Проблемы преподавания физики в школе

     Чтобы снять заряд с гильзы, достаточно до нее дотронуться рукой. Тело человека является хорошим проводником электричества.

      Повторите опыт, но с гильзами из другого  материала. Вы получите тот же результат.

     11. Подвесьте на стойке на небольшом  расстоянии друг от друга две  гильзы. Отрегулируйте длину нити  – гильзы должны висеть на  одном уровне. Зарядите одну из  них. Другую начинайте приближать. Если гильзы закреплены на  кольцах, то это нетрудно сделать.  В первый момент они притянутся  друг к другу, прикоснутся и  резко разлетятся в разные  стороны. Продолжайте сближать  колечки до полного их соприкосновения,  однако гильзы останутся разведенными, под углом друг к другу. Еще  раз убеждаемся: одинаково заряженные  тела отталкиваются.

     Между гильзами поместите палочку, имеющую  тот же знак заряда, – гильзы разойдутся на больший угол. Перемещайте палочку  – и гильзы будут ее «сопровождать». В этом опыте мы имеем три одинаково заряженных тела, отталкивающихся друг от друга.

     Поместите гильзы на некотором расстоянии друг от друга. Зарядите одну из них. Чтобы  определить, какая из них заряженная, достаточно поднести к гильзе руку: незаряженная гильза не будет реагировать  на руку, а заряженная притянется к  руке!

     12. Электрический маятник. Для этого  опыта вам  понадобится металлический экран, который легко сделать из листа картона с прикрепленной к нему скотчем металлической фольгой. Гильзу из фольги поместите между экраном и наэлектризованной палочкой. Вы будете наблюдать следующую картину: гильза притянется к палочке, резко отскочит, ударится об экран, снова притянется к палочке и т.д., т.е. начнет колебаться. Незаряженная гильза притягивается к наэлектризованной палочке, дотрагиваясь до нее, заряжается, резко отталкивается как одноименно заряженное тело и ударяется о металлический экран, которому отдает свой заряд. Процесс начинается снова. Так как гильза снимает большой электрический заряд, колебания получаются затухающими, так что палочку постоянно надо подзаряжать.

     Если  вы воспользуетесь электрофорной машиной, то будете наблюдать незатухающие колебания.

     Повторите опыт, заменив металлический экран  картонным. Гильза дотронется до диэлектрического экрана и «прилипнет» к нему: экран  поляризуется, т.е. его поверхность, обращенная к палочке, зарядилась положительно, поэтому гильза и «прилипла».

      Электрические колебания можно наблюдать, если подвесить гильзу на карандаш между двумя обрезанными и  обтянутыми фольгой пластиковыми бутылками. Поднесите на некоторое расстояние к установке заряженную палочку. Гильза коснется ближайшего к палочке электроскопа, зарядится от него тем же по знаку зарядом. Потом, как одноименно заряженная, оттолкнется от него, ударится о второй электроскоп, отдаст ему заряд, притянется к первому и т.д. Мы будем наблюдать колебания гильзы, т.е. модель «вечного двигателя»!

      13. Поднесите к электроскопу заряженную  палочку. Булавки (или листочки) электроскопа разойдутся. Значит, они  оказались одинаково заряженными.  Уберите палочку – они снова  сойдутся. Мы наблюдаем явление электростатической индукции (рис. а).

     Поставьте на крышку электроскопа перевернутую металлическую консервную банку (рис. б). Вновь поднесите заряженную палочку, не касаясь банки. Листочки электроскопа никак не отреагируют на электрическое  поле. Это означает, что внутри металлической  банки электрического поля нет. По этой причине корпуса многих приборов металлические – они экранируют приборы от внешних электрических  полей, помех, нежелательных сигналов.

     14. Коснитесь заряженной палочкой  металлического стержня электроскопа  – его листочки разойдутся  и останутся в этом положении.  Это означает, что мы передали  заряд листочкам. Снова наэлектризуйте  палочку и опять дотроньтесь  до электроскопа – его листочки  отклонятся на бо1льший угол, т.к.  заряд на электроскопе увеличился.

     Накройте  стержень консервной банкой и дотроньтесь  до нее заряженной палочкой – листочки электроскопа сильнее расходиться  не будут. Опять мы убеждаемся в экранировании  электрического поля.

     15. Потерев пластмассовую палочку  лоскутком, дотроньтесь лоскутком  до стержня электроскопа. Листочки  разойдутся на небольшой угол. А теперь прикоснитесь наэлектризованной  палочкой. Листочки тут же опустятся.  Это означает, что электроскоп разрядился. Следовательно, палочка и лоскуток имели заряды противоположного знака.

     16. Проверьте, потерев бумагу о  бумагу, пластмассу о пластмассу  и пр., электризуются ли эти  вещества.

     17. Возьмите пластмассовый шарик  от пинг-понга и поднесите к  нему заряженную палочку –  шарик будет послушно катиться  за ней. Для усиления эффекта  покройте его графитом.

     18. Возьмите пластиковую бутылку,  покрытую фольгой, и на ее  край положите согнутую пополам  полоску бумаги. Поднесите наэлектризованную  палочку один раз со стороны  полоски бумаги, другой раз –  с противоположной стороны цилиндра. В первом случае полоска притянется  к палочке, во втором – прилипнет  к фольге цилиндра. Теперь зарядите  цилиндр от наэлектризованной  палочки. Повторите опыт. Вы получите  противоположный результат!

     19. «Электрический» компас. Возьмите  бумажную стрелку. Накройте ее  сверху стеклянной банкой. Потрите  в одном месте стекло шерстяным  лоскутком. Бумажная стрелка притянется  к этому месту.

     Повторите опыт с прозрачной пластиковой баночкой. Пластик легче электризуется, и  эффект получается больший. Начните  поворачивать банку – за ней будет  поворачиваться и стрелка.

     Поднесите заряженную палочку к стрелке, находящейся  под банкой. Стрелка будет чутко  реагировать на изменение положения  палочки, т.е. на электрическое поле. Диэлектрики не экранируют электрические  поля.

     Очень зрелищны опыты с воздушными шариками.

     20. Наэлектризуйте шарик, потерев  его о волосы. Приподнимая шарик  над головой, вы почувствуете, как за ним тянутся волосы. Чем не султанчик?

     21. Проверьте, как прилипают к  наэлектризованному шарику мелкие  предметы: бумажки, нитки, металлическая  фольга и пр. Эффект получается  больше, чем от наэлектризованной  палочки. Если вы будете проводить  опыт с сахарным песком, солью,  мукой, то шарик покроется «снегом».

      22. Наэлектризованный шарик прислоните  к вертикальной стенке или  к потолку – он будет долго  висеть в таком положении.

     23. Возьмите два воздушных шарика. Наэлектризуйте их и положите  на гладкую поверхность стола.  Шарики будут отталкиваться друг  от друга и препятствовать  сближению. Обратите внимание: на  стол они ложатся наэлектризованной  стороной.

     24. Возьмите нитки наэлектризованных  шариков в одну руку. «Строптивые»  шарики разлетаются в разные  стороны. (Этот опыт может не  получиться с «тяжелыми» воздушными  шариками.)