Контрольні запитання

1. Які досліди з електростатики рекомендує програма з фізики.

2. Перерахуйте досліди, що описані у підручнику, за допомогою яких ґрунтується формування понять заряду і електричного поля.

3. Наведіть приклади явищ, спричинених електризацією тіл, які ви спостерігали в повсякденному житті.

4. Обґрунтуйте подібність і відмінність закону всесвітнього тяжіння і закону Кулона. Який фізичний зміст коефіцієнта пропорційності в законі Кулона?

5. Спробуйте зарядити тіло негативно, маючи позитивно заряджену паличку. Як заряд з пробної кульки повністю передати електрометру?

6. При введенні в простір між пластинами повітряного конденсатора твер­дого діелектрика напруга на ньому зменшується. Чому? В скільки разів?

7. Для визначення вологості зерна використовують електричну схему з плоским конденсатором, між пластинами якого насипають зерно тієї чи іншої культури (зерно є діелектриком). Встановіть, як залежить ємність такого конденсатора від вологості зерна.

8. Яких правил безпеки праці потрібно дотримуватись під час експери­ментального вивчення будови та принципу дії конденсаторів?

Лабораторна робота № 2 Демонстраційний експеримент на тему:

“Закони постійного струму”

Дослід 1. Електрорушійна сила і внутрішній опір джерела струму

З бирають електричне коло. В якості джерела вмикають ванну з цинковим і мідним електродами і електролітом. До ам­перметра підбирають шунт силою струму 1А, а до вольтметра - додатковий опір напругою 1 В. При розімкнутому колі вольтметр дає деякі покази. Змінюють положення електродів в ванні, тобто зближують їх і змінюють глибину їх занурення в електроліт. При цьому покази вольтметра не змінюються. Роблять висновок, що ця напруга може служити характеристикою джерела струму, яка залежить тільки від того, які електроди і який електроліт застосовані в даному джерелі струму. Цю характеристику прийнято називати електрорушійною силою джерела. Електрорушійна сила - це енергетична характеристика поля, що створюється джерелом. Вольтметр, підключений до клем джерела струму при розімкнутому електричному колі, вимірює саме ЕРС. Після цього замикають зовнішні кола і спостерігають за показами вольтметра і амперметра. Вольтметр в цьому випадку показує напругу, а амперметр - силу струму в колі.

Не змінюючи навантаження у внутрішньому колі змінюють відстань між електродами, змінюють глибину їх занурення в електроліт. При цьому змінюється як сила струму, так і напруга. Тут в основному слід звернути увагу на зміну сили струму. При збільшені відстані між електродами сила струму зменшується. Чому так відбувається? Ймовірно, тому що змінюється опір на ділянці всередині джерела. Те саме відбувається і при зменшені заглиблення електродів в електроліт. Отже, сила струму в колі залежить не тільки від зовнішнього опору R, але і від внутрішнього опору г. Характер залежності сили струму від ЕРС і опору кола визначається законом, що отримав назву закону Ома для повного кола.

Дослід 2. Закон Ома для всього кола

Складають електричне коло з увімкне­них послідовно універсального гальванометра з шунтом на 1 А, реостата з повзунком, рубильника і елемента Грене. Усі сполучення виконують корот­кими і товстими проводами. Увівши невеликий опір реостата і опустивши в розчин цинковий електрод, замикають коло і записують показ амперметра (струм 17,5 А - п'ять поділок шкали). Збільшуючи зовнішній опір, спостеріга­ють зменшення струму і навпаки. При незмінному зовнішньому опорі зміню­ють внутрішній опір джерела струму, змінюючи глибину занурення цинкового електрода в розчин, і спостерігають, як при цьому змінюється величина струму (ЕРС елемента не залежить від його розмірів та форми і при зміні глибини занурення електрода не змінюється; це треба показати).

Залежність величини струму від ЕРС джерела можна було б продемонстру­вати, узявши інший елемент з таким самим внутрішнім опором, як і перший, але з більшою ЕРС. Проте оскільки безпосередньо здійснити це важко, то посту­пають так. При невеликому зовнішньому опорі і при зануреному до половини цинковому електроді одного елемента Грене записують величину струму в колі. Потім другий елемент сполучають послідовно з першим і спостерігають, що величина струму збільшилась у двічі.

Дослід 3

Обладнання: 1) амперметр, 2) вольтметр, 3) реостат, 4) електрощит з лампами різної потужності, 5) вимикач, 6) випрямляч ВС-24, 7) провідники

При демонстрації послідовного з’єднання провідників збирають схему

і показують, що величина електричного струму в точках "1", "2", "3", "4" однакова. Тобто, при послідовному з’єднанні провідників

Далі демонструють, що

Дослід 4

Визначають за законом Ома опір кожної лампи і роблять перевірку формули

Дослід 5

При демонстрації паралельного з’єднання провідників збирають схему

і вимірюють величину сили струму . Показують, що

Далі вимірюють напругу на лампах і показують, що

Дослід 6

За показами приладів розраховують і порівнюють з . Роблять висновки.