje po wykonaniu pracy wymuszającej przemieszczenie się elektronów.

Ciało, z którego elektrony odpływają naelektryzuje się dodatnio, natomiast ciało, które przyjmuje te cząstki naelektryzuje się ujemnie.

Na skutek pocierania laski ebonitowej wełną część elektronów z wełny przechodzi na powierzchnię laski.

Laskę charakteryzuje nadmiar elektronów - elektryzuje się ujemnie.

Wełna na skutek oddania tych elektronów ma ich niedobór, więc elektryzuje się dodatnio.

Na skutek pocierania laski szklanej jedwabiem część elektronów ze szkła przeszła na powierzchnię jedwabiu.

W lasce występuje niedobór elektronów – szkło elektryzuje się dodatnio.

Jedwab na skutek pobrania elektronów elektryzuje się ujemnie.

Uwaga:

Tworzywa sztuczne elektryzują się ujemnie, natomiast szkło i porcelana dodatnio.

Kliknij w znacznik a uzyskasz informacje.

[Grafika interaktywna 2]

Cechy elektryzowania przez pocieranie:

- Ciała przed potarciem są elektrycznie obojętne.
- Na skutek pocierania część elektronów przechodzi z jednego ciała na drugie.
- Ciała uzyskują ładunki takie same co do wartości, lecz przeciwnych znaków.
- Jest to elektryzowanie trwałe.

Podsumowanie lekcji

Elektryzowanie przez pocieranie polega na tym, że podczas wzajemnego kontaktu dwóch izolatorów, elektrony z jednego ciała przechodzą na drugie. W ten sposób jedno ciało elektryzuje się ujemnie a drugie dodatnio ładunkami równymi co do wartości.