nanserenity.files.wordpress.com · web viewทำการทดลองเพ อพ...

~ 1 ~

หนวยการเรยนรท 1ไฟฟาสถต

ประจไฟฟา

ขณะเกดพายฝนฟาคะนอง ปรากฏการณทเราสามารถพบเหนไดคอ การเกดประกายแสงสวางวาบบนทองฟาทเรยกวา ฟาแลบหรอฟาผา

ปรากฏการณดงกลาว สามารถอธบายไดจากสมบตของอนภาคพนฐานทเรยกวา ประจไฟฟา (Electric Charge)

ประจไฟฟาม 2 ชนด ไดแก ประจไฟฟาบวก และประจไฟฟาลบสมบตพนฐานของประจไฟฟา คอ ประจไฟฟาจะมการตอบสนองตอ

ประจไฟฟาอนๆ ทอยใกลเคยง โดยลกษณะของการตอบสนองจะขนอยกบชนดของประจไฟฟานนๆ

คำาถามเพมเตม 1. หากนำาประจบวกตวหนงมาวางใกลๆ กบประจบวกอกตวหนง

ประจไฟฟาทงสองจะเกดการตอบสนองซงกนและกนอยางไรตอบ ....................................................................................................................................................

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส ม.6

ภาคเรยนท 1 ปการศกษา 2552 ผสอน ครนานทร สขแสน

นกเรยนทราบหรอไมวาปรากฏการณฟาแลบหรอฟาผาเกดขนไดอยางไร

~ 2 ~

2. หากนำาประจลบตวหนงมาวางใกลๆ กบประจลบอกตวหนง ประจไฟฟาทงสองจะเกดการตอบสนองซงกนและกนอยางไรตอบ ....................................................................................................................................................

3. หากนำาประจลบตวหนงมาวางใกลๆ กบประจบวกอกตวหนง ประจไฟฟาทงสองจะเกดการตอบสนองซงกนและกนอยางไรตอบ ....................................................................................................................................................

วตถทกชนดจะประกอบดวยประจไฟฟาในปรมาณมากนอยแตกตางกน ในสภาวะปกต ปรมาณประจไฟฟาบวกและลบในวตถจะมจำานวนเทากน เรยกวาวตถนนเปนกลางทางไฟฟา แตถาทำาใหประจไฟฟาบวกภายในวตถมมากกวาประจไฟฟาลบ วตถนนจะแสดงสมบตของประจไฟฟาบวก เรยกวาวตถนนเปนบวกทางไฟฟา ตรงขามกนหากทำาใหประจไฟฟาลบภายในวตถมากวาประจไฟฟาบวก วตถนนจะแสดงสมบตของประจไฟฟาลบ เรยกวา วตถนนเปนลบทางไฟฟา

4. หากนำาวตถทเปนบวกมาวางใกลๆ กบวตถทเปนกลางทางไฟฟา วตถทงสองจะเกดการตอบสนองซงกนและกนอยางไรตอบ ....................................................................................................................................................

5. หากนำาวตถทเปนลบมาวางใกลๆ กบวตถทเปนกลางทางไฟฟา วตถทงสองจะเกดการตอบสนองซงกนและกนอยางไรตอบ ....................................................................................................................................................

6. หากนำาวตถทเปนกลางมาวางใกลๆ กบวตถทเปนกลางทางไฟฟา วตถทงสองจะเกดการตอบสนองซงกนและกนอยางไรตอบ ....................................................................................................................................................



~ 3 ~

วตถตางๆ รอบตวเรา ลวนประกอบขนมาจากอนภาคโปรตอน นวตรอน และอเลกตรอน จบกลมรวมตวกนในรปแบบของอะตอมของธาตตางๆ ธาตทตางกนยอมมจำานวนของอนภาคดงกลาว รวมทงลกษณะของการจบกลมแตกตางกน ถาพจารณาประจไฟฟาบนอนภาคดงกลาว พบวาโปรตอนจะมประจไฟฟาเปนบวกซงมขนาดประจไฟฟาเทากบประจไฟฟาของอเลกตรอน แตอเลกตรอนจะมประจไฟฟาเปนลบ สวนนวตรอนจะไมมประจไฟฟา

7. ในสภาวะปกต อะตอมของวตถจะมจำานวนโปรตอนในนวเคลยสเทากบจำานวนของอเลกตรอน ซงสามารถนำาหลกนไปอธบายสภาวะเปนกลางทางไฟฟาของวตถไดอยางไรตอบ .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

8. หากนำาวตถทเปนบวกมาวางใกลๆ กบวตถทเปนกลางทางไฟฟา วตถทงสองจะเกดการตอบสนองซงกนและกนอยางไรตอบ .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

9. หากอะตอมหนงไดรบอเลกตรอนเพมจากภายนอก จะสงผลตอสมบตทางไฟฟาของอะตอมนนอยางไรตอบ .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................



~ 4 ~

ในปจจบนเปนททราบกนดวา อนภาคโปรตอน นวตรอน และอเลกตรอน ไมใชอนภาคทเปนองคประกอบยอยทสดทเรยกวา อนภาคมลฐาน (Fundamental Particles) เนองจากอนภาคดงกลาวประกอบขนจากอนภาคยอยอกชนดหนง เรยกวา ควารก (Quark)

ประจไฟฟาและควารก

ในปจจบนมการคนพบควารกทงหมด 6 ชนด ไดแก1.

.....................

....................2.

.....................

....................3.

.....................

....................4.

.....................

....................5.

.....................

....................6.

.....................

....................หากกำาหนดใหคาประจไฟฟาของโปรตอนเปน +1 และคาประจไฟฟา

ของอเลกตรอนเปน -1 คาประจไฟฟาของควารกทง 6 ชนด มคาดงตารางตอไปน

ชนดของควารก

สญลกษณ

ประจไฟฟา

bcdstu

ไมสามารถพบควารกอสระในตามธรรมชาต เนองจากมนมกจะรวมกลมกนโดยมกลออน (Gluon) ซงเปนอนภาคอกชนดหนงทำาหนาทคลายกาวเชอมควารกเขาดวยกน การรวมกนของควารกจะทำาใหเกดอนภาคชนดใหมขนมา เชน โปรตอน นวตรอน เปนตนเอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส ม.6


~ 5 ~

สมบตของควารกอกประการหนงเรยกวา ส (Colour) เปนชอเรยกประจทางแรงนวเคลยรแบบเขม ม 3 ชนด ไดแก

1. .............................................................................................................................................................

2. .............................................................................................................................................................

3. .............................................................................................................................................................ถานำาเอาประจของแรงนวเคลยรแบบเขมทงสมชนดมารวมกน จะ

ทำาใหประจรวมไมมส ในทำานองเดยวกบการนำาเอาประจของแรงทางไฟฟา ชนดบวกและลบมารวมกน ซงจะไดประจรวมเปนศนย

กฎธรรมชาตของแรงนวเคลยรแบบเขม คอ สภาวะทเสถยรตองมประจไมมส ดงนน ควารกทมสตางกน จงมกจะรวมตวกน เพอเปนอนภาคใหมทไมมส ดงตวอยางตอไปน

10. โปรตอน ประกอบดวย ควารก 3 ตว คอ1.................................. ม

ประจไฟฟาเปน ......................2. ................................. ม

ประจไฟฟาเปน ......................3. ................................. ม

ประจไฟฟาเปน ......................ประจไฟฟารวมของโปรตอน = .......................................



uu d

สแดง

สนำาเงน ส

เขยว

กลออน

สวนประกอบของโปรตอน

~ 6 ~

11. นวตรอน ประกอบดวย ควารก 3 ตว คอ1.................................. ม

ประจไฟฟาเปน ......................2. ................................. ม

ประจไฟฟาเปน ......................3. ................................. ม

ประจไฟฟาเปน ......................ประจไฟฟารวมของโปรตอน = .......................................

ตาราง การเปรยบเทยบมวลและประจของอเลกตรอน โปรตอน และนวตรอน

ชนดของอนภาค

สญลกษณ

มวล ประจไฟฟา

อเลกตรอน e

me(9.109210-31 kg)

-e(-

1.60210-19 C)

โปรตอน p1,836.15

me(1.672610-27 kg)

+e(+1.60210-19 C)

นวตรอน n1,838.68

me(1.674910-27 kg)

0

การสรางประจอสระบนวตถ



ud d

กลออน

สแดง

สนำาเงน

สเขยวสวนประกอบของ

นวตรอน

~ 7 ~

ในวตถทเปนกลางทางไฟฟา จะมจำานวนประจไฟฟาบวกจากโปรตอน และประจไฟฟาลบจากอเลกตรอนเทากน ดงนนหากทำาใหจำานวนโปรตอนและอเลกตรอนของวตถแตกตางกน จะทำาใหเกดประจไฟฟาอสระขนได

1. ในกรณทวตถเปนบวกทางไฟฟา ประจอสระจะเปนประจไฟฟาชนดใด .....................................

2. ในกรณทวตถเปนลบทางไฟฟา ประจอสระจะเปนประจไฟฟาชนดใด .......................................

กจกรรมท 1 ถ วนท ......./......../........จดประสงคการเรยนร

นกเรยนสามารถทดลองเพอสงเกตลกษณะการเกดประจไฟฟาอสระจากการขดสของวตถวสดอปกรณ

1. ลกโปง 1 ลก 2. กระดาษ1 แผนวธทำา

1. เปาลกโปงใหมขนาดใหญพอประมาณ

2. ตดกระดาษเปนชนเลกๆ โดยมขนาดตางๆ กน

3. ใชมอถเบาๆ บนลกโปง แลวนำาลกโปงไปใกลๆ กบกระดาษ สงเกตการเปลยนแปลงของกระดาษ

คำาถามกอนทำากจกรรม



ประจไฟฟาอสระบนวตถเกดขนได

อยางไร

~ 8 ~

1. นกเรยนคดวา การนำาวตถมาถกนจะเกดประจไฟฟาอสระขนเสมอหรอไม อยางไร.................................................................................

.........................................................................................................................................................................................................................................

2. ถานำาสมดมาถกบโตะ แลวนำาไปใกลๆ กบเศษกระดาษ นกเรยนคดวาเศษกระดาษจะมการเปลยนแปลงหรอไม อยางไร..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

บนทกผลการทำากจกรรมการเปลยนแปลงของกระดาษ ม ไมมล ก ษ ณ ะ ก า ร เ ป ล ย น แ ป ล ง ค อ

........................................................................................

..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

คำาถามหลงทำากจกรรม1. นกเรยนอธบายปรากฏการณทเก ดขนจากการท ำากจกรรมนวา

อยางไร .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................



~ 9 ~

2. หากนำาลกโปงทถแลวมาวางใกลๆ เศษไม หรอตะปเลกๆ จะเกดการเปลยนแปลงหรอไม อยางไร.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

การทำาใหวตถเกดประจอสระสามารถทำาได 3 วธ คอ1. การขดสหรอถ2. การถายเทหรอแตะ3. การเหนยวนำาหรอลอ

1. การขดสหรอถ : เปนการนำาวตถตางชนดมาถกน แรงเสยดทานระหวางผวของวตถทงสองจะทำาใหเกดความรอน เมออะตอมของวตถไดรบความรอน อเลกตรอนจะหลดจากวตถหนงไปยงอกวตถหนง ผลคอทำาใหวตถหนงมจำานวนอเลกตรอนลดลง สวนอกวตถหนงจะมอเลกตรอนเพมขน

นกวทยาศาสตรทำาบญช Frictional Order ของสารทนำามาถกนไวประมาณ 20 ชนด โดยเรยงลำาดบหมายเลขสารทเสยอเลกตรอนงายทสดไปหายาก ตามลำาดบดงน

1) ขนสตว 2

)ขนแกะหรอผาสกหลาด



~ 10 ~

3) ไม 4

) เชลแลก

5) ยางสน 6

) ครง

7) แกวเรยบ 8

)ผาฝายหรอผาสำาล

9) กระดาษ

10)

ผาแพรเลยน

11)

แกวขรขระ12)

ผวหนง

13)

โลหะ14)

ยาง

15)

อำาพน16)

กำามะถน

17)

อโบไนต18)

ยางกตตาเปอรบา

19)

ผาแพรอามลกาเมต

20)

เซลลลอยด

คำาถามเพมเตม 1. ถานำาขนสตวไปถกบวตถอนๆ ขนสตวมกจะมประจไฟฟาชนดใด

.................................................................................

............................................................................เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส ม.6


~ 11 ~

2. ถานำาเซลลลอยดไปถกบวตถอนๆ เซลลลอยดมกจะมประจไฟฟาชนดใด.............................................................................................................................................................

3. ถานำาอำาพนถกบขนสตว วตถใดจะเกดประจบวก และวตถใดจะเกดประจลบ.............................................................................................................................................................พจารณาจากภาพตอไปน

4. ก อนการขดส สมบต ทางไฟฟาของ A และ B เป นอยาง ไร ..............................................................................................................................................................................................................................

5. หล งการขดส สมบต ทาง ไฟฟ าของ A และ B เป นอย าง ไร ...............................................................................................................................................................................................................................

6. จำานวนประจไฟฟาอสระ ภายหลงการขดส บน A และ B เปนเทาไร ..............................................................................................................................................................................................................

7. ชนดของประจไฟฟาอสระภายหลงการขดส บน A และ B เปนอยางไร .............................................



A Bกอนการขดส

A Bหลงการขดส

~ 12 ~

.................................................................................

............................................................................8. สามารถสรปความสมพนธของจำานวนและชนดของประจอสระบนค

ว ต ถ ภ า ย ห ล ง ก า ร ข ด ส ไ ด ว าอยางไร..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2. การถายเทหรอการแตะ : เปนการนำาวตถสองสงมาสมผสหรอวางแตะกน พบวาจะเกดการถายเทประจอสระระหวางวตถทงสอง ประจอสระทเปนประจไฟฟาบวกและลบจะจบกนเปนคๆ แลวเปลยนสภาพกลายเปนกลางทางไฟฟา ประจอสระทเหลอจากการจบคจะแสดงอำานาจทางไฟฟาออกมา และถาหากแยกวตถทงสองออกจากกน ประจอสระรวมจะแยกไปอยบนวตถทงสอง โดยอตราสวนของประจอสระภายหลงการแยกบนวตถทงสอง จะมคาขนอยกบอตราสวนของขนาดของวตถทงสอง

คำาถามพจารณาภาพจากการถายเทประจตอไปน



กอนนำามาแตะกน

A B A B

ขณะแตะกน

A B

หลงจากแตะกน

~ 13 ~

นำาวตถทรงกลม A และ B ซงเหมอนกนทกประการ แตมประจไฟฟาอสระชนดเดยวกนแตจำานวนตางกนมาแตะกน เกดการถายเทประจไฟฟาดงภาพ

1. จำานวนของประจไฟฟาอสระบนวตถ A จำานวนประจไฟฟาอสระบนวตถ B และจำานวนของประจไฟฟารวม กอนและหลงการแตะมการเ ป ล ย น แ ป ล ง ห ร อ ไ ม อ ย า ง ไ ร ...............................................................................................................................................................................................................

2. ชนดของประจไฟฟาอสระบนวตถ A และประจไฟฟาอสระบนวตถ B ก อ นแ ละห ล ง กา รแ ต ะม ก า ร เ ปล ยนแ ป ล ง ห ร อ ไ ม อ ย า ง ไ ร ...........................................................................................................................................................................................................................................................................พจารณาภาพจากการถายเทประจตอไปน

นำาวตถทรงกลม A และ B ซงเหมอนกนทกประการ แตมประจไฟฟาอสระตางชนดกน และมจำานวนตางกนมาแตะกน เกดการถายเทประจไฟฟาดงภาพ

3. จำานวนของประจไฟฟาอสระบนวตถ A จำานวนประจไฟฟาอสระบนวตถ B และจำานวนของประจไฟฟารวม กอนและหลงการแตะมการเ ป ล ย น แ ป ล ง ห ร อ ไ ม อ ย า ง ไ ร ..................................................




A B


A B


A B

~ 14 ~

.................................................................................

............................................................................4. ชนดของประจไฟฟาอสระบนวตถ A และประจไฟฟาอสระบนวตถ B

ก อ นแ ละห ล ง กา รแ ต ะม ก า ร เ ปล ยนแ ป ล ง ห ร อ ไ ม อ ย า ง ไ ร ...........................................................................................................................................................................................................................................................................พจารณาภาพจากการถายเทประจตอไปน

นำาวตถทรงกลม A และ B มาแตะกน โดยรศมของ A เปน 2 เทา

ของ B บนทรงกลม A และ B มจำานวนประจและชนดแตกตางกน เกดการถายเทประจไฟฟาดงภาพ

5. จำานวนของประจไฟฟาอสระบนวตถ A จำานวนประจไฟฟาอสระบนวตถ B และจำานวนของประจไฟฟารวม กอนและหลงการแตะมการเ ป ล ย น แ ป ล ง ห ร อ ไ ม อ ย า ง ไ ร ...............................................................................................................................................................................................................

6. ชนดของประจไฟฟาอสระบนวตถ A และประจไฟฟาอสระบนวตถ B ก อ นแ ละห ล ง กา รแ ต ะม ก า ร เ ปล ยนแ ป ล ง ห ร อ ไ ม อ ย า ง ไ ร ...........................................................................................................................................................................................................................................................................



A B


A B


A B


~ 15 ~

7. จากตวอยางขางตน สามารถสรปลกษณะของการถายเทประจไฟฟาไดดงน7.1 จำานวนประจไฟฟาอสระรวม กอนการแตะและหลงการแตะม

ความสมพนธกน ค อ ............................................................................................................................................................................

7.2 ชนดของประจไฟฟาอสระบนแตละวตถ กอนการแตะและหลงการแตะมความสมพนธกน คอ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................

3. การเหนยวนำา : เปนการนำาวตถทมประจไฟฟาไปวางไวใกลๆ กบวตถทเปนกลางทางไฟฟา โดยยงไมสมผสกน แลวตอสายดน

คำาถามพจารณาการเหนยวนำาของประจไฟฟาบนวตถ A จากการนำาวตถ B

มาเหนยวนำา

จงตอบคำาถามตอไปน



(ก)

A AB

(ข)

AB

(ค)

(ง)

AB A

B(จ) (ฉ)

A

~ 16 ~

1. ประจไฟฟาบนวตถ A ภายหลงการเหนยวนำา ปละประจไฟฟาบนวตถ B มความสมพนธกนอยางไร..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2. กอนการเหนยวนำาในภาพ (ก) วตถ A มประจไฟฟาเปนอยางไร .....................................................................................................................................................................................................................

3. เมอวตถ B ซงมประจไฟฟาเปนบวก ถกนำามาวางใกลๆ กบวตถ A ในภ า พ (ข ) เ ก ด ก า ร เ ป ล ย น แ ป ล ง อ ย า ง ไ ร ก บ ว ต ถ A ................................................................................................................................

4. ............................................................................................................................................................

5. ระยะหางระหวางวตถ A และ B จะสงผลอยางไรตอประจไฟฟาบนวตถ A ....................................................................................................................................................................................................

6. ใ น ภ า พ (ง ) ส า ย ด น ส ง ผ ล อ ย า ง ไ ร ต อ ป ร ะ จ ไ ฟ ฟ า บ น ว ต ถ A ..............................................................................................................................................................................................................................

7. นกเรยนคดวา หากนำาวตถ B ออกหางจากวตถ A ในขณะทยงมสายดนตอกบวตถ A จะสงผลอยางไรตอประจไฟฟาบนวตถ A เ พ ร า ะ เ ห ต ใ ด จ ง อ ธ บ า ย ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................



~ 17 ~

8. ถาวสดทใชท ำาวตถ A ทำาจากโลหะ และทำาจากแกว จะไดผลการเปลยนแปลงประจไฟฟาจากการเหนยวนำาเหมอนในตวอยางหรอไม อ ย า ง ไ ร จ ง อ ธ บ า ย ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

9. สายลอฟาป องก นตกหรออาคารสงจากการถกฟาผ าอยางไร .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

อเลกโทรสโคปอเลกโทรสโคป คอ อปกรณสำาหรบตรวจวดประจไฟฟาบนวตถตางๆ

อเลกโทรสโคปอยางงายม 2 แบบ คอ แบบลกพท และแบบแผน

(ก) อเลกโทรสโคปแบบลกพธ (ข) อเลกโทรสโคปแบบแผน

อเลกโทรสโคปหลกการทำางานของอเลกโทรสโคปแบบลกพท

1. การตรวจสอบวาวตถม/ไมมประจไฟฟา มขนตอนดงน



~ 18 ~

1)

2)

ผลการทดสอบจะม 2 แบบ คอแบบท 1 แบบท 2

คำาถาม1. นกเรยนคดวาวธการทจะทำาใหลกพทเปนกลางทางไฟฟาทำาไดอยางไร

.............................................

.................................................................................

............................................................................2. จากผลการทดสอบแบบท 1 ทลกพทนง

วตถทนำามาทดสอบ มประจไฟฟา ไมมประจไฟฟา3. จากผลการทดสอบแบบท 2 ทลกพทเบนเขาหาวตถทนำามาทดสอบ

วตถทนำามาทดสอบ มประจไฟฟา ไมมประจไฟฟา4. นกเรยนจะทราบชนดของประจไฟฟาบนวตถทนำามาทดสอบจากการ

ท ด ส อ บ ค ร ง น ห ร อ ไ ม เ พ ร า ะ เ ห ต ใ ด ..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................



ทำาใหลกพทเปนกลางทางไฟฟา

นำาวตถทตองการทดสอบมาใกลๆ ลกพท

ลกพทนง ลกพทเบนเขาหาวตถนน

~ 19 ~

5. ใหนกเรยนสรปหลกการทดสอบวาวตถม/ไมมประจไฟฟา โดยใชอเลกโทรสโคปแบบลกพท ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................



~ 20 ~

2. การตรวจสอบชนดของประจไฟฟาบนวตถทดสอบ มขนตอนดงน1)

2)

3. ผลการทดสอบจะม 2 แบบ คอแบบท 1 แบบท 2

คำาถาม1. เพราะเหตใดลกพทจงมการเคลอนททงเบนเขาหา และเบนออกจาก

วตถททประจไฟฟา ................................................................................................................................................................................

2. จากผลการทดสอบแบบท 1 ทลกพทเบนเขาหาวตถทนำามาทดสอบประจไฟฟาบนวตถทนำามาทดสอบ

เปนประจไฟฟาชนดเดยวกนกบประจไฟฟาบนลกพท เปนประจไฟฟาตางชนดกนกบประจไฟฟาบนลกพท

3. จากผลการทดสอบแบบท 2 ทลกพทเบนออกจากวตถท น ำามาทดสอบประจไฟฟาบนวตถทนำามาทดสอบ

เปนประจไฟฟาชนดเดยวกนกบประจไฟฟาบนลกพท



ใสประจททราบชนดลงบนลกพท

ลกพทเบนเขาหาวตถนน ลกพทเบนออกจากวตถนน

นำาวตถทตองการทดสอบมาใกลๆ ลกพท

~ 21 ~

เปนประจไฟฟาตางชนดกนกบประจไฟฟาบนลกพท4. ใหนกเรยนสรปหลกการทดสอบชนดของประจไฟฟาบนวตถทน ำามา

ท ด ส อ บ โ ด ย ใ ช อ เ ล ก โ ท ร ส โ ค ป แ บ บ ล ก พ ท .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................

กจกรรมท 2 อเลกโทรสโคปแบบแผนวนท ......./......../........

จดประสงคการเรยนรนกเรยนสามารถอธบายหลกการของอเลกโทรสโคปแบบแผนได

วสดอปกรณ1. ขวดพลาสตกใสหรอขวดแกวปากกวาง 1 ใบ2. กระปองเครองดมอะลมเนยม 1 ใบ3. กระดาษตะกว 1 แผน4. ลกโปง 1 ใบ5. กระดาษกาว กาว6. กรรไกร มด

วธทำา1. นำากระปองเครองดมอะลมเนยมมาตดในลกษณะ

ดงภาพ



อเลกโทรสโคปแบบแผนมหลก

การทำางานอยางไร

~ 22 ~

2. นำาชนสวน A มาตดในลกษณะดงภาพ

3. นำากระดาษตะกวมาตดเปนชนเลกๆ แลวตดปลายเขากบแกนดานลางของชนสวน A ในขอ 2. ปลายดานลางของกระดาษตะกวจะสามารถกางออกไดเลกนอย

4. นำาขวดพลาสตกใสหรอขวดแกวปากกวางมาใสชนสวนในขอ 3. แลวปดปากดวยกระดาษกาวใหเรยบรอย จะไดอเลกโทรสโคปแบบแผนอยางงาย

5. นำาลกโปงใหมขนาดพอเหมาะ แลวใชมอถเบาๆ ทผวลกโปง แลวนำาลกโปงมาใกลๆ กบปากของอเลกโทรสโคปแบบแผน สงเกตการณเปลยนแปลงของกระดาษตะกวดานลาง

คำาถามกอนทำากจกรรม1. ตวนำาและฉนวนแตกตางกนอยางไร

.............................................................................................................................................................

.................................................................................

............................................................................2. หากใชกระปองพลาสตกแทนกระปองเครองดมอะลมเนยม ในการส

รางอเลกโทรสโคปแบบแผนไดหรอไม เพราะเหตใด..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................



~ 23 ~

3. การนำาลกโปงมาถ มจดประสงคเพออะไร..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

บนทกผลการทำากจกรรมเมอนำาลกโปงทถกถมาใกลๆ กบปากของอเลกโทรสโคปทสรางขน

พบวากระดาษตะกว ไมมการเปลยนแปลง มการ

เปลยนแปลงล ก ษ ณ ะ ก า ร เ ป ล ย น แ ป ล ง ค อ

........................................................................................

.....................................................................................................................................................................................

คำาถามหลงทำากจกรรม1. กรณทแผนตะกวเปนกลางทางไฟฟา และไมเปนกลางทางไฟฟา แผน

ต ะ ก ว จ ะ ม ล ก ษ ณ ะ แ ต ก ต า ง ก น อ ย า ง ไ ร .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2. จากกจกรรมขางตน เมอนำาลกโปงมาใกลๆ กบปากของอเลกโทรสโคปแบบแผน กระดาษตะกวดานลางมการเปลยนแปลงหรอไม อยางไร.............................................................................................................................................................



~ 24 ~

.................................................................................

............................................................................หลกการทำางานของอเลกโทรสโคปแบบแผน1. การตรวจสอบวาวตถม/ไมมประจไฟฟา มขนตอนดงน

1) 2)

ทำาใหแผนตะกวเปนกลางทางไฟฟา

นำาวตถทตองการทดสอบมาวางไวใกลๆ จานทดสอบ

ผลการทดสอบม 2 แบบ คอแบบท 1

แบบท 2

แผนตะกวนง แผนตะกวกางออก คำาถาม ผลการทดสอบแบบท 1 บอกวาวตถทนำามาทดสอบ

มประจไฟฟา ไมมประจไฟฟา ผลการทดสอบแบบท 2 บอกวาวตถทนำามาทดสอบ

มประจไฟฟา ไมมประจไฟฟา เมอนำาวตถทดสอบทมประจไฟฟามาใกลจานทดสอบของอเลกโทร

สโคป ประจไฟฟาบนอเลกโทร สโคปมการเปลยนแปลงอยางไร ......................................................................................................................................................................................................................................................................



~ 25 ~

การเปลยนแปลงของประจไฟฟาบนอเลกโทรสโคปมความสมพนธกบการกางออกของแผนตะกวในอเลกโทรสโคปอยางไร จงอธบาย ...............................................................................................................................................................................................................................................................

2. การตรวจสอบชนดของประจไฟฟาบนวตถทดสอบ มขนตอนดงน1) 2)

ใสประจททราบชนดลงบนจานทดสอบ

นำาวตถทตองการทดสอบมาวางไวใกลๆ จานทดสอบ

ผลการทดสอบม 2 แบบ คอแบบท 1

แบบท 2

แผนตะกวกางออกมากกวาเดม

แผนตะกวหบลงแลวกางออกเมอนำาวตถทดสอบมาวางใกลจานทดสอบมากขน



~ 26 ~

แรงระหวางประจไฟฟาพจารณาจากการทดลองตอไปน

ภาพ (a) ภาพ (b)ทรงกลมตวนำา A และ B เหมอน

กนทกประการ A ตดกบดามฉนวน สวน B ถกหอยดวยเชอกททำาจากฉนวนยาว l ดงภาพ (a)

เมอใสประจไฟฟาชนดเดยวกนและขนาด q เทากน ลงบนทรงกลมตวนำา A และ B เกดการเปลยนแปลงดงภาพ (b)

การเปลยนแปลงทเกดขนเมอใสประจไฟฟาบน A และ B คออะไร.............................................................................................................................................................

นกเรยนคดวา การเปลยนแปลงทเกดขน มสาเหตจากสงใด



l

BA

l

BAqq

xr

~ 27 ~

.................................................................................

............................................................................ จงเขยนแผนผงของแรงทกระทำาตอทรงกลมตวนำา B โดยมแรงดง

ตอไปน1. นำาหนก = mg2. แรงตงเชอก = T3. แรงผลกของประจไฟฟาบนทรงกลม

ตวนำา A และ B = F

ทรงกลมตวนำา B หยดนงในลกษณะขางตน แสดงวาอยในสภาพสมดล จากแผนผงของแรงจะไดวา

หรอ

เมอ เปนมมเลกๆ

จงไดวา เมอ เปนมมเลกๆ เนองจาก และ เปนคาคงตว ดงนน แรงระหวางประจไฟฟา (F)

จงมคาขนกบระยะททรงกลมตวนำา B เบนไปจากแนวเดม (x)หรอ



~ 28 ~

ทำาการทดลองเพอพจารณาความสมพนธระหวางระยะหางของทรงกลมตวนำา A และ B (ระยะ r) กบระยะททรงกลมตวนำา B เบนไปจากแนวเดม (x) ไดผลการทดลองดงกราฟ

จากกราฟ x กบ r นกเรยนสรปความสมพนธระหวาง x กบ r ไดอยางไร

............................................................................................................................................................................................................................................................................................

นอกจากนนำาขอมลจากการทดลองไปเขยนกราฟระหวา x กบ 1/r2 ไดดงน

กราฟระหวา x กบ 1/r2 นกเรยนสรปความสมพนธระหวาง x กบ 1/r2 ไดอยางไร

............................................................................................................................................................................................................................................................................................

จากนนทดลองในลกษณะเดมแตกำาหนดใหระยะหางระหวางทรงกลมตวนำาทงสอง (ระยะ r) คงตว แตเปลยนขนาดประจไฟฟาจาก q เปน q/2, q/4, q/8, ... ตามลำาดบ แลวนำาขอมลของระยะททรงกลมตวนำา B เบนไปจากเดม (x) กบขนาดของประจไฟฟา (q) ไปเขยนกราฟไดดงน



x

r

x

1/r2

~ 29 ~

จากกราฟ x กบ q นกเรยนสรปความสมพนธระหวาง x กบ q ไดอยางไร

............................................................................................................................................................................................................................................................................................

ใน พ.ศ.2327 ชารล โอกสแตง เดอ คลอมบ (Charles Augustin de Coulomb) ไดคนพบความสมพนธของแรงระหวางประจไฟฟาบนวตถ และไดสรปความสมพนธเรยกวา กฎของคลอมบ ดง“ ”ตอไปน

“ขนาดของแรงระหวางประจไฟฟา 2 ประจ มคาเปนสดสวนโดยตรงกบผลคณของขนาดประจไฟฟาทงสอง และเปนสดสวนผกผนกบกำาลงสองของระยะหางระหวางประจทงสองตวนน ซงสามารถเขยนเปนสมการ”สรปความสมพนธไดดงน

โดย F แทนขนาดแรงระหวางประจไฟฟา หรอแรงคลอมบ มหนวยเปนนวตน (N)

k แทนคาคงตวของคลอมบ มคาเทากบ 9109 Nm2/C2

Q และ q แทนขนาดของประจไฟฟาอสระบนวตถ มหนวยเปนคลอมบ (C)

r แทนระยะหางระหวางประจไฟฟาทงสอง มหนวยเปนเมตร (m)ทศทางของแรงคลอมบนจะขนอยกบชนดของประจไฟฟาทงสอง

พจารณาภาพตอไปน



x

q

~ 30 ~

จงอธบายความสมพนธของทศทางของแรงคลอมบ และชนดของประจไฟฟาทงสอง..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

และ มความเหมอนและความแตกตางกนอยางไร จงอธบาย..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

แบบฝกหด การคำานวณเรองแรงระหวางประจไฟฟา1. ประจจด +5 C และ -2 C ถานำามาวางหางกน 10 cm แรง

ระหวางประจไฟฟาทงสองน มคาเทาไร และเปนแรงดดหรอแรงผลก

2. ทรงกลมตวนำา A เดมเปนกลางทางไฟฟา ถกนำาไปใสอเลกตรอนจำานวนหนง เมอนำาไปวางใกลๆ กบทรงกลมตงนำา B ซงมประจไฟฟา



+ +

+

--

-

~ 31 ~

-1 C เปนระยะ 1 cm พบวาเกดแรงขนระหวางประจไฟฟาบนทรงกลมตวนำาขนาด 1 N อเลกตรอนทใสเขามาในทรงกลมตวนำา A มกตว

3. ทรงกลมตวนำา A และ B มมวลเทากนคอ 2 kg ถานำา A แขวนกบเพดานดวยเชอกเบา แลวใสประจบวกขนาด 20 C ตองไฟฟาชนดใดและขนาดเทาไร ลงบน B จงจะทำาให B ลอยนง ดงภาพได

ในกรณของระบบประจไฟฟาทมกลมของประจไฟฟาตงแต 3 ประจขนไป แรงคลอมบทเกดบนประจใดๆ จะมมากกวา 1 แรง โดยจะมขนาดเทากบผลบวกของแรงระหวางประจนนกบประจอนๆ แบบเวกเตอร

แบบฝกหด การคำานวณเรองแรงไฟฟาในระบบประจไฟฟา1. ประจไฟฟา -10 C, +10 C, +20 C และ -20 C วางเรยง

กนไปตามเสนตรง มระยะหางกน 10 cm เทาๆ กน จงหาแรงลพธทเอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส ม.6


A

B20 cm

~ 32 ~

กระทำาตอประจไฟฟา +10 C

2. ABCD เปนรปสเหลยมจตรส ยาวดานละ 3 m มประจไฟฟาขนาด 1, 1, -1 และ C วางอยท A, B, C และ D ตามลำาดบ จงหาแรงลพธทกระทำาตอประจทจด B

สนามไฟฟา

งานในการเลอนประจไฟฟา

ความจไฟฟา



nanserenity.files.wordpress.com · web viewทำการทดลองเพ อพ...

Documents