С1 «ЕЛЕКТРОСТАТИКА» Критерії оцінки виконання завдання Критерії оцінки виконання завдання
Транскрипт
1 С1 «ЕЛЕКТРОСТАТИКА» Легка трубочка з тонкої алюмінієвої фольги підвішена до штатива на тонкій шовковій нитці. Що станеться з трубочкою, коли поблизу неї виявиться негативно заряджена куля? Трубочка не заряджена, довжина нитки не дозволяє трубочці торкнутися кулі. Електричне поле кулі переміщає вільні носії заряду (електрони) у фользі так, що на ближній стороні до кулі трубочки виявляються позитивні заряди, а на дальній негативні. Але поблизу кулі напруженість його поля сильніша, ніж вдалині, тому сила тяжіння до кулі позитивних зарядів виявиться більшою від відштовхування негативних зарядів. В результаті, залишаючись загалом електронейтральною, трубочка притягнеться до кулі, і нитка підвісу стане похилою. правильно зазначено фізичне явище чи закон (у разі електризація тіл, взаємодія заряджених тіл) і отримано правильний ответ; На ізолюючих штативах укріплені дві однакові сталеві R пластини конденсатора. Пластини з'єднані провідниками з електрометром. Одну із пластин заряджають за допомогою наелектризованої палички. При цьому електрометр показує наявність напруги між пластинами (див. малюнок). Як зміняться показання електрометра, якщо проміжок між пластинами внести діелектричну пластину з оргскла. Відповідь поясніть, вказавши, які фізичні закономірності ви використовували для пояснення. 1) Діелектрик у зазорі між пластинами збільшить електроємність конденсатора. Заряди на обкладках не зміняться, т.к. обкладки встановлені на ізолюючих штативах. Внаслідок цих двох причин зменшиться різницю потенціалів між обкладками. 2) Показання електрометра зростають разом із різницею потенціалів на його висновках. Тому в цьому випадку показання зменшаться: стрілка електрометра повернеться ближче до вертикалі.Наведено повне правильне рішення, що включає правильну відповідь (в даному випадку зміна показань електрометра, п.1), і повне правильне пояснення (в даному випадку п.2) із зазначенням явищ і законів, що спостерігаються (в даному випадку незмінність заряду конденсатора в даному процесі, залежність електроємності конденсатора від діелектричної проникності середовища та залежність електроємності від заряду конденсатора та напруги між його пластинами).
2 Біля невеликої металевої пластини, укріпленої на ізолюючій підставці, на шовковій нитці підвісили легку металеву незаряджену гільзу. Коли пластину приєднали до клеми високовольтного випрямляча, подавши на неї позитивний заряд, гільза почала рухатися. Опишіть рух гільзи та поясніть його. Під дією електричного поля пластини зміниться розподіл електронів у гільзі та відбудеться її електризація: та її сторона, яка ближче до пластини, матиме негативний заряд, а протилежна сторона позитивна. Оскільки сила взаємодії заряджених тіл зменшується зі зростанням відстані між ними, тяжіння до пластини лівої сторони гільзи буде більше відштовхування правої сторони гільзи, і гільза рухатиметься до пластини, поки не торкнеться її. У момент торкання частина електронів перейде з гільзи на позитивно заряджену пластину, гільза набуде позитивного заряду і відштовхнеться від однойменно зарядженої пластини. Гільза відхилиться вправо і зависне в положенні, коли рівнодіюча всіх сил дорівнює нулю. Біля невеликої металевої пластини, укріпленої на ізолюючій підставці, підвішена на шовковій нитці легка незаряджена кулька з фольги. Коли пластину приєднали до клеми високовольтного випрямляча, подавши на неї негативний заряд, кулька почала рухатися. Опишіть рухкульки і пояснити його. Під дією електричного поля пластини зміниться розподіл електронів у кульці і відбудеться його електризація: сторона, яка ближче до пластини, матиме позитивний заряд, а протилежна сторона негативний. Оскільки сила взаємодії заряджених тіл зменшується зі зростанням відстані між ними, тяжіння до пластини лівої сторони кульки буде більше відштовхування від її правої сторони, і кулька рухатиметься до пластини, доки не торкнеться її. У момент торкання електронів перейде з пластини на кульку, вона придбає негативний заряд і відштовхнеться від однойменно зарядженої пластини. Через це кулька відхилиться праворуч і зависне в положенні, коли рівнодіюча всіх сил дорівнює нулю.
3 Між двома металевими близько розташованими пластинами, укріпленими на ізолюючих підставках, підвісили на шовковій нитці легку металеву незаряджену гільзу. Коли пластини приєднали до клем високовольтного випрямляча, подавши на них заряди різних знаків, гільза почала рухатися. Опишіть рух гільзи та поясніть його. Під дією електричного поля пластин зміниться розподіл електронів у гільзі та відбудеться її електризація: ліва сторона матиме негативний заряд, а права сторона позитивна. Сила взаємодії заряджених тіл зменшується зі зростанням відстані між ними. Тому тяжіння до пластин ближніх до них сторін гільзи буде більше відштовхування протилежних сторін гільзи, і гільза рухатиметься до найближчої пластини, доки не торкнеться її. У момент торкання пластини гільза набуде заряд того ж знака, який є у пластини, відштовхнеться від неї і рухатиметься до протилежної пластини. Торкнувшись її, гільза поміняє знак заряду, повернеться до першої пластини, і такий рух будеперіодично повторюватись. Між двома близько розташованими металевими пластинами, укріпленими на ізолюючих підставках, поклали металеву кульку. Коли пластини приєднали до клем високовольтного випрямляча, подавши на них заряди різних знаків, кулька почала рухатися. Опишіть та поясніть рух кульки. Під дією електричного поля пластин зміниться розподіл електронів у кульці і відбудеться його електризація: кулька набуде того ж заряду, що й пластина, на якій вона лежить, негативна. Негативно заряджена кулька відштовхуватиметься від нижньої і притягуватиметься до верхньої пластини. Якщо маса кульки досить мала, він підніметься до позитивно зарядженої пластини і, торкнувшись її, поміняє знак заряду. В результаті він почне відштовхуватися від верхньої пластини і притягуватися до нижньої кульки повернеться до першої пластини і знову поміняє знак вбрання на негативний. Такий рух вгору-вниз повторюватиметься. Якщо маса кульки велика, то вона не відірветься від нижньої пластини.
4 На трьох паралельних металевих пластинах великої площі розташовуються заряди, вказані малюнку. Який заряд знаходиться на правій площині третьої пластини? Сумарне електричне поле всередині третьої пластини має дорівнювати нулю, інакше в ній тектиме струм. Отже, поле зарядів, розташованих лівіше від цього масиву, повинно компенсуватися полем зарядів, розташованих праворуч від нього. Тому, по-перше, сумарний заряд всіх трьох пластан повинен бути розподілений так, що сумарний «лівий» заряд дорівнює (але за величиною і за знаком) сумарному «правому» заряду. По-друге, сумарний заряд всіх трьох пластин дорівнює нулю: q + 2q q = 0. Значить, зліва від провідного масиву третьої пластини (як і праворуч від нього) повинен розташовуватися сумарний нульовий заряд. Цедосягається в тому випадку, коли на правій поверхні третьої пластини знаходиться заряд 0. вірно зазначено фізичне явище або закон (в даному випадку принцип суперпозиції електричних полів, в електростатиці електричне поле всередині провідника дорівнює нулю) і отримана правильна відповідь; На трьох паралельних металевих пластинах великої площі розташовуються заряди, вказані малюнку. Який заряд знаходиться на лівій площині першої пластини? Сумарне електричне поле всередині першої пластини має дорівнювати нулю, інакше в ній тектиме струм. Отже, поле зарядів, розташованих лівіше від цього масиву, повинно компенсуватися полем зарядів, розташованих праворуч від нього. Тому, по-перше, сумарний заряд усіх трьох пластин має бути розподілений так, що сумарний «лівий» заряд дорівнює (за величиною та за знаком) сумарному «правому» заряду, по-друге, сумарний заряд усіх трьох пластин дорівнює нулю: q q + 2q = 0. Значить, ліворуч від провідного масиву першої пластини (як і праворуч від нього) повинен розташовуватися сумарний нульовий заряд. Це досягається в тому випадку, коли на лівій поверхні пластини знаходиться заряд 0. вірно вказано фізичне явище або закон (в даному випадку принцип суперпозиції електричних полів, в електростатиці електричне поле всередині провідника дорівнює нулю) і отримана правильна відповідь;