Что нужно знать
Электрический заряд — это физическая величина, характеризующая способность тел и частиц участвовать в электрическом взаимодействии. Существуют два вида электрических зарядов: положительные и отрицательные; одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются. Носителями положительного заряда являются протоны, отрицательного — электроны, причём заряд электрона по модулю равен заряду протона. Единицей электрического заряда в СИ является кулон (Кл). Элементарный заряд обозначается e и равен приблизительно 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл; заряд электрона равен −e, а протона — +e. Электрический заряд тела может изменяться при переходе электронов от одного тела к другому, причём тело, получившее электроны, заряжается отрицательно, а потерявшее их — положительно. Закон сохранения электрического заряда гласит: в замкнутой системе алгебраическая сумма электрических зарядов остаётся постоянной, то есть q₁ + q₂ + ... + qₙ = const. Например, при трении пластмассовой расчёски о волосы электроны переходят с одного тела на другое, поэтому расчёска и волосы приобретают противоположные заряды. Типичная ошибка учеников — считать, что при электризации трением заряд возникает из ничего, хотя на самом деле происходит перераспределение электронов между телами.
Тест: 10 вопросов
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Что называют электрическим зарядом?
- Физическую величину, характеризующую способность тел и частиц участвовать в электрическом взаимодействии
- Физическую величину, характеризующую способность тела изменять свою температуру
- Величину, характеризующую скорость движения электронов
- Величину, определяющую массу электрически заряженного тела
Электрический заряд определяет электрические свойства частиц и тел, а также характер их электрического взаимодействия.
2. Какова единица электрического заряда в Международной системе единиц (СИ)?
- Ом (Ом)
- Кулон (Кл)
- Ампер (А)
- Вольт (В)
В системе СИ электрический заряд измеряется в кулонах. Ампер является единицей силы тока, а вольт — напряжения.
3. Как взаимодействуют два тела, имеющие одноимённые электрические заряды?
- Притягиваются
- Сначала притягиваются, затем отталкиваются
- Отталкиваются
- Не взаимодействуют
Одноимённые электрические заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются.
4. Какая частица имеет отрицательный электрический заряд?
- Нейтрон
- Атом в целом
- Протон
- Электрон
Электрон имеет отрицательный элементарный заряд −e. Протон имеет положительный заряд +e, а нейтрон электрически нейтрален.
5. Чему приблизительно равен элементарный электрический заряд по модулю?
- 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл
- 3,0 · 10⁸ Кл
- 1,6 · 10⁻¹⁶ Кл
- 9,1 · 10⁻³¹ Кл
Элементарный заряд e приблизительно равен 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл. По модулю такой заряд имеют электрон и протон.
6. Как изменится электрический заряд металлического шарика, если он получит некоторое количество электронов?
- Шарик останется электрически нейтральным при любом количестве полученных электронов
- Шарик приобретёт отрицательный заряд
- Шарик приобретёт положительный заряд
- Шарик приобретёт заряд, равный нулю, поскольку электроны не имеют заряда
Электроны имеют отрицательный заряд. При получении дополнительных электронов отрицательный заряд шарика увеличивается.
7. Какое утверждение правильно формулирует закон сохранения электрического заряда?
- В замкнутой системе всегда сохраняется только положительный заряд
- При взаимодействии тел их суммарный электрический заряд обязательно увеличивается
- В замкнутой системе алгебраическая сумма электрических зарядов остаётся постоянной
- Заряд каждого отдельного тела в замкнутой системе всегда остаётся неизменным
Закон сохранения заряда относится к суммарному заряду всей замкнутой системы. Заряды отдельных тел могут изменяться при обмене электронами.
8. Два первоначально нейтральных тела натёрли друг о друга. Какое утверждение правильно описывает результат электризации трением?
- Электрический заряд появляется только у одного тела, а второе остаётся нейтральным
- Оба тела приобретают положительные заряды
- Оба тела приобретают отрицательные заряды
- Одно тело приобретает положительный заряд, другое — отрицательный, причём их суммарный заряд равен нулю
При трении электроны переходят с одного тела на другое. Одно тело теряет электроны и заряжается положительно, другое получает их и заряжается отрицательно.
9. Электрический заряд тела равен −4,8 · 10⁻¹⁹ Кл. Сколько лишних электронов находится на теле?
Число лишних электронов определяется по формуле n = |q| / e. n = 4,8 · 10⁻¹⁹ / 1,6 · 10⁻¹⁹ = 3.
12. В замкнутой системе два тела имеют заряды +3 нКл и −7 нКл. После взаимодействия заряд первого тела стал +5 нКл. Какой заряд приобрело второе тело?
Начальный суммарный заряд равен +3 − 7 = −4 нКл. По закону сохранения заряда +5 + q₂ = −4, откуда q₂ = −9 нКл.