Static Electricityไฟฟ้าสถิต

IGCSE Physics · Edexcel 4PH1 only (Triple Award) · free step-by-step lesson, every question with its answer and the reason behind itบทเรียนฟรีทีละขั้น ทุกข้อมีเฉลยและเหตุผลกำกับ

1. Warm-upวอร์มอัพ

Everything starts neutral: equal + and −ทุกอย่างเริ่มจากเป็นกลาง: + และ − เท่ากัน

Equal numbers of + and − means no overall charge.ถ้า + และ − มีจำนวนเท่ากัน ก็ไม่มีประจุสุทธิ

1. What charge does an electron carry?อิเล็กตรอนมีประจุอะไร
   Answer:เฉลย: negativeลบElectrons are negative In a metal wire, moving electrons are the current.อิเล็กตรอนเป็นลบ ในสายโลหะ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ก็คือกระแส
2. A rod has 6 positive and 6 negative charges. What is its overall charge?แท่งหนึ่งมีประจุบวก 6 และประจุลบ 6 · ประจุสุทธิของแท่งเป็นเท่าไร
   Answer:เฉลย: zero: it is neutralศูนย์ · เป็นกลางEqual and opposite cancel: $+6-6=0$เท่ากันและตรงข้าม หักล้างกัน: $+6-6=0$

2. Conductors and insulatorsตัวนำและฉนวน

Charge flows through a conductor and stays put on an insulator.ประจุไหลผ่านตัวนำได้ แต่ค้างอยู่บนฉนวน

Charge stays put on an insulatorประจุค้างอยู่บนฉนวน

Metals conduct. Plastic, rubber and glass insulate, so static builds up on them.โลหะเป็นตัวนำ · พลาสติก ยาง และแก้วเป็นฉนวน ไฟฟ้าสถิตจึงสะสมบนพวกนี้

1. Which of these is an electrical conductor?ข้อไหนเป็นตัวนำไฟฟ้า
   Answer:เฉลย: copperทองแดงMetals conduct Copper is the metal inside mains cables.โลหะเป็นตัวนำ ทองแดงคือโลหะที่อยู่ในสายไฟบ้าน
2. Which list contains only insulators?ข้อไหนมีแต่ฉนวน
   Answer:เฉลย: plastic, rubber, glassพลาสติก ยาง แก้วNo metals in the list Metals conduct. Plastics, rubber and glass do not.ไม่มีโลหะในรายการ โลหะนำไฟฟ้า · พลาสติก ยาง และแก้วไม่นำ
3. A metal rod is held in the hand and rubbed with a cloth. Why does it not stay charged?ถือแท่งโลหะไว้ในมือแล้วถูด้วยผ้า · ทำไมแท่งโลหะจึงไม่มีประจุค้างอยู่
   Answer:เฉลย: Electrons flow through the metal and your body to the ground.อิเล็กตรอนไหลผ่านโลหะและตัวเราลงดินA conductor lets it go Hold the metal rod by a plastic handle and it can stay charged.ตัวนำปล่อยประจุออกไป ถ้าจับแท่งโลหะด้วยด้ามพลาสติก ประจุก็ค้างอยู่ได้
4. A plastic comb becomes charged when it is used, but a metal spoon held in the hand does not. Suggest why.หวีพลาสติกมีประจุเมื่อใช้หวีผม แต่ช้อนโลหะที่ถือไว้ในมือไม่มีประจุ · เสนอเหตุผลว่าทำไม
   Answer:เฉลย: plastic: insulator, charge stays; metal: conductor, electrons flow away through youพลาสติก: ฉนวน ประจุค้าง · โลหะ: ตัวนำ อิเล็กตรอนไหลผ่านตัวเราออกไปName both materials' jobs: one holds charge, one lets it go.บอกหน้าที่ของวัสดุทั้งสอง · อย่างหนึ่งเก็บประจุ อีกอย่างปล่อยประจุ

3. Charging by frictionการทำให้เกิดประจุด้วยการถู

Only electrons move. Gain them: negative. Lose them: positive.อิเล็กตรอนเท่านั้นที่ย้าย · ได้รับ: เป็นลบ · เสียไป: เป็นบวก

Rubbing moves electrons, never positive chargeการถูย้ายอิเล็กตรอน ไม่เคยย้ายประจุบวก

Rod: 3 extra electrons, negative. Cloth: 3 short, positive. Equal and opposite.แท่ง: อิเล็กตรอนเกิน 3 เป็นลบ · ผ้า: ขาดไป 3 เป็นบวก · ขนาดเท่ากัน ชนิดตรงข้าม

1. A polythene rod rubbed with a cloth becomes negatively charged. What happened?แท่งพอลิเอทิลีนที่ถูด้วยผ้ามีประจุลบ · เกิดอะไรขึ้น
   Answer:เฉลย: Electrons moved from the cloth to the rod.อิเล็กตรอนย้ายจากผ้าไปที่แท่งGained electrons: negative The cloth lost them, so the cloth is positive.ได้อิเล็กตรอน: เป็นลบ ผ้าเสียอิเล็กตรอนไป ผ้าจึงเป็นบวก
2. After rubbing, how many − charges does the rod have?หลังถู แท่งมีประจุ − กี่ตัว
   Answer:เฉลย: $6+4=10$ negative charges$6+4=10$ ประจุลบStart plus gained: $6+4=10$ The cloth is left with $6-4=2$ negatives.ของเดิมบวกที่ได้เพิ่ม: $6+4=10$ ผ้าเหลือประจุลบ $6-4=2$ ตัว
3. After rubbing, a balloon has 8 + and 13 − charges. It started neutral. How many electrons did it gain?หลังถู ลูกโป่งมีประจุ + 8 และ − 13 · ตอนแรกเป็นกลาง · ลูกโป่งได้รับอิเล็กตรอนกี่ตัว
   Answer:เฉลย: $13-8=5$ electrons$13-8=5$ ตัวExtra electrons = difference: $13-8=5$ 5 extra electrons, so the balloon is negative.อิเล็กตรอนส่วนเกิน = ผลต่าง: $13-8=5$ อิเล็กตรอนเกิน 5 ตัว ลูกโป่งจึงเป็นลบ
4. A balloon is rubbed on dry hair and becomes negatively charged. Explain how the balloon and the hair become charged. (3 marks)ถูลูกโป่งกับผมแห้ง แล้วลูกโป่งมีประจุลบ · อธิบายว่าลูกโป่งและผมมีประจุได้อย่างไร · (3 คะแนน)
   Answer:เฉลย: electrons move from the hair to the balloon; the hair, short of electrons, is positiveอิเล็กตรอนย้ายจากผมไปลูกโป่ง · ผมขาดอิเล็กตรอน จึงเป็นบวกWhat moved, which way, and what that leaves behind.อะไรย้าย ย้ายไปทางไหน และเหลืออะไรไว้

4. Forces between chargesแรงระหว่างประจุ

Like charges repel. Unlike charges attract.ประจุชนิดเดียวกันผลักกัน · ประจุต่างชนิดดูดกัน

Like charges repel; unlike charges attractประจุชนิดเดียวกันผลักกัน · ต่างชนิดดูดกัน

Two + or two − push apart. A + and a − pull together.+ สองตัว หรือ − สองตัว ผลักออกจากกัน · + กับ − ดึงเข้าหากัน

1. A negative rod hangs from a thread. A second negative rod is brought near it. What does the hanging rod do?แท่งประจุลบแขวนอยู่บนด้าย · นำแท่งประจุลบอีกแท่งเข้ามาใกล้ · แท่งที่แขวนอยู่จะเป็นอย่างไร
   Answer:เฉลย: It moves away: like charges repel.เคลื่อนออก · ประจุชนิดเดียวกันผลักกัน− and − repel Repulsion is the only sure test that an object is charged.− กับ − ผลักกัน การผลักกันเป็นวิธีเดียวที่ยืนยันได้แน่ว่าวัตถุมีประจุ
2. A positively charged acetate rod is brought near the hanging negative polythene rod. What happens?นำแท่งอะซิเตตที่มีประจุบวกเข้าใกล้แท่งพอลิเอทิลีนประจุลบที่แขวนอยู่ · จะเกิดอะไรขึ้น
   Answer:เฉลย: The hanging rod moves towards it: unlike charges attract.แท่งที่แขวนเคลื่อนเข้าหา · ประจุต่างชนิดดูดกัน+ and − attract+ กับ − ดูดกัน
3. In an inkjet printer, this ink drop is negative. Which way does it bend?ในเครื่องพิมพ์อิงก์เจ็ต หยดหมึกนี้มีประจุลบ · หยดหมึกจะเบนไปทางไหน
   Answer:เฉลย: up, towards the + plateขึ้น เข้าหาแผ่น +Pulled up, pushed up Changing the charge on the plates steers each drop to its place.ถูกดูดขึ้น และถูกผลักขึ้น การเปลี่ยนประจุบนแผ่นช่วยบังคับให้แต่ละหยดไปถูกที่
4. Describe how an inkjet printer uses electrostatic charge to place ink drops on the paper. (3 marks)บรรยายว่าเครื่องพิมพ์อิงก์เจ็ตใช้ประจุไฟฟ้าสถิตวางหยดหมึกลงบนกระดาษอย่างไร · (3 คะแนน)
   Answer:เฉลย: charged drops · charged plates attract or repel them · changing the charge steers each dropหยดหมึกมีประจุ · แผ่นมีประจุดูดหรือผลัก · เปลี่ยนประจุเพื่อบังคับทิศCharge the drop, bend it with plates, steer it by changing the charge.ให้ประจุกับหยด · ใช้แผ่นทำให้เบน · เปลี่ยนประจุเพื่อบังคับทิศ

5. Explaining what you seeอธิบายสิ่งที่เห็น

A charged object moves the electrons in a neutral one.วัตถุที่มีประจุทำให้อิเล็กตรอนในวัตถุที่เป็นกลางเคลื่อนที่

A charged balloon sticks to a neutral wallลูกโป่งที่มีประจุติดผนังที่เป็นกลางได้

The near surface of the wall becomes positive, and unlike charges attract.ผิวผนังด้านที่ใกล้กลายเป็นบวก · และประจุต่างชนิดดูดกัน

1. Why does the negatively charged balloon stick to the wall?ทำไมลูกโป่งที่มีประจุลบจึงติดผนัง
   Answer:เฉลย: Electrons in the wall are repelled, leaving the near surface positive.อิเล็กตรอนในผนังถูกผลักออก · ผิวด้านที่ใกล้จึงเหลือเป็นบวกRepel, then attract The wall is still neutral overall. Its charges have only moved apart.ผลักก่อน แล้วดูด ผนังโดยรวมยังเป็นกลาง · แค่ประจุแยกกันอยู่
2. A negatively charged comb picks up small pieces of paper. What happens to the electrons in the paper?หวีที่มีประจุลบดูดเศษกระดาษชิ้นเล็ก ๆ ขึ้นมา · อิเล็กตรอนในกระดาษเป็นอย่างไร
   Answer:เฉลย: They are pushed to the far side of the paper.ถูกผลักไปอยู่ด้านไกลของกระดาษNear side left positive Positive near side, negative comb: they attract.ด้านใกล้เหลือเป็นบวก ด้านใกล้เป็นบวก หวีเป็นลบ · จึงดูดกัน
3. In a photocopier, the drum is given a pattern of charge. Why does toner powder stick only to the charged parts?ในเครื่องถ่ายเอกสาร ดรัมถูกทำให้มีประจุเป็นลวดลาย · ทำไมผงหมึกจึงติดเฉพาะส่วนที่มีประจุ
   Answer:เฉลย: The toner has the opposite charge, so it is attracted there.ผงหมึกมีประจุตรงข้าม จึงถูกดูดไปที่นั่นUnlike charges attract The toner is then pressed onto paper and heated.ประจุต่างชนิดดูดกัน จากนั้นผงหมึกถูกกดลงบนกระดาษแล้วทำให้ร้อน
4. Build the explanation of why the negative balloon sticks to the wall. Two phrases score nothing.เรียงคำอธิบายว่าทำไมลูกโป่งประจุลบจึงติดผนัง · มีสองวลีที่ไม่ได้คะแนน
   Answer:เฉลย: The negative balloon repels electrons in the wall, so the surface of the wall nearest the balloon becomes positive, and the unlike charges attract.ลูกโป่งประจุลบผลักอิเล็กตรอนในผนัง ผิวผนังด้านที่ใกล้ลูกโป่งจึงกลายเป็นบวก และประจุต่างชนิดดูดกันRepel, positive surface, attract Each link names what the electrons do.ผลัก · ผิวเป็นบวก · ดูด แต่ละขั้นบอกว่าอิเล็กตรอนทำอะไร

6. Dangers: fuellingอันตราย: การเติมน้ำมัน

Charge from flowing fuel can spark. An earth wire carries it away.ประจุจากน้ำมันที่ไหลทำให้เกิดประกายไฟได้ · สายดินพาประจุออกไป

Fuel rubbing in the pipe builds up chargeน้ำมันที่เสียดสีในท่อทำให้ประจุสะสม

Without the earth wire, a spark could ignite the fuel vapour.ถ้าไม่มีสายดิน ประกายไฟอาจจุดไอน้ำมันให้ติดไฟ

An earthing strap carries 2.0 mA for 15 s. Find the charge.สายดินมีกระแส 2.0 mA ไหลนาน 15 s · หาประจุ

1. $I=2.0\div1000$Milliamps to amps, first.แปลงมิลลิแอมแปร์เป็นแอมแปร์ก่อน
2. $=0.002\text{ A}$This line earns its own mark.บรรทัดนี้ได้คะแนนของมันเอง
3. $Q=It$Now the equation.ตอนนี้ค่อยเขียนสมการ
4. $=0.002\times15$Substitute amps and seconds.แทนค่าเป็นแอมแปร์และวินาที
5. $=0.03\text{ C}$Answer and unit.คำตอบพร้อมหน่วย

1. Why can refuelling an aircraft be dangerous?ทำไมการเติมน้ำมันเครื่องบินจึงอันตรายได้
   Answer:เฉลย: Fuel rubbing on the pipe builds up charge, and a spark can ignite the fuel vapour.น้ำมันเสียดสีกับท่อทำให้ประจุสะสม · ประกายไฟจุดไอน้ำมันให้ติดไฟได้Friction, charge, spark, fire The same danger applies to road tankers at a petrol station.เสียดสี · ประจุ · ประกายไฟ · ไฟไหม้ อันตรายเดียวกันเกิดกับรถน้ำมันที่ปั๊มน้ำมัน
2. A fuel tanker is joined to the ground by a wire while it fuels an aircraft. Why?รถน้ำมันต่อสายลงดินไว้ขณะเติมน้ำมันเครื่องบิน · เพราะอะไร
   Answer:เฉลย: Electrons flow to the ground, so no charge builds up.อิเล็กตรอนไหลลงดิน ประจุจึงไม่สะสมNo build-up, no spark The wire is a conductor, so charge does not stay.ไม่สะสม ไม่มีประกายไฟ สายไฟเป็นตัวนำ ประจุจึงไม่ค้างอยู่
3. A current of 0.50 mA flows along an earthing strap for 40 s. Calculate the charge that flows to earth.กระแส 0.50 mA ไหลผ่านสายดินนาน 40 s · คำนวณประจุที่ไหลลงดิน
   Answer:เฉลย: $0.50$ mA $=0.0005$ A, $Q=0.0005\times40=0.02$ C$0.50$ mA $=0.0005$ A · $Q=0.0005\times40=0.02$ CMilliamps ÷ 1000: $I=0.50\div1000$   $=0.0005\text{ A}$   $Q=0.0005\times40$   $=0.02\text{ C}$มิลลิแอมแปร์ ÷ 1000: $I=0.50\div1000$   $=0.0005\text{ A}$   $Q=0.0005\times40$   $=0.02\text{ C}$
4. Explain why an aircraft must be connected to earth while it is being refuelled. (3 marks)อธิบายว่าทำไมเครื่องบินต้องต่อสายดินขณะเติมน้ำมัน · (3 คะแนน)
   Answer:เฉลย: friction charges the fuel pipe · a spark could ignite the vapour · earthing lets electrons flow awayการเสียดสีทำให้เกิดประจุ · ประกายไฟจุดไอน้ำมันได้ · สายดินให้อิเล็กตรอนไหลออกWhere the charge comes from, why it is dangerous, what the earth does.ประจุมาจากไหน ทำไมอันตราย และสายดินทำอะไร

7. Exam formแบบข้อสอบจริง

Full questions, in the wording and mark pattern of a 4PH1 paper.ข้อเต็มในสำนวนและรูปแบบคะแนนของข้อสอบ 4PH1

Name the electrons, their direction, and the resultบอกอิเล็กตรอน ทิศที่มันไป และผลที่ได้

Never write that positive charge moved. That line scores zero.ห้ามเขียนว่าประจุบวกเคลื่อนที่ · บรรทัดนั้นได้ศูนย์คะแนน

1. A current of 0.20 mA flows through the earthing strap of a fuel tanker for 2.0 minutes. Calculate the charge that flows to earth. (3 marks)กระแส 0.20 mA ไหลผ่านสายดินของรถน้ำมันนาน 2.0 นาที · คำนวณประจุที่ไหลลงดิน · (3 คะแนน)
   Answer:เฉลย: $Q=0.0002\times120=0.024$ C$Q=0.0002\times120=0.024$ C3 marks: $\text{M1}\quad I=0.0002\text{ A},\ t=120\text{ s}$   $\text{M1}\quad Q=0.0002\times120$   $\text{A1}\quad Q=0.024\text{ C}$ Each missed conversion costs a mark.3 คะแนน: $\text{M1}\quad I=0.0002\text{ A},\ t=120\text{ s}$   $\text{M1}\quad Q=0.0002\times120$   $\text{A1}\quad Q=0.024\text{ C}$ แปลงหน่วยพลาดไปหนึ่งอย่าง เสียหนึ่งคะแนน
2. A positively charged acetate rod picks up small pieces of neutral paper. Explain why. (3 marks)แท่งอะซิเตตที่มีประจุบวกดูดเศษกระดาษที่เป็นกลางขึ้นมา · อธิบายว่าเพราะอะไร · (3 คะแนน)
   Answer:เฉลย: The positive rod attracts electrons in the paper, so the side of the paper nearest the rod becomes negative, and the unlike charges attract.แท่งประจุบวกดึงดูดอิเล็กตรอนในกระดาษ ด้านของกระดาษที่ใกล้แท่งจึงกลายเป็นลบ และประจุต่างชนิดดูดกัน3 marks: $\text{M1}\quad \text{electrons pulled}$   $\text{M2}\quad \text{near side negative}$   $\text{M3}\quad \text{unlike attract}$ A positive rod pulls electrons in; a negative rod pushes them away.3 คะแนน: $\text{M1}\quad \text{electrons pulled}$   $\text{M2}\quad \text{near side negative}$   $\text{M3}\quad \text{unlike attract}$ แท่งบวกดึงอิเล็กตรอนเข้า · แท่งลบผลักอิเล็กตรอนออก
3. Describe an experiment to investigate how insulating materials can be charged by friction. Your answer should include how you would show that the materials are charged. (5 marks)บรรยายการทดลองเพื่อตรวจสอบว่าวัสดุที่เป็นฉนวนมีประจุจากการถูได้อย่างไร · คำตอบต้องบอกวิธีแสดงว่าวัสดุมีประจุ · (5 คะแนน)
   Answer:เฉลย: rub with a dry cloth · hang one rod freely · bring a second rod near · attract or repel · repeat with other materialsถูด้วยผ้าแห้ง · แขวนแท่งหนึ่ง · นำแท่งที่สองเข้าใกล้ · ดูดหรือผลัก · ทำซ้ำกับวัสดุอื่นRub, hang, bring near, watch, repeat. One mark each.ถู · แขวน · นำเข้าใกล้ · สังเกต · ทำซ้ำ · ขั้นละหนึ่งคะแนน

8. On your ownลองเอง

Six on paper. In every answer, say what the electrons do.หกข้อบนกระดาษ · ทุกคำตอบต้องบอกว่าอิเล็กตรอนทำอะไร

1. A rod starts with 10 + and 10 −. Rubbing gives it 4 extra electrons. How many − does it have now, and what is its overall charge?แท่งหนึ่งเริ่มต้นมี + 10 และ − 10 · การถูทำให้ได้อิเล็กตรอนเพิ่ม 4 ตัว · ตอนนี้มี − กี่ตัว และประจุสุทธิเป็นอย่างไร
   Answer:เฉลย: 14 negatives; negative overall (4 extra electrons)$10+4=14$ negatives against 10 positives.ลบ $10+4=14$ เทียบกับบวก 10
2. A cloth starts with 2400 + and 2400 −. It loses 375 electrons to a rod. How many − does the cloth have, and what is its charge?ผ้าเริ่มต้นมี + 2400 และ − 2400 · เสียอิเล็กตรอนให้แท่งไป 375 ตัว · ผ้าเหลือ − กี่ตัว และมีประจุอะไร
   Answer:เฉลย: 2025 negatives; positive overall (375 more + than −)$2400-375=2025$. Fewer electrons than protons: positive.$2400-375=2025$ · อิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน จึงเป็นบวก
3. Clothes from a tumble dryer often cling together. Explain why.เสื้อผ้าที่เพิ่งออกจากเครื่องอบผ้ามักติดกัน · อธิบายว่าเพราะอะไร
   Answer:เฉลย: Rubbing moves electrons from one fabric to another, so they get opposite charges and attract.Friction moves electrons. Opposite charges attract.การเสียดสีย้ายอิเล็กตรอน · ประจุตรงข้ามดูดกัน
4. An earthing strap carries 0.40 mA for 2.5 minutes. Calculate the charge that flows.สายดินมีกระแส 0.40 mA ไหลนาน 2.5 นาที · คำนวณประจุที่ไหล
   Answer:เฉลย: 0.06 C$0.0004$ A and $150$ s, then $Q=It$.$0.0004$ A และ $150$ s แล้วใช้ $Q=It$
5. After rubbing, a rod has 7 + and 12 −. It started neutral. How many electrons did it gain, and how many did the cloth lose?หลังถู แท่งมี + 7 และ − 12 · ตอนแรกเป็นกลาง · แท่งได้รับอิเล็กตรอนกี่ตัว และผ้าเสียไปกี่ตัว
   Answer:เฉลย: 5 gained; the cloth lost 5$12-7=5$. Every electron the rod gains, the cloth loses.$12-7=5$ · อิเล็กตรอนทุกตัวที่แท่งได้ คือตัวที่ผ้าเสียไป
6. (a) Explain how a polythene rod becomes negatively charged when it is rubbed with a cloth. (b) The rod is held near a small piece of neutral paper. Explain why the paper is attracted to the rod. (5 marks)(a) อธิบายว่าแท่งพอลิเอทิลีนมีประจุลบได้อย่างไรเมื่อถูด้วยผ้า (b) นำแท่งไปใกล้เศษกระดาษที่เป็นกลาง · อธิบายว่าทำไมกระดาษจึงถูกดูดเข้าหาแท่ง · (5 คะแนน)
   Answer:เฉลย: (a) electrons move from the cloth to the rod; the rod gains electrons, so it is negative (b) electrons in the paper are repelled, the near side is positive, unlike charges attractTwo electron chains: gained, then repelled.ลำดับเรื่องอิเล็กตรอนสองชุด: ได้รับ แล้วถูกผลัก

All free lessonsบทเรียนฟรีทั้งหมด · Free maths libraryคลังเรียนฟรี