เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 1

1. ประจไฟฟา การเหนยวน าทางไฟฟา อเลกโทรสโคป และการตอสายดน 1.1 ประจไฟฟา

พจารณาการทดลองน าแทงแกวถผาสกหลาดตอไปน ปกตแลวอะตอมในแทงแกวและผาสกหลาดจะมจ านวนประจลบ (อเลกตรอน) และประจบวก (โปรตอน) ในปรมาณทแทงแกวบางสวนหลดไป หาผาสกหลาดและเทากน จงท าใหประจไฟฟารวมเปนศนยเรยกวาเปนกลางทางไฟฟาเมอน าแทงแกวถผาสกหลาดจะท าใหอเลกตรอนของอเลกตรอนของผาสกหลาดบางสวนจะหลดไปหาแทงแกว แตเนองจากแทงแกวมความสามารถในการจายอเลกตรอนไดมากกวาผาสกหลาด ดงนนจ านวนอเลกตรอนทหลดจากแทงแกวไปหาผาสกหลาดจงมมากกวาอเลกตรอนทหลดจากผาสกหลาดกลบมาหาแทงแกว เมอแยกแทงแกวออกจากผาสกหลาด ผาสกหลาดจะมอเลกตรอนมากกวาปกตจงมประจสะสมเปนลบ สวนแทงแกวเสยอเลกตรอนไปมากจะมประจสะสมเปนบวก หมายเหต : ความสามารถในการจายอเลกตรอนของวตถบางอยางเรยงลาดบจากมากไปนอยเปนดงน แกว > เสนผมคน > เปอรสเปกซ > ไนลอน > ผาสกหลาด > ผาไหม > ผาฝาย > อาพน > พวซ > เทฟลอน ในทนจะไดวา แกวจายอเลกตรอนไดมากทสด และเทฟลอนจายอเลกตรอนไดนอยทสด ทดสอบความเขาใจ

1. เหตใดเมอนาแทงแกวไปถผาสกหลาดแลวแทงแกวจงมประจไฟฟาสะสมเปนบวก 1. เพราะแทงแกวจายประจลบ (อเลกตรอน) ใหแกผาสกหลาดฝายเดยว 2. เพราะแทงแกวรบประจบวก (โปรตอน) จากผาสกหลาด 3. เพราะแทงแกวรบประจบวก (โปรตอน) จากสงแวดลอม 4. เพราะแทงแกวจายประจลบ (อเลกตรอน) ใหแกผาสกหลาดมากกวาทรบมา

2. ก าหนดใหผาไหมจายอเลกตรอนไดมากกวาแทงพวซ เมอน าแทงพวซไปถผาไหมแลวดง แทงพวซออกจากผาไหม แทงพวซจะมประจไฟฟาสะสมเปนบวกหรอลบ

1. เปนลบ เพราะแทงพวซจะรบอเลกตรอนจากผาไหมมากกวาทจายไป 2. เปนลบ เพราะแทงพวซจะรบอเลกตรอนมาจากสงแวดลอม 3. เปนบวก เพราะแทงพวซจะจายอเลกตรอนแกผาไหมมากกวารบมา 4. เปนบวก เพราะแทงพวซจะจายอเลกตรอนใหแกสงแวดลอม

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 ระดบชนมธยมศกษาปท 6

เรอง ไฟฟาสถต ตอนท 1

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 2

3. เมอน าแทงพวซไปถผาไหมประจไฟฟาบวก ( โปรตอน ) จะสามารถหลดจากแทงพวซไปหา ผาไหมไดหรอไม

1. ได เพราะแรงเสยดทานมมากพอ 2. ได เพราะโปรตอนมขนาดเลก 3. ไมได เพราะโปรตอนอยในนวเคลยส 4. ไมได เพราะโปรตอนมมวลมากเคลอนยายไดยาก

4(แนว มช) เมอน าสาร ก. มาถกบสาร ข. พบวาสาร ก. มประจไฟฟาเกดขน สาร ก. ตอง เปนสาร

1. ตวนา 2. ฉนวน 3. กงตวนา 4. โลหะ 1.2 การเหนยวนาทางไฟฟา

ถาเราน าแทงแกวทมประจไฟฟาสะสมเปนบวกไปจอใกลๆ เมดโฟมทรงกลมเลกๆ ปกตนนในเมดโฟมจะมประจไฟฟาบวก (โปรตอน) และลบ (อเลกตรอน) ในจ านวนเทาๆ กน กระจายอย อยางสม าเสมอ เมอเราน าแทงแกวทมประจไฟฟาบวกไปจอใกลๆ ประจบวกบนแทงแกวจะดงดดประจลบ (อเลกตรอน) บนเมดโฟมใหเคลอนเขามา อยดานทใกลกบแทงแกว แลวประจลบบนเมดโฟมกบประจบวกบนแทงแกวจะเกดแรงดงดดซงกนและกน สงผลใหเมดโฟมเคลอนทเขามาตดแทงแกวได สวนเมดโฟมดานทอยไกลจากแทงแกวจะเหลอประจไฟฟาสะสมเปนบวกดงรป การจดเรยงประจบนวตถหลงจากทมประจไฟฟาอนเขาใกล (เชนทเกดบนเมดโฟมน) เราเรยกวาเปน การเหนยวน าทางไฟฟา ทดสอบความเขาใจ 5. จากรปเปนการน าแทงแกวทมประจไฟฟาบวกสะสมอย ไปจอ

ใกลเมดโฟมทเปนกลางทางไฟฟา (มประจไฟฟาบวกและลบในจ านวนทเทากน) ในบรเวณท 1 และ 2 ในรปภาพจะมประจไฟฟาเปนบวกหรอลบ ตามล าดบ

1. บวก , ลบ 2. ลบ , บวก 3. บวก , บวก 4. ลบ , ลบ 6. จากรปในขอท 5 ถาเปลยนเปนการน าแทงพวซทมประจไฟฟาลบสะสมอย ไปจอใกลเมดโฟมทเปนกลาง

ทางไฟฟา (มประจไฟฟาบวกและลบในจ านวนทเทากน) ในบรเวณท 1 และ 2 ในรปภาพจะมประจไฟฟาเปนบวกหรอลบ ตามล าดบ

1. บวก , ลบ 2. ลบ , บวก 3. บวก , บวก 4. ลบ , ลบ

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 3

7. เมอเราน าแทงแกวทมประจไฟฟาบวกสะสมอยไปจอใกลเมดโฟมทเปนกลางทางไฟฟา แทงแกวจะมแรงดงดดเมดโฟมได หากเปลยนแทงแกวเปนแทงพวซทมประจไฟฟาลบสะสมอย ไปจอใกลเมดโฟมแทน แทงพวซจะมแรงดดหรอแรงผลกเมดโฟม

1. ดด 2. ผลก 3. ดดแลวผลก 4. ผลกแลวดด

8. ทรงกลมโลหะ A และ B โดยยดไวดวยฉนวน เมอน าแทงอโบไนทซงมประจลบเขาใกลทรงกลม A ดงรป จะมประจไฟฟาชนดใด เกดขนทตวน าทรงกลมทงสอง

1. ทรงกลมทงสองจะมประจบวก 2. ทรงกลมทงสองจะมประจลบ 3. ทรงกลม A จะมประจบวกและทรงกลม B มประจลบ 4. ทรงกลม A จะมประจลบและทรงกลม B มประจบวก

9.(แนว En) โลหะทรงกระบอกยาวปลายมนเปนกลางทางไฟฟาตงอยบนฐานทเปนฉนวน ถาน าประจบวกขนาดเทากนมาใกลปลายทงสองขางพรอมกน โดยระยะหางจากปลายเทาๆ กน ตามล าดบ การกระจายของประจสวน A สวน B และ C ของทรงกระบอกเปนอยางไร

1. A และ C เปนลบ แต B เปนกลาง 2. A และ C เปนกลาง แต B เปนบวก 3. A และ C เปนบวก แต B เปนลบ 4. A และ C เปนลบ แต B เปนบวก

1.3 อเลกโทรสโคป

อเลกโทรสโคป คอเครองมอใชตรวจหาประจไฟฟาทสะสมอยในวตถใดๆ อเลกโทรสโคป ม 2 ชนด คอ

1) อเลกโทรสโคปแบบลกพธ (pith ball electroscope) เปนอเลกโทรสโคป ซงท าจากเมดโฟมฉาบผวเอาไวดวยอลมเนยม เมอมวตถทมประจไฟฟาสะสมอยเขาใกล จะเกดการเหนยวน าทางไฟฟา ท าใหอเลกโทรสโคปถกแรงดงดดแลวเอยงเขาหาวตถทมประจนน

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 4

2) อเลกโทรสโคปแบบจานโลหะ (Metal Leaf Electroscope) มลกษณะเปนกระปองพลาสตกใสหรอแกวมฝาปด ตรงกลางจะมแกนโลหะเสยบลงไปในกลอง ปลายลางของแกนจะมแผนโลหะแบนๆ บางๆ ตดอย 2 แผน ปลายแกนดานบนจะมจานโลหะวางเชอมอยดงรป

หากตองการตรวจสอบวาวตถใดมประจไฟฟาสะสมหรอไม ใหน าวตถทตองการตรวจสอบไปไวใกลๆจานโลหะดานบน แลวสงเกตผลทแผนโลหะบางๆ 2 แผนดานลาง

ปกตแลวทจานโลหะ แกนโลหะ และแผนโลหะดานลาง จะมประจไฟฟาบวกและลบกระจายอยอยางสม าเสมอ แตถาเราน าวตถทมประจสะสมเปนลบไปไวใกลๆ จานโลหะดานบน ประจไฟฟาลบ ( อเลกตรอน ) ของจานโลหะจะถกผลกลงไปยงแกนโลหะและแผนโลหะบางๆ 2 แผนดานลาง สงผลใหแผนโลหะ 2 แผน มประจเปนลบเหมอนกนและเกดแรงผลกกนท าใหแผน โลหะทงสองกางออกดงรป

แตถาน าวตถทมประจเปนบวกไปไวใกลๆ จานโลหะดานบน ประจไฟฟาลบ ( อเลกตรอน ) ของแกนโลหะ และแผนโลหะ 2 แผนดานลาง ถกดดขนมาอยทจาน โลหะ ทาใหแผนโลหะ 2 แผนลางเหลอประจเปนบวกเหมอนกนทงสองแผนและเกดแรงผลกกนเอง ท าให แผนโลหะทงสองกางออกดงรปเชนกน ดงนนถาน าวตถไปไวใกลจานโลหะดานบน แลว สงเกตเหนแผนโลหะ 2 แผนดานลางกางออก แสดงวา วตถทน ามาตรวจสอบน มประจไฟฟาสะสมอย ทดสอบความเขาใจ 10. เมอน าแทงวตถทมประจไปวางใกลอเลกโทรสโคปแบบลกพธซงเปนกลางทางไฟฟา ลกพธจะมการวางตว

อยางไร 1. โนมเอยงเขาหาวตถ 2. ถอยหางออกจากวตถ 3. อยนงๆ 4. ขอมลไมเพยงพอ

11. จากรปอเลกโทรสโคปแบบจานโลหะทก าหนด ณ บรเวณท (1 ) (2) และ (3) จะมประจชนดใดตามล าดบ

1. บวก , ลบ , ลบ 2. บวก , ลบ , บวก 3. บวก , บวก , ลบ 4. บวก , บวก , บวก

12. จากรปอเลกโทรสโคบแบบจานโลหะทก าหนด ณ บรเวณท (1 ) (2) และ (3) จะมประจชนด ใดตามล าดบ

1. ลบ , ลบ , บวก 2. ลบ , บวก , บวก 3. ลบ , บวก , ลบ 4. ลบ , ลบ , ลบ

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 5

1.4 การตอสายดน พจารณาการทดลองตามรปตอไปน รปท 1 เมอน าวตถทมประจบวกเขาใกลจานโลหะของอเลกโทรสโคป

แบบจานโลหะ ประจลบ(อเลกตรอน) ของแผนโลหะ ดานลางจะถกดงดดขนมาอยทจานโลหะดานบน แผนโลหะ ดานลางจะเหลอประจเปนบวก ท าใหแผนโลหะดานลางเกดแรงผลกกนแลวกางออก

รปท 2 เมอน าเสนลวดโลหะตวน าแตะทจานโลหะแลวตอ

ลงสพนดน ( เรยกวาเปนการตอสายดน) ประจลบจากพนดน จะถกดดแลวเคลอนทขนไปอยกบประจบวกทแผนโลหะดานลาง แลวท าใหแผนโลหะดานลางกลายเปนกลางทางไฟฟาแลวหบลง

รปท 3 เมอตดสายดนออกโดยยงไมเคลอนยายแทงวตถท

จอใกลจานออกไป จะยงไมสงผลใดๆ แผนโลหะดานลางจะ ยงคงหบเชนเดม

รปท 4 เมอเคลอนยายแทงวตถทจอใกลจานออกไป ประจลบทจานโลหะบางสวน จะเคลอนยายลงมาสแผนโลหะดานลาง สงผลใหแผนโลหะดานลางมประจไฟฟารวมเปนลบ แผนโลหะดานลางจะเกดแรงผลกกนแลวกางออก

รปท 5 หากน าเสนลวดโลหะตวนาแตะทจานโลหะแลวตอลงสพนดนอกครง จะทาใหประจลบสวนเกนของแผนโลหะดานลางเคลอนทลงสพนดน แลวแผนโลหะกลายเปนกลางทางไฟฟาแลวหบลงอกครง

ทดสอบความเขาใจ 13. พจารณาการตอสายดน ดงรป ณ บรเวณท ( 1 ) ( 2 ) และ ( 3 ) จะมประจชนดใดตามล าดบ

1. ลบ , ลบ , บวก 2. ลบ , บวก , บวก 3. ลบ , 0 , 0 4. ลบ , บวก , 0

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 6

พจารณาการทดลองตามรปตอไปน พรอมเขยนอธบายภาพ

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 7

ทดสอบความเขาใจ 14. พจารณาการตอสายดนดงรป ณ บรเวณท ( 1 ) ( 2 ) และ ( 3 ) จะมประจชนดใดตามล าดบ

1. บวก , ลบ , ลบ 2. บวก , ลบ , บวก 3. บวก , 0 , 0 4. บวก , 0 , ลบ

กจกรรมตรวจสอบความร เรอง ประจไฟฟา การเหนยวนาทางไฟฟา อเลกโทรสโคป และการตอสายดน 1.(แนว มช) เมอนาแทงแกวถผาไหมจะพบวาวตถทงสองกลายเปนวตถทมประจ การทวตถทง สองมประจได

เนองจาก 1. ประจถกสรางขน 2. การแยกของประจ 3. การเสยดส 4. แรงทถ

2. เมอถแทงแกวดวยผาไหม แทงแกวจะมประจไฟฟาเปนบวกเพราะวาสาเหตใด 1. โปรตรอนบางตวในไหมถายเทไปแทงแกว 2. อเลกตรอนบางตวหลดจากแทงแกวและถายเทไปยงผาไหม ทาใหเหลอประจไฟฟาบวกบนแทงแกว

มากกวาประจไฟฟาลบ 3. ทงขอ 1. และ 2. ถกตอง 4. ผดหมดทกขอ

3.(แนว มช) เมอน าแทงพวซทถกบผาสกหลาดแลวไปวางใกล ๆ กบลกพธทเปนกลางทางไฟฟา จะสงเกตเหนเหตการณทเกดขนดงขอใด

1. ลกพธจะหยดนง 2. ลกพธจะเคลอนทเขาหาแทงพวซ 3. ลกพธจะเคลอนทออกหางจากแทงพวซ 4. ลกพธจะเคลอนทเขาหาแทงพวซในตอนแรก แลวจะเคลอนทจากไปภายหลง

เอกสารประกอบการเรยน วชาฟสกส 5 เรอง ไฟฟาสถต หนา 8

4.(แนว มช) เปนททราบกนแลววาอเลกตรอนในโลหะ สามารถเคลอนทไดอยางอสระและ มกจะพบเสมอวาอเลกตรอนจะเคลอนทมาอยตามบรเวณผวของโลหะ เหตทอเลกตรอนไมเคลอนทตอไปในอากาศ เพอหนออกจากโลหะเพราะอะไร

1. อากาศไมเปนตวนาไฟฟา 2. อเลกตรอนมพลงงานนอยกวาพลงงานยดเหนยวของโลหะ 3. อากาศมแรงเสยดทานมาก 4. อเลกตรอนถกอะตอมของโลหะยดจบไว

5. (แนว En) ในการทาใหวตถทมประจไฟฟาเปนลบหรอเปนบวก มสภาพไฟฟาเปนกลางนน จะตองตอสายดนกบพนโลก ทงนเพราะขอใด

1. โลกมความตานทานตา 2. โลกมความจไฟฟามาก 3. โลกมสนามไฟฟาตา 4. โลกมศกยไฟฟาเปนกลาง

6.(แนว Pat2) เมอน าแทงพวซถกบผาสกหลาดแลวน าไปจอใกลๆ กระดาษชนเลกๆ ขอใดถก