Условие
Пластмассовую расчёску потёрли о шерстяной шарф, и после этого она стала притягивать мелкие бумажки, хотя на них никто заряда не наносил. Другую расчёску, наэлектризованную так же, она отталкивает. Объясни оба явления и скажи, что покажет электроскоп, если коснуться его этой расчёской.
Что известно и что ищем
- Известно, что расчёска наэлектризовалась трением, а бумажки остались незаряженными.
- Ищем объяснение притяжения незаряженного тела и отталкивания двух одинаково наэлектризованных тел.
- Дополнительно нужно предсказать поведение электроскопа.
Ход решения
- Шаг 1. Начинаем с электризации. При трении о шерсть расчёска получает заряд: часть электронов переходит с одного тела на другое. Важно, что заряды не создаются, а только перераспределяются — закон сохранения заряда.
- Шаг 2. Разбираем отталкивание двух расчёсок. Они наэлектризованы одинаково, то есть получили заряд одного рода. Одноимённые заряды отталкиваются — отсюда и взаимное отталкивание.
- Шаг 3. Объясняем притяжение бумажек, хотя они не заряжены. Заряженная расчёска действует на бумажку через своё электрическое поле: внутри бумажки заряды смещаются, ближняя к расчёске сторона получает заряд противоположного знака, дальняя — того же. Притяжение ближней стороны оказывается сильнее, поэтому бумажка притягивается.
- Шаг 4. Отвечаем про электроскоп. Если коснуться расчёской стержня электроскопа, часть заряда перейдёт на прибор. Листочки электроскопа получат заряд одного рода и разойдутся. Чем больше заряд, тем сильнее расхождение — это и есть способ сравнивать заряды.
- Шаг 5. Уточняем важную деталь: электроскоп нельзя положить рядом и «зарядить по воздуху», нужно именно коснуться. При электризации током заряды переходят по проводнику, а не по воздуху.
Проверь себя
- Ответ: расчёска наэлектризовалась трением; две одинаково наэлектризованные расчёски отталкиваются, потому что заряды одного рода; незаряженные бумажки притягиваются из-за смещения зарядов внутри них; листочки электроскопа разойдутся.
- Проверка вывода: если потереть расчёску не о шерсть, а о металл, она не наэлектризуется. Металл — проводник, заряд по нему уходит, что подтверждает объяснение.
- Ловушка: считать, что бумажка «заряжена противоположно» от природы. Она не заряжена вовсе, заряд только смещается внутри неё под действием поля.
Как объяснить ребёнку
«Потёр расчёску о шерсть — и часть крошечных заряженных частиц перебежала на расчёску. Теперь у неё заряд. Две такие расчёски — как два магнита, поставленные одинаково: отталкиваются. А бумажка не заряжена, но расчёска перетягивает у неё заряды на ближнюю сторону, и получается притяжение. Электроскоп — это «весы для заряда»: листочки расходятся тем шире, чем больше заряда».
Тема для отчёта родителю
«Электризация тел и электроскоп: два рода зарядов».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.