Задание № 918

Сделайте сами простейший электроскоп. Для этого возьмите бутылку с широким горлышком и пропустите через резиновую пробку гвоздь шляпкой вверх. К нижней части гвоздя приклейте две полоски алюминиевой фольги.
а) Можно ли зарядить электроскоп не наэлектризованной стеклянной палочкой? Как?
б) Сообщите электроскопу отрицательный заряд.
в) Определите заряд наэлектризованной палочки, не изменяя зарядов на электроскопе и на палочке.
Зарисуйте опыты.

Решение

а) Можно. Нужно потереть стержень электроскопа не наэлектризованной стеклянной палочкой.

б) Нужно стеклянную палочку потереть о шёлк или бумагу, чтобы она приобрела положительный заряд. Затем поднести стеклянную палочку к шару электроскопа. К положительному заряду палочки будут притягиваться отрицательные заряды с шара, куда они будут стекаться со стрелки электрометра. В результате шар электрометра будет заряжаться отрицательно, а листочки − положительно. Если быстро коснуться пальцем шара, то положительный заряд уйдет, а листочки останутся заряжено отрицательно. Если убрать от шара заряженное тело, то отрицательный заряд равномерно распределится по всему электроскопу.

Решение в
К электроскопу нужно поднести заряженное тело, знак заряда которого известен. Тогда если листочки опустятся, заряды различны, если разойдутся − одного знака. Затем подносим палочку неизвестного заряда к шару электроскопа. Если палочка заряжена одноименно, угол отклонения листков электроскопа от вертикали увеличится, если знак различен, то листочки опустятся.

Задание № 919

Опыты с воздушным шариком. В сухом помещении потрите газетой воздушный шарик.
а) Поднесите его к какому−либо предмету, например к потолку. Объясните, почему шарик прилипает и держится несколько часов.
б) Наэлектризуйте два шарика о газету. Подвесьте их на длинных нитях рядом. Почему они отталкиваются?
в) Наэлектризуйте один шарик о газету, а другой о кусок шерстяной материи.
Подвесьте их на некотором расстоянии один от другого. Почему они притягиваются? Особенно хорошо видно их взаимодействие, если один из шариков катить по поверхности стола, то за ним покатится и другой. Почему?

Решение

а) При трении шарик электризует­ся и приобретает способность притяги­ваться к другим предметам.

б) Шарики отталкиваются, т.к. обладают одинаковым по знаку зарядом.

в) Шары притягиваются, т.к. при электризации шары получили заряды противоположного знака. В этом случае возникают силы притяжения.
Если один из шариков катить по поверхности стола, то за ним покатится и другой благодаря силе притяжения.

Задание № 920

Можно ли и как наэлектризовать концы эбонитовой палочки зарядами разных знаков? Можно ли сделать то же самое с латунной трубкой на изолирующей ручке? Ответ проверьте и объясните.

Решение

Концы эбонитовой палочки можно наэлектризовать зарядами разных знаков. Для этого можно один конец палочки натереть шерстью, а ко второму поднести положительно заряженное тело (например натертую шелком стеклянную палочку).
Концы латунной трубки на изолирующей ручке нельзя наэлектризовать зарядами разных знаков, т.к. латунь имеет свободные электроны, которые могут перемещаться по всему объему проводника.

Задание № 921

В музее−усадьбе «Архангельское» под Москвой есть картина художника Шарля Ван Лео «Электрический опыт». В центре картины изображена девушка на изолирующей подставке. В руках она держит два стержня. Стержень, который она держит в левой руке, почти касается стеклянного шара, который, вращаясь, трётся о материал подушечки и вырабатывает заряд. Другой стержень девушка опустила в банку с водой, которую держит негритёнок. Какой электрический опыт изобразил художник?

Решение

Опыт с лейденской банкой в её первоначальном варианте.
До изобретения «вольтова столба» (1799 г.) лабораторными источниками электричества служили только машины, основанные на электризации трением. Такая машина и изображена на картине − стеклянный шар, который при вращении трется о подушечку и вырабатывает заряд. Девушка стоит на изолирующей подставке. Стержень, который девушка держит в левой руке, почти касается вращающегося шара. Видны искры между шаром и стержнем. Тело человека − неплохой проводник, поэтому другой стержень, который девушка держит в правой руке, также оказывается заряженным.
Главный участник опыта − негритенок. В правой руке он держит сосуд с водой, куда погружен только что упомянутый стержень. Сосуд − это и есть лейденская банка в ее первоначальном варианте (1745 г.). В лейденской банке, изображенной на картине, диэлектриком служит стекло, внутренним электродом — вода, а внешним — ладонь экспериментатора. На картине изображен момент зарядки конденсатора. Пройдет мгновенье, негритенок приблизит свободную руку к стержню, между стержнем и рукой проскочит искра − и конденсатор разрядится через негритенка, который испытает электрический удар.

Задание № 922

Исследуйте, как на металлическом шаре, надетом на стержень электрометра, уменьшить заряд в 2 раза, используя другой таких же размеров незаряженный шар из металла. Можно ли выполнить эти задания, если шары будут из стекла?

Решение

Для уменьшения заряда на металлическом шаре в 2 раза, нужно соединить заряженный шарик с таким же незаряженным шариком металлической перемычкой. Заряд при этом распределится поровну между шариками.
Если шары будут из стекла, это задание выполнить нельзя, т.к. стекло является диэлектриком.

Задание № 923

Возьмите маленький кусочек ваты. Хорошо наэлектризуйте пластмассовую палочку и опустите на кусочек ваты. Он притянется и наэлектризуется. Затем рывком стряхните кусочек с палочки и быстро поднесите снова палочку к кусочку ваты. Почему он будет парить в воздухе (рис. 121)?
рис. 121

Решение

Если поднести заряженную палочку к ватке, то часть заряда перейдет с палочки на ватку, т.е. палочка и вата будут иметь заряд одинакового знака. Затем рывком стряхнем кусочек ватки с палочки. Если снова быстро поднести палочку к кусочку ваты, то ватка будет отталкиваться от палочки (парить в воздухе).