MỤC TIÊU
• Giải thích được sơ lược nguyên nhân một vật cách điện nhiễm điện do cọ xát.
• Giải thích được một vài hiện tượng thực tế liên quan đến sự nhiễm điện do Cọ xát.
• Định nghĩa được dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.
• Phân loại được vật dẫn điện, vật không dẫn điện.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Trong những ngày thời tiết hanh khô, nếu dùng một mảnh giấy bóng kính cọ xát 5 – 7 lần vào tóc, sau đó nhấc nhẹ ra thì có thể thấy một số sợi tóc được hút lên theo tờ giấy bóng kính (hình 20.1). Vì sao lại có hiện tượng như vậy?
Tóc được hút lên theo tờ giấy bóng kính vì tờ giấy bóng kính và tóc đã bị nhiễm điện do cọ xát.
I. SỰ NHIỄM ĐIỆN DO CỌ XÁT
1. Làm vật nhiễm điện bằng cách cọ xát
Từ xưa, người ta đã biết sau khi cọ xát một số vật ví dụ như một thanh hổ phách (một loại nhựa cây hoá thạch) vào len, dạ thì nó có thể hút được các vật nhẹ như cọng rơm, vỏ trấu. Khi đó, ta nói hổ phách đã bị nhiễm điện.
🔬 Ta cũng có thể làm cho một vật nhiễm điện bằng cọ xát như thí nghiệm dưới đây.
❖ Chuẩn bị
Hai thanh nhựa, giá thí nghiệm, dây treo, mảnh vải khô.
❖ Tiến hành
• Treo một thanh nhựa vào giá thí nghiệm.
• Cọ xát mảnh vải khô với thanh nhựa. Sau đó, tách miếng vải ra xa thanh nhựa.
• Đưa miếng vải lại gần một đầu thanh nhựa (hình 20.2), quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra.
• Cọ xát thanh nhựa thứ hai bằng vải khô như đã làm với thanh nhựa thứ nhất.
• Đưa thanh nhựa này lại gần một đầu thanh nhựa thứ nhất (hình 20.3), quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra.
- Có thể làm nhiễm điện vật bằng cách cọ xát. Các vật sau khi bị cọ xát có thể hút hoặc đẩy nhau được gọi là các vật nhiễm điện hay các vật mang điện tích.
- Các vật nhiễm điện trái dấu sẽ hút nhau. Các vật nhiễm điện cùng dấu sẽ đẩy nhau. Ngoài ra, khi đưa hai vật nhiễm điện trái dấu lại gần nhau, nếu vào ban đêm, ta còn có thể thấy giữa hai vật có các tia lửa (được gọi là tia lửa điện). Hiện tượng này được gọi là sự phóng điện.
🔬 Thực hành
- Đưa miếng vải lại gần một đầu thanh nhựa (hình 20.2) ta thấy miếng vải và đầu thanh nhựa hút nhau.
- Đưa thanh nhựa thứ hai lại gần một đầu thanh nhựa thứ nhất (hình 20.3), ta thấy hai đầu thanh nhựa đẩy nhau.
2. Nguyên nhân các vật có thể bị nhiễm điện khi cọ xát
- Ở trạng thái bình thường, các nguyên tử trung hoà về điện. Một nguyên tử khi bị mất bớt electron sẽ mang điện dương. Ngược lại, nguyên tử khi nhận thêm electron sẽ mang điện âm.
- Ở thí nghiệm hình 20.4, khi thanh nhựa bị cọ xát bằng miếng vải, một số electron đã chuyển từ vải sang thanh nhựa. Kết quả là thanh nhựa nhiễm điện âm, còn miếng vải nhiễm điện dương.
- Các vật nhiễm điện tương tự với miếng vải hay thanh nhựa ở trường hợp này sẽ mang điện dương hay âm tương ứng.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
1. Sử dụng dấu cộng (+) để mô tả điện tích dương và dấu trừ (-) để mô tả điện tích âm, hãy vẽ vào vở hai vật có hình dạng bất kì để mô tả: Sau khi cọ xát, một vật nhiễm điện dương, vật còn lại nhiễm điện âm.
3. Một số hiện tượng thực tế liên quan đến sự nhiễm điện do cọ xát
➲ Hiện tượng nhiễm điện khi cởi áo len
Vào mùa đông, khi cởi áo len, ta có thể thấy hiện tượng áo len hút các sợi tóc hoặc hút lớp áo bên trong. Đôi khi, có thể nghe thấy tiếng kêu lách tách. Nếu vào ban đêm ta còn có thể thấy có các tia lửa điện nhỏ.
➲ Hiện tượng nhiễm điện ở bóng bay
Cọ xát một quả bóng bay vào áo len rồi tách chúng ra. Đưa quả bóng lại gần áo len thì nó bị hút về phía áo len (hình 20.5).
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
2. Giải thích hiện tượng nhiễm điện khi cởi áo len và nhiễm điện ở quả bóng bay khi cọ xát với áo len.
- Khi cọ xát quả bóng bay vào áo len, quả bóng len sẽ mất bớt electron và trở thành vật nhiễm điện dương, áo len nhận thêm electron nên trở thành vật nhiễm điện âm. Áo len và bóng bay thành hai vật nhiễm điện trái dấu nên bóng bị hút về phía áo len.
- Khi cởi áo len, áo len nhận thêm electron nên trở thành vật nhiễm điện âm, tóc và các lớp áo bên trong sẽ mất bớt electron và trở thành vật nhiễm điện dương. Áo len và tóc/các lớp áo bên trong thành hai vật nhiễm điện trái dấu nên bị hút về phía áo len.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
3. Nêu và giải thích một số ví dụ về hiện tượng nhiễm điện do cọ xát trong thực tiễn.
- Cánh quạt khi quay ma sát với không khí nên nhiễm điện và hút các hạt bụi xung quanh.
- Các cây thước nhựa đẩy nhau nếu chúng được cọ xát cùng 1 vật vì khi đó các cây thước nhựa sẽ nhiễm điện cùng dấu.
- Các cây thước nhựa sẽ hút nhau nếu chúng được cọ xát bằng 2 vật khác nhau vì nhiễm điện trái dấu.
- Một trong những nguyên nhân tạo thành các đám mây dông bị nhiễm điện là do sự cọ xát mạnh giữa những giọt nước trong luồng không khí bốc lên cao. Khi đó, giữa các đám mây bị nhiễm điện hoặc giữa đám mây nhiễm điện với mặt đất xuất hiện tia lửa điện phát ra ánh chớp chói lóa. Do nhiệt độ cao của tia lửa điện, không khí bị giãn nở đột ngột, phát ra tiếng nổ gọi là tiếng sấm (khi có tia lửa điện giữa hai đám mây) hoặc tiếng sét (khi có tia lửa điện giữa đám mây và mặt đất).
II. DÒNG ĐIỆN
- Trong sự phóng điện giữa hai vật nhiễm điện trái dấu, các hạt mang điện chuyển động có hướng tạo nên dòng điện. Tức là, trong điều kiện xác định, các hạt mang điện có thể tạo nên dòng điện.
Dòng điện là dòng các hạt mang điện dịch chuyển có hướng.
- Các thiết bị điện hoạt động được khi có dòng điện chạy qua.
Ví dụ, dòng điện chạy qua đèn làm bóng đèn sáng.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
4. Nêu ví dụ về các thiết bị hoạt động khi có dòng điện chạy qua.
Quạt điện, bếp điện, đèn điện, … khi được nối với nguồn điện và có dòng điện chạy qua thì đều hoạt động.
III. VẬT DẪN ĐIỆN VÀ VẬT CÁCH ĐIỆN
Các vật cho dòng điện đi qua được gọi là vật dẫn điện.
- Các vật bằng kim loại, gỗ tươi,... là các vật dẫn điện.
- Cơ thể người cũng là vật dẫn điện.
Các vật không cho dòng điện đi qua được gọi là vật không dẫn điện (vật cách điện).
- Giấy bóng kính, thanh nhựa,... là các vật cách điện.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
5. Nêu ví dụ về vật dẫn điện và vật cách điện trong cuộc sống.
📝 Luyện tập
Chỉ ra những bộ phận dẫn điện và bộ phận cách điện ở: công tắc điện, cầu chì, đèn điện.
- Các vật dẫn điện: dây điện, nồi, dao,…
- Các vật cách điện: sách, vở, cốc thuỷ tinh, cốc nhựa,…
⚙️ Vận dụng
Xe chở xăng khi di chuyển thường kéo theo một đoạn dây xích (hình 20.6). Cách làm này để tránh sự phóng tia lửa điện từ các chi tiết trên thùng chở xăng. Hãy cho biết:
a) Vì sao trên bề mặt xe có thể nhiễm điện?
b) Vì sao phải sử dụng dây xích kim loại?
a. Trên bề mặt xe có thể nhiễm điện do các vật liệu trên xe tạo ra sự phân cực và tích điện, và các chấn động và va chạm có thể tạo ra các điện tích. Ngoài ra, các yếu tố thời tiết như gió và mưa, sự ma sát với không khí cũng có thể gây ra sự tích điện trên bề mặt xe.
b. Dây xích kim loại được sử dụng để kéo theo xe chở xăng khi di chuyển bởi vì kim loại là một chất dẫn điện tốt và có thể giúp dẫn điện các điện tích trên bề mặt xe đến một chỗ an toàn hơn (xuống đất). Khi dây xích kim loại chạm vào một vật dẫn điện khác như đất, nó sẽ giúp dẫn điện và giảm nguy cơ phóng tia lửa điện. Xăng dầu là một chất rất dễ bén lửa nên người ta phải sử dụng dây xích kim loại như trên.
🕵️♀️ Em có biết
Trong các cơn giông thường xuất hiện các đám mây mang điện tích rất lớn. Khi các đám mây mang điện trái dấu ở gần nhau hoặc ở gần mặt đất thì giữa chúng sẽ xuất hiện hiện tượng phóng tia lửa điện mạnh.
🔑 Kiến thức cốt lõi
• Khi các vật cách điện cọ xát với nhau, các electron có thể di chuyển từ vật này sang vật khác làm cho các vật này nhiễm điện.
• Các vật nhiễm điện cùng dấu đẩy nhau, trái dấu hút nhau.
• Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.
• Vật dẫn điện là vật cho dòng điện đi qua. Vật không dẫn điện là vật không cho dòng điện đi qua.
BÀI TẬP
Đang cập nhật
