Карманная молния Занимательные опыты по электричеству

1. Волшебная палочка.
Наэлектризованную эбонитовую палочку поднести к маленькому листочку очень тонкой фольги. Листочек притянется и прилипнет к палочке. Резким движением листочек стряхнуть с палочки, а затем быстро подвести ее под падающий листочек. Он будет парить в воздухе над палочкой и следовать за ней, если перемещать ее в горизонтальном направлении. Объяснить явление.
2. Электризация трением при высыпании песка.
Чистый сухой песок через металлическую, хорошо изолированную воронку, соединенную со стержнем электрометра, насыпать в металлическую коробку, установленную под воронкой на площадке стержня другого электрометра (корпус каждого из электрометров заземлен). Стрелки электрометров отклоняются. Объяснить явление.
Вернутся ли стрелки электрометров на нуль, если их стержни соединить разрядником?
3. Электростатическая индукция.
Бутылку заткнуть пробкой, в которую воткнуть иголку острием вверх. На острие надеть перевернутый стакан. Гребенку из пластмассы натереть о шерсть и положить на донышко стакана. Поднести палец к концу гребенки, которая, поворачиваясь, будет следовать за ним. Объяснить явление.
4. Электрический маятник.
Между двумя вертикально установленными металлическими пластинками, из которых одна изолирована и соединена проволокой с кондуктором электрофорной машины, подвесить на шелковой нити маленький пробочный. При вращении дисков машины шарик колеблется между пластинками. Объяснить явление.
5. Заряженный шарик бегает по рельсам.
К шарикам кондукторов электрофорной машины привязать две тонкие стеклянные трубки, которые образуют горизонтальные рельсы. Положить на них легкий целлулоидный шарик от настольного тенниса, покрытый проводящей бронзовой краской. Медленно вращать диски электрофорной машины, шарик будет перекатываться взад и вперед между кондукторами. Объяснить явление.
6. Электрическая пляска.
На две парафиновые свечи, лежащие на столе, положить кусок жести размером 400 х 200 мм и соединить его с кондуктором электрофорной машины. Между крышкой стола и жестью положить пять вырезанных из бумаги человечков. При вращении дисков машины человечки начинают прыгать. Объяснить явление.
7. Бегущий дуговой разряд.
Из проволоки толщиной 2-3 мм изготовить электроды в виде рогов длиной 12 см каждый. В нижней части расстояние между электродами равно 2 см, а в верхней части – 4-5 см. Клеммы электродов присоединить к полюсам вторичной обмотки высоковольтного индуктора. При разряде катушки в узком месте рогового разрядника возникнет небольшая дуга, которая будет скользить вверх и там погаснет, затем возникнет вторая дуга и т.д. Объяснить явление.
Примечание. С высоковольтным индуктором надо обращаться очень осторожно!
8. Светящийся контур цветка.
Продемонстрировать прибор, состоящий из стекла, на котором наклеены полоски фольги. Подключить прибор к полюсам электрофорной машины. Вращать диски машины. На стекле обозначится светящийся контур цветка. Объяснить появление этого контура.
Примечание. Для изготовления прибора надо нарезать фольгу маленькими полосками шириной – 2 мм, наклеить их параллельно на стекло с промежутками 1 см, затем соединить их концы так, чтобы получилась непрерывная зигзагообразная линия. На стекле острым мелом нарисовать какой-либо рисунок (например, цветок) и прорезать все полоски острым ножом по меловым линиям. Провода от электрофорной машины присоединить к точкам а и в с помощью зажимов (можно использовать прищепки для белья).
9. Электризация воздушных шаров.
Потрите газетой воздушный детский шар, поднесите к потолку и отпустите. Шар остается висеть у потолка и может находиться в таком положении сутками. Почему? Электризуйте два шара о газету. Подвесьте их на длинных нитях рядом. Почему они отталкиваются? Электризуйте один шар о газету, а второй – о кусок шерстяной ткани. Подвесьте их на некотором расстоянии друг от друга. Почему они притягиваются? Особенно хорошо видно их взаимодействие, когда один из шаров катить по поверхности стола, то за ним катится другой. Почему?
10. Электрический ветер.
Возьмите стеариновую свечу с малым пламенем и установите на подъемном столике. На одном из полюсов электрофорной машины закрепите проволоку, один конец которой установите на уровне пламени, на расстоянии 4-5 см от него. Если привести в действие машину, то пламя свечи гаснет. Почему?
11. Свечение ламп.
Положите на стол полиэтиленовый мешок и разглаживайте его руками, шерстяным шарфом, меховой шапкой и т.д. При этом он электризуется. Одной рукой возьмите мешок за угол, второй рукой возьмите за цоколь обычную электрическую лампу и подносите ее баллон к мешку. В момент соприкосновения баллона с мешком наблюдается свечение лампы. Затем лампу удалите и подносите к другому месту мешка. Вновь наблюдается вспышка. Можно взять лампу за баллон и подносить к мешку цоколем. Наблюдаются вспышки. Опыт следует проводить в темноте.
Наэлектризованный мешок подвесьте на шелковой нити к люстре или в проеме двери. Подносите к нему предмет, которым электризовали. Наблюдается взаимное притяжение. Если наэлектризуете второй мешок и поднесете к первому, то наблюдается взаимное отталкивание. Как объяснить наблюдаемое явление?
Если опыты проводить в темноте, то можно наблюдать искрение и свечение различных ламп: неоновой, лампы дневного света. Опыты по электризации с полиэтиленовыми мешочками можно рекомендовать для проведения в домашних условиях. Аналогичные опыты по электростатике можно проводить с детскими надувными шарами, которые легко электризуются сухими руками, газетой, шерстью.
С помощью неоновой лампочки можно провести эффектный опыт. Возьмите и хорошо наэлектризуйте палочку из плексигласа или эбонита. Палочкой наэлектризуйте через индукцию электрометр или пластину конденсатора. Поднесите неоновую лампочку цоколем к шару электрометра или к пластине. При этом возникает яркая красивая вспышка неоновой лампочки.
12. Электризация человека с “султаном”.
Ученик встает на столик с изолирующими ножками. В одну руку берет султан, а другой держится за полюс электрофорной машины. В этом опыте расстояние между полюсами может быть больше 15 мм, но никто не должен касаться заряжаемого ученика. При зарядке ученика листочки султана расходятся во все стороны.
После демонстрации заряжаемый ученик по команде учителя убирает руку с полюса машины, встает на пол. Листочки султана опадают.
13. Зажигание ватки от искры.
От искрового разряда между полюсами электрофорной машины может воспламениться ватка, смоченная эфиром и закрепленная на конце проволоки.
Приведите в действие электрофорную машину с расстоянием между полюсами 5-6 см (чем больше расстояние, тем больше мощность искры, тем быстрее загорится ватка). Ватку внесите между полюсами перед проскакиванием искры, которое определите на слух. Если ватка при одном разряде не загорелась, уберите ее. Машину зарядите и вновь внесите ватку.
Этот опыт показывает и объясняет возникновение пожаров в результате атмосферных разрядов – молний. Искровой разряд представляет собой кратковременный электрический ток, который сопровождается выделением теплоты. Температура воздуха около разряда повышается до температуры воспламенения эфира.
14. Опыт с молниеотводом.
Из листов бумаги для рисования склейте макет дома. Его размеры в основании 200 х 150 мм, высота крыши – 120 мм. На боковых стенках сделайте вырезы для окон. Дом установите на металлическом листе. Внутри дома на листе установите проволочку, в верхнем конце которой закрепите кусочек ватки, смоченной эфиром. Через крышу дома пропустите вторую проволочку, нижний конец которой должен касаться металлического листа, а верхний выступ над крышей на 5 см. Эта проволочка служит молниеотводом. Металлический лист с домом расположите на столике с изолирующими ножками и соедините его с одним полюсом электрофорной машины, которую затем зарядите. Разрядник поднесите одновременно к концу молниеотвода на расстояние 3-5 см и к другому полюсу машины. Между молниеотводом и шариком разрядника наблюдается электрический разряд. Разряд (молнию) воспроизведите несколько раз. Учащиеся убеждаются, что при наличии молниеотвода, дом останется невредимым. Затем проволочку, играющую роль молниеотвода удалите. Вновь покажите электрический разряд через дом. Последний вспыхнет.

Петр СЕМЕНОВ,
учитель физики, директор физико-математического колледжа
Норильск