Μάθημα με θέμα το σταθερό ηλεκτρικό πεδίο. Περίληψη μαθήματος με θέμα «Ηλεκτρικό πεδίο. Ένταση ηλεκτρικού πεδίου. Η αρχή της υπέρθεσης πεδίων. Θέμα μαθήματος: "Ηλεκτρικό πεδίο"
Στόχοι μαθήματος:
Εκπαιδευτικό: ο σχηματισμός ζωτικών ιδιοτήτων: επιμονή, υπευθυνότητα, επιμέλεια, προσοχή και ανεξαρτησία.
Εκπαιδευτικό: ο σχηματισμός εις βάθος κατανόησης του ηλεκτρικού πεδίου και της έντασης ως ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου (εφαρμογή της αρχής της υπέρθεσης για τον προσδιορισμό της συνολικής έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από διάφορα φορτία).
Αναπτυξιακή: ανάπτυξη θετικών κινήτρων για εκπαιδευτική και γνωστική δραστηριότητα στους μαθητές, ανάπτυξη δεξιοτήτων ανεξάρτητης εργασίας με πληροφορίες, δεξιότητες γραφικής κουλτούρας, πνευματική φαντασία.
εξοικείωση των μαθητών με εικονικά μοντέλα ηλεκτρικών πεδίων.
δώστε μια ιδέα της γραφικής αναπαράστασης του ηλεκτρικού πεδίου.
Δείξτε τεχνικές για τον προσδιορισμό της έντασης του πεδίου που δημιουργείται από πολλά σημειακά φορτία.
εξετάστε παραδείγματα κατασκευής του διανύσματος της προκύπτουσας έντασης πεδίου σε ένα ορισμένο σημείο από ένα σύστημα σημειακών φορτίων.
παρέχει στους μαθητές την ευκαιρία να εφαρμόσουν τις αποκτηθείσες γνώσεις για την επίλυση προβλημάτων διαφορετικών επιπέδων πολυπλοκότητας.
Πλάνο μαθήματος
Οργ. στιγμή
Εκμάθηση νέου υλικού
Phys. Μισό λεπτό
Ανάλυση του προβλήματος 1 ή 2
Ενοποίηση υλικού (δοκιμή USE)
Εργασία για το σπίτι
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων
Οργ. στιγμή.
Φυσική υπαγόρευση (τεστ επανάληψης)
Ας επαναλάβουμε αυτό που καλύψαμε:
Στο σημειωματάριό σας, σημειώστε τον αριθμό της εργασίας σε μια στήλη και υποδείξτε την απάντηση που επιλέξατε.
Στα περιθώρια του σημειωματάριου σας, απέναντι από την απάντηση αφού το ελέγξετε, βάλτε το σύμβολο «+» ή «-».
Όταν βγάζουμε ρούχα, ειδικά αυτά από συνθετικά υλικά, ακούμε έναν χαρακτηριστικό ήχο σκασίματος. Ποιο φαινόμενο εξηγεί αυτό το τρίξιμο;
Εξηλεκτρισμός
Τριβή
Θέρμανση.
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
Μια μεταλλική πλάκα με θετικό φορτίο συντελεστή ίσο με 10 e έχασε τέσσερα ηλεκτρόνια όταν φωτίστηκε. Ποια ήταν η χρέωση στο πιάτο;
Το σχήμα δείχνει πανομοιότυπα ηλεκτρόμετρα που συνδέονται με μια ράβδο. Από τι υλικό μπορεί να κατασκευαστεί αυτή η ράβδος;
Α. Χαλκός. Β. Χάλυβας.
Μια θετικά φορτισμένη γυάλινη ράβδος φέρθηκε στον αφόρτιστο αγωγό ΑΒ χωρίς να τον αγγίξει (Εικ. 1). Στη συνέχεια, χωρίς να αφαιρέσουν το ραβδί, χώρισαν τον αγωγό σε δύο μέρη (Εικ. 2). Ποια δήλωση σχετικά με τα σημάδια των φορτίων των μερών Α και Β μετά τον διαχωρισμό θα είναι αληθινή;
Και τα δύο μέρη θα έχουν θετικό φορτίο.
Και τα δύο μέρη θα έχουν αρνητικό φορτίο.
Το μέρος Β θα έχει θετικό φορτίο, το μέρος Α θα έχει αρνητικό φορτίο.
Το μέρος Β θα έχει αρνητικό φορτίο, το μέρος Α θα έχει θετικό φορτίο.
Ο κόκκος σκόνης, που είχε αρνητικό φορτίο -10 e, έχασε τέσσερα ηλεκτρόνια όταν φωτίστηκε. Ποιο είναι το φορτίο του σωματιδίου της σκόνης;
Δύο ομώνυμες γομώσεις, 10-8 C έκαστη, εντοπίστηκαν σε απόσταση 3×10-2 m το ένα από το άλλο. Με ποια δύναμη αλληλεπιδρούν; Τα φορτία προσελκύουν ή απωθούν;
Έλκονται με δύναμη 3×10-5 N.
Ελκύουν με δύναμη 10-3 N.
Σπρώχνουν με δύναμη 3×10-5 N.
Σπρώχνουν με δύναμη 10-3 N.
Πώς θα αλλάξει η δύναμη της αλληλεπίδρασης Coulomb μεταξύ δύο σημειακών φορτίων εάν η απόσταση μεταξύ τους διπλασιαστεί;
Θα αυξηθεί 2 φορές
Θα μειωθεί κατά 2 φορές
Θα αυξηθεί 4 φορές
Θα μειωθεί κατά 4 φορές
Η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σημειακών σωμάτων είναι ίση με F. Ποια θα είναι η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων αν κάθε φορτίο στα σώματα μειωθεί κατά 3 φορές;
Θα αυξηθεί 3 φορές.
Θα μειωθεί κατά 3 φορές.
Θα αυξηθεί 9 φορές.
Θα μειωθεί κατά 9 φορές
Ο πίνακας καταγράφει τις τιμές της δύναμης έλξης φορτισμένων σωμάτων σε διαφορετικές αποστάσεις μεταξύ τους. Ποιο συμπέρασμα μπορεί να εξαχθεί σχετικά με τη σχέση μεταξύ δύναμης και απόστασης από αυτόν τον πίνακα;
η δύναμη είναι πολύ μικρή και μπορεί να αγνοηθεί
η δύναμη μειώνεται με την απόσταση
η εξάρτηση δεν ανιχνεύεται
όταν το r είναι μεγαλύτερο από 10 cm, η δύναμη γίνεται 0
Ποια είναι η κατεύθυνση της δύναμης Κουλόμπ που ασκεί ένα θετικό σημειακό φορτίο τοποθετημένο στο κέντρο ενός τετραγώνου, στις γωνίες του οποίου υπάρχουν φορτία: (+q), (+q), (-q), (-q) ?
Ας εξετάσουμε οπτικά τη λύση στο τελευταίο πρόβλημα.
Εστιάζουμε στην αρχή της υπέρθεσης που χρησιμοποιείται σε αυτήν την εργασία:
Καθορίζουμε την κατεύθυνση όλων των δυνάμεων που δρουν σε ένα δεδομένο φορτίο.
Κατασκευάζουμε το διανυσματικό άθροισμα των υποδεικνυόμενων δυνάμεων.
Η δύναμη που προκύπτει είναι ένα διάνυσμα που κατευθύνεται από την αρχή της κατασκευής έως το τέλος του τελευταίου όρου του διανύσματος.
Έλεγχος και αυτοαξιολόγηση της εργασίας:
Αυτή είναι η «αρχική» βαθμολογία σας. Καθώς το μάθημα συνεχίζεται, μπορείτε να το αλλάξετε προς το καλύτερο.
Εκμάθηση νέου υλικού
Ο νόμος του Coulomb, που συζητήθηκε προηγουμένως, καθορίζει τα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης των σημειακών ηλεκτρικών φορτίων στο κενό. Ωστόσο, αυτός ο νόμος δεν απαντά σε ένα πολύ σημαντικό ερώτημα σχετικά με τον μηχανισμό αλληλεπίδρασης των χρεώσεων, δηλ. όπου η δράση ενός φορτίου μεταδίδεται σε ένα άλλο. Η αναζήτηση απάντησης σε αυτό το ερώτημα οδήγησε τον Άγγλο φυσικό M. Faraday στην υπόθεση της ύπαρξης ηλεκτρικού πεδίου, η εγκυρότητα του οποίου επιβεβαιώθηκε πλήρως από μεταγενέστερες έρευνες. Σύμφωνα με την ιδέα του Faraday, τα ηλεκτρικά φορτία δεν δρουν άμεσα μεταξύ τους. Κάθε ένα από αυτά δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο στον περιβάλλοντα χώρο. Το πεδίο ενός φορτίου δρα σε ένα άλλο φορτίο και το αντίστροφο.
Επίδειξη βίντεο:
"Φορτισμένη μπάλα σε ηλεκτρικό πεδίο"
Όλα τα παραπάνω μας επιτρέπουν να δώσουμε τον ακόλουθο ορισμό:
Ένα ηλεκτρικό πεδίο είναι ένας ειδικός τύπος ύλης μέσω του οποίου συμβαίνει η αλληλεπίδραση ηλεκτρικών φορτίων.
Ιδιότητες ηλεκτρικού πεδίου
Το ηλεκτρικό πεδίο είναι υλικό, δηλ. υπάρχει ανεξάρτητα από τις γνώσεις μας γι' αυτό.
Δημιουργείται από ηλεκτρικό φορτίο: υπάρχει ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω από οποιοδήποτε φορτισμένο σώμα.
Το πεδίο που δημιουργείται από ακίνητα ηλεκτρικά φορτία ονομάζεται ηλεκτροστατικό.
Ένα ηλεκτρικό πεδίο μπορεί επίσης να δημιουργηθεί από ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Ένα τέτοιο ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται πεδίο δίνης.
Το ηλεκτρικό πεδίο διαδίδεται στο χώρο με πεπερασμένη ταχύτητα ίση με την ταχύτητα του φωτός στο κενό.
Η επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου στα ηλεκτρικά φορτία
Το ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να θεωρηθεί ως ένα μαθηματικό μοντέλο που περιγράφει την τιμή της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο του χώρου.
Το ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα από τα συστατικά ενός μόνο ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και μια εκδήλωση ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης
Επίδειξη βιντεοκλίπ:
«Γραμμές δύναμης ομοιόμορφου ηλεκτρικού πεδίου»·
«Γραμμές πεδίου ανομοιόμορφου ηλεκτρικού πεδίου».
Είναι απαραίτητο να εισαχθεί ένα ποσοτικό χαρακτηριστικό του πεδίου. Μετά από αυτό, τα ηλεκτρικά πεδία μπορούν να συγκριθούν μεταξύ τους και να συνεχιστεί η μελέτη των ιδιοτήτων τους.
Για να μελετήσουμε το ηλεκτρικό πεδίο, θα χρησιμοποιήσουμε ένα δοκιμαστικό φορτίο: με τον όρο δοκιμαστικό φορτίο εννοούμε ένα θετικό σημειακό φορτίο που δεν αλλάζει το υπό μελέτη ηλεκτρικό πεδίο.
Αφήστε το ηλεκτρικό πεδίο να δημιουργείται από ένα σημειακό φορτίο q0. Εάν ένα δοκιμαστικό φορτίο q1 εισαχθεί σε αυτό το πεδίο, τότε μια δύναμη [~\vec F] θα δράσει σε αυτό.
Σημειώστε ότι σε αυτό το θέμα χρησιμοποιούμε δύο φορτία: την πηγή ηλεκτρικού πεδίου q0 και τη δοκιμαστική φόρτιση q1. Το ηλεκτρικό πεδίο δρα μόνο στο δοκιμαστικό φορτίο q1 και δεν μπορεί να δράσει στην πηγή του, δηλ. ανά χρέωση q0.
Σύμφωνα με το νόμο του Coulomb, αυτή η δύναμη είναι ανάλογη με το φορτίο q1:
[~ F = k \cdot \frac(q_0 \cdot q_1)(r^2)] .
Επομένως, ο λόγος της δύναμης που επενεργεί σε ένα φορτίο q1 που τοποθετείται σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου προς αυτό το φορτίο σε οποιοδήποτε σημείο του πεδίου:
[\frac(F)(q_1) = k \cdot \frac(q_0)(r^2)] , -
δεν εξαρτάται από το τοποθετημένο φορτίο q1 και μπορεί να θεωρηθεί ως χαρακτηριστικό του πεδίου. Αυτό το χαρακτηριστικό ισχύος του πεδίου ονομάζεται ένταση ηλεκτρικού πεδίου.
Όπως η δύναμη, η ένταση του πεδίου είναι διανυσματική ποσότητα και συμβολίζεται με το γράμμα [~\vec E].
Η ένταση του πεδίου είναι ίση με την αναλογία της δύναμης με την οποία το πεδίο ενεργεί σε ένα σημειακό φορτίο προς αυτό το φορτίο:
[~\vec E = \frac(\vec F)(q)] .
Στο SI, η τάση εκφράζεται σε newtons ανά κουλόμπ (N/C).
Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος.
Η κατεύθυνση του διανύσματος συμπίπτει σε κάθε σημείο του χώρου με την κατεύθυνση της δύναμης που ασκεί το θετικό φορτίο δοκιμής.
Phys. μισό λεπτό
Η τάση είναι το χαρακτηριστικό ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου
Αν στο σημείο Α το φορτίο q > 0, τότε τα διανύσματα και κατευθύνονται προς την ίδια κατεύθυνση. στο q< 0 эти векторы направлены в противоположные стороны.
Η κατεύθυνση του διανύσματος δεν εξαρτάται από το πρόσημο του φορτίου q στο οποίο δρα το πεδίο, αλλά από την κατεύθυνση της δύναμης (Εικ. 1, α, β).
Αρχή της υπέρθεσης πεδίου
Ποια θα είναι η ένταση σε ένα ορισμένο σημείο του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από πολλά φορτία q1, q2, q3, ...;
Ας τοποθετήσουμε ένα δοκιμαστικό φορτίο q σε αυτό το σημείο. Έστω F1 η δύναμη με την οποία το φορτίο q1 δρα στο φορτίο q. F2 είναι η δύναμη με την οποία το φορτίο q2 δρα στο φορτίο q κ.λπ. Από τη δυναμική ξέρετε ότι εάν σε ένα σώμα δρουν πολλές δυνάμεις, τότε η δύναμη που προκύπτει είναι ίση με το γεωμετρικό άθροισμα των δυνάμεων, δηλ.
[~\vec F = \vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3 + \ldots] .
Διαιρέστε την αριστερή και τη δεξιά πλευρά της εξίσωσης με q:
[~\frac(\vec F)(q) = \frac(\vec F_1)(q) + \frac(\vec F_2)(q) + \frac(\vec F_3)(q) + \ldots] .
Αν λάβουμε υπόψη ότι [\frac( \vec F)(q) = \vec E] , προκύπτει η λεγόμενη αρχή της υπέρθεσης πεδίου
η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από πολλά φορτία q1, q2, q3, ..., σε κάποιο σημείο του χώρου είναι ίση με το διανυσματικό άθροισμα των δυνάμεων [\vec E_1, \, \vec E_2, \, \vec E_3 ] , ... πεδία που δημιουργούνται από καθεμία από αυτές τις χρεώσεις:
[~\vec E = \vec E_1 + \vec E_2 + \vec E_3 + \ldots] .
Χάρη στην αρχή της υπέρθεσης, για να βρεθεί η ένταση πεδίου ενός συστήματος σημειακών φορτίων σε οποιοδήποτε σημείο, αρκεί να γνωρίζουμε την έκφραση για την ένταση πεδίου ενός σημειακού φορτίου. Το σχήμα 4, α, β δείχνει πώς προσδιορίζεται γεωμετρικά η ισχύς [~\vec E] του πεδίου που δημιουργείται από δύο φορτία.
Για να προσδιορίσετε την ένταση του πεδίου που δημιουργείται από ένα φορτισμένο σώμα πεπερασμένων διαστάσεων (όχι σημειακά φορτία), πρέπει να προχωρήσετε ως εξής. Διανοητικά χωρίστε το σώμα σε μικρά στοιχεία, καθένα από τα οποία μπορεί να θεωρηθεί ένα σημείο. Προσδιορίστε τα φορτία όλων αυτών των στοιχείων και βρείτε τις εντάσεις πεδίου που δημιουργούνται από όλα αυτά σε ένα δεδομένο σημείο. Μετά από αυτό, προσθέστε γεωμετρικά τις τάσεις από όλα τα στοιχεία του σώματος και βρείτε την προκύπτουσα ένταση πεδίου. Για σώματα πολύπλοκου σχήματος αυτό είναι ένα δύσκολο, αλλά κατ' αρχήν επιλύσιμο πρόβλημα. Για να το λύσετε, πρέπει να γνωρίζετε πώς κατανέμεται το φορτίο στο σώμα.
Γραμμές τάσης
Το ηλεκτρικό πεδίο δεν επηρεάζει τις αισθήσεις. Δεν τον βλέπουμε. Ωστόσο, η κατανομή του πεδίου στο διάστημα μπορεί να γίνει ορατή. Το 1845, ο Άγγλος φυσικός Michael Faraday πρότεινε την απεικόνιση του ηλεκτρικού πεδίου χρησιμοποιώντας γραμμές δύναμης και έλαβε πρωτότυπους χάρτες ή διαγράμματα πεδίου.
Μια γραμμή δύναμης (ή γραμμή τάσης) είναι μια νοητή κατευθυνόμενη γραμμή στο χώρο, η εφαπτομένη της οποίας σε κάθε σημείο συμπίπτει με την κατεύθυνση του διανύσματος τάσης σε αυτό το σημείο (Εικ. 5).
Από το σχέδιο των γραμμών πεδίου μπορεί κανείς να κρίνει όχι μόνο την κατεύθυνση του διανύσματος, αλλά και την τιμή του. Πράγματι, για σημειακά φορτία, η ένταση του πεδίου αυξάνεται καθώς πλησιάζει το φορτίο και οι γραμμές πεδίου γίνονται πιο πυκνές (Εικ. 6). Όπου οι γραμμές δύναμης είναι παχύτερες υπάρχει μεγαλύτερη τάση και το αντίστροφο.
Ο αριθμός των γραμμών δύναμης ανά μονάδα επιφάνειας που βρίσκονται κάθετα προς τις γραμμές δύναμης είναι ανάλογος του συντελεστή τάσης.
Εικόνες από ηλεκτροφόρα καλώδια
Η κατασκευή μιας ακριβούς εικόνας των γραμμών πεδίου ενός φορτισμένου σώματος είναι ένα δύσκολο έργο. Πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε την ένταση του πεδίου E(x, y, z) ως συνάρτηση των συντεταγμένων. Αλλά αυτό δεν είναι ακόμα αρκετό. Απομένει το δύσκολο έργο της χάραξης συνεχών γραμμών έτσι ώστε σε κάθε σημείο της ευθείας η εφαπτομένη σε αυτήν να συμπίπτει με την κατεύθυνση της τάσης [~\vec E] . Ο ευκολότερος τρόπος για να αναθέσετε μια τέτοια εργασία είναι σε έναν υπολογιστή που εκτελεί ένα ειδικό πρόγραμμα.
Ωστόσο, δεν είναι πάντα απαραίτητο να δημιουργηθεί μια ακριβής εικόνα της κατανομής των γραμμών πεδίου. Μερικές φορές αρκεί να σχεδιάσετε κατά προσέγγιση εικόνες, χωρίς να ξεχνάτε ότι:
Οι γραμμές δύναμης είναι ανοιχτές γραμμές: ξεκινούν στην επιφάνεια θετικά φορτισμένων σωμάτων (ή στο άπειρο) και τελειώνουν στην επιφάνεια αρνητικά φορτισμένων σωμάτων (ή στο άπειρο).
Οι γραμμές πεδίου δεν τέμνονται, αφού σε κάθε σημείο του πεδίου το διάνυσμα έντασης έχει μόνο μία κατεύθυνση.
μεταξύ φορτίσεων οι γραμμές δύναμης δεν διακόπτονται πουθενά.
Τα σχήματα 7-10 δείχνουν μοτίβα γραμμών πεδίου: μια θετικά φορτισμένη μπάλα (Εικ. 7). δύο διαφορετικά φορτισμένες μπάλες (Εικ. 8). δύο παρόμοια φορτισμένες μπάλες (Εικ. 9). δύο πλάκες των οποίων τα φορτία είναι ίσα σε μέγεθος και αντίθετα σε πρόσημο (Εικ. 10).
Το σχήμα 10 δείχνει ότι στο διάστημα μεταξύ των πλακών, μακριά από τις άκρες των πλακών, οι γραμμές δύναμης είναι παράλληλες: το ηλεκτρικό πεδίο εδώ είναι το ίδιο σε όλα τα σημεία.
Ένα ηλεκτρικό πεδίο του οποίου η ισχύς είναι ίδια σε όλα τα σημεία του χώρου ονομάζεται.
Ανάλυση εργασιών.
Παραδείγματα εφαρμογής της αρχής της υπέρθεσης πεδίου.
(ΧΡΗΣΗ 2008) Α19. Το σχήμα δείχνει γραμμές έντασης ηλεκτρικού πεδίου σε μια συγκεκριμένη θέση στο χώρο. Σε ποιο σημείο είναι η μέγιστη τάση;
(ΧΡΗΣΗ 2010) A17. Ποια κατεύθυνση στο σημείο Ο είναι το διάνυσμα της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από δύο ομώνυμα φορτία;
(ΧΡΗΣΗ 2007) Α19. Να προσδιορίσετε την ένταση του πεδίου στο κέντρο του τετραγώνου, στις γωνίες του οποίου υπάρχουν φορτία: (+q), (+q), (-q), (-q);
(ΧΡΗΣΗ 2008, DEMO) A17. Το σχήμα δείχνει τη θέση δύο σταθερών σημειακών ηλεκτρικών φορτίων + 2q και - q.
Ενοποίηση υλικού (εργασίες με κάρτες) (5-7 λεπτά)
Εργασία για το σπίτι: §40; Νο. 40.1; 40.2; Ατομικές εργασίες με χρήση καρτών.
Βιβλιογραφία
Zhilko, V.V. Φυσική: σχολικό βιβλίο. επίδομα για την 11η τάξη. γενική εκπαίδευση ιδρύματα με ρωσικά Γλώσσα εκπαίδευση με 12ετή περίοδο σπουδών (βασικό και ανώτερο επίπεδο) /V. V. Zhilko, L. G. Markovich. — 2η έκδ., αναθεωρημένη. — Μινσκ: Ναρ. Ασβέτα, 2008. - Σ. 75, 80-85.
Kabardin O.F., V.A. Orlov, E.E. Evenchik, S.Ya. Shamash, Α.Α. Pinsky, S.I. Kabardina, Yu.I. Ντικ, Γ.Γ. Νικιφόροφ, Ν.Ι. Schaefer «Φυσική. 10η τάξη», «Διαφωτισμός», 2010;
Μπολσούν. Φυσική σε ερωτήσεις και απαντήσεις εξετάσεων. Σειρά Home Tutor.
Myakishev G.Ya. Φυσική: Ηλεκτροδυναμική. 10-11 τάξεις: σχολικό βιβλίο. για εις βάθος μελέτη της φυσικής / Γ.Γ. Myakishev, A.Z. Sinyakov, B.A. Σλόμποντσκοφ. - Μ.: Bustard, 2005. - 476 σελ.
Σχετικό εκπαιδευτικό υλικό:
Μάθημα 57 Θέμα: Ηλεκτρικό πεδίο. Ένταση ηλεκτρικού πεδίου. Αρχή της υπέρθεσης πεδίου Στόχος: αποκάλυψη της υλικής φύσης του ηλεκτρικού πεδίου και ο σχηματισμός της έννοιας της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου
Στόχοι μαθήματος: εξοικείωση των μαθητών με τα χαρακτηριστικά ισχύος του ηλεκτρικού πεδίου.
∙ να διαμορφώσει άτυπη γνώση στην ερμηνεία της έννοιας της «ισχύς ηλεκτρικού πεδίου.
∙ καλλιεργούν μια συνειδητή στάση για τη μάθηση και ενδιαφέρον για τη μελέτη της φυσικής.
Μάθημα: εκμάθηση νέου υλικού Εξοπλισμός: ελαφρύ μεταλλικό μανίκι από αλουμινόχαρτο, μπαστούνι από πλεξιγκλάς, λοφία σε βάση, μηχανή ηλεκτροφόρου, μπάλα σε μεταξωτή κλωστή, πλάκες πυκνωτή, παρουσίαση, κινούμενα σχέδια με φλας Πρόοδος μαθήματος
- Επανάληψη όσων μαθεύτηκαν
- Να διατυπώσετε το νόμο του Κουλόμπ Ποια είναι η φυσική σημασία του συντελεστή k; Προσδιορίστε τα όρια εφαρμογής του νόμου του Coulomb;
- Φυσική υπαγόρευση. Νόμος διατήρησης ηλεκτρικού φορτίου. ο νόμος του Κουλόμπ. (αμοιβαία επαλήθευση)
Εκμάθηση νέου υλικού
- Εκμάθηση νέου υλικού
- Ένταση Ε.Π
Ένταση Ε.Π δεν εξαρτάται από το μέγεθος του φορτίου, μια διανυσματική ποσότητα (χαρακτηριστική δύναμη του πεδίου) Δείχνει με ποια δύναμη ενεργεί το πεδίο σε φορτίο που τοποθετείται σε αυτό το πεδίο. 
Αντικαθιστώντας την έκφραση δύναμης στον τύπο, λαμβάνουμε την έκφραση για την ένταση πεδίου ενός σημειακού φορτίου
Πώς μπορείτε να χαρακτηρίσετε ένα πεδίο που δημιουργείται από πολλές χρεώσεις;Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τη διανυσματική πρόσθεση των δυνάμεων που δρουν στο φορτίο που εισάγεται στο πεδίο και να λάβουμε την προκύπτουσα ένταση E.P. Αυτή η περίπτωση ονομάζεται ΑΡΧΗ ΥΠΟΘΕΣΗ ( διαφάνεια 6)Πείραμα 4. Πειράματα για την επίδειξη των φασμάτων των ηλεκτρικών πεδίων (1. Πειράματα με σουλτάνους που είναι εγκατεστημένοι σε μονωτικές βάσεις και φορτίζονται από μια ηλεκτρική μηχανή αλουμινίου. 2. Πειράματα με πλάκες πυκνωτών στις οποίες είναι κολλημένες λωρίδες χαρτιού στο ένα άκρο.) Είναι βολικό να απεικονιστεί η ηλεκτρικό πεδίο με γραφικές γραμμές - POWER LINES. Οι ΓΡΑΜΜΕΣ ΠΕΔΙΟΥ είναι γραμμές που υποδεικνύουν την κατεύθυνση της δύναμης που ασκείται σε αυτό το πεδίο σε ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο που βρίσκεται σε αυτό ( διαφάνειες 9,10,11)
Γραμμές πεδίου που δημιουργούνται από θετικά (α) και αρνητικά (β) φορτισμένα σωματίδια 
Η πιο ενδιαφέρουσα περίπτωση είναι η Ε.Π. δημιουργείται ανάμεσα σε δύο μακριές φορτισμένες πλάκες. Στη συνέχεια δημιουργείται μεταξύ τους ομοιογενές Ε.Π. + - 1 2 3Επεξήγηση της αρχής της υπέρθεσης, χρησιμοποιώντας μια γραφική παράσταση ( διαφάνειες 11,12,13)
III.Εμπέδωση γνώσεων, ικανοτήτων, δεξιοτήτων
Επιθεώρηση των ερωτήσεων
∙ Ανάλυση ερωτήσεων:
α) Πώς πρέπει να καταλάβουμε ότι υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο σε ένα δεδομένο σημείο;
β) Πώς πρέπει να καταλάβουμε ότι η τάση στο σημείο Α είναι μεγαλύτερη από την τάση στο σημείο Β;
γ) Πώς πρέπει να καταλάβουμε ότι η ένταση σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου είναι 6 N/kl;
δ) Ποια τιμή μπορεί να προσδιοριστεί εάν η ισχύς σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου είναι γνωστή;
∙ 2. Ανάλυση ποιοτικών προβλημάτων
800. Δύο φορτία ίσου μεγέθους βρίσκονται σε κάποια απόσταση το ένα από το άλλο. Σε ποια περίπτωση είναι μεγαλύτερη η τάση σε ένα σημείο που βρίσκεται στο ήμισυ της απόστασης μεταξύ τους: αν αυτά τα φορτία είναι παρόμοια ή όχι;? (Διαφορετικά. Με τα σημειακά φορτία με το ίδιο όνομα, η τάση θα είναι μηδενική.)
801. Γιατί τα πουλιά πετούν από τα καλώδια υψηλής τάσης όταν είναι ενεργοποιημένο το ρεύμα; (Όταν ενεργοποιείται ένα ρεύμα υψηλής τάσης, εμφανίζεται ένα στατικό ηλεκτρικό φορτίο στα φτερά του πουλιού, με αποτέλεσμα τα φτερά του πουλιού να τριχώνουν και να αποκλίνουν (όπως οι φούντες ενός χάρτινου λοφίου συνδεδεμένου με μια ηλεκτροστατική μηχανή). Αυτό τρομάζει το πουλί , πετάει από το σύρμα.)
∙ Ανάλυση προβλημάτων υπολογισμού [Rymkevich A.P. Συλλογή προβλημάτων φυσικής, τάξεις 10-11. – M.: Bustard, 2003.]:
698. Σε κάποιο σημείο του πεδίου, μια δύναμη 0,4 μN δρα σε φορτίο 2 nC. Βρείτε την ένταση του πεδίου σε αυτό το σημείο. (200 V/m)
699. Ποια δύναμη ασκείται σε ένα φορτίο 12 nC τοποθετημένο σε σημείο όπου η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι 2 kN/Cl; (24 µN)
Συνοψίζοντας το μάθημα.
Βιβλιογραφία:
Σχολικό βιβλίο Φυσική 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev, εκδοτικός οίκος "Mektep" 2010
[Tulchinsky M.E. Ποιοτικά προβλήματα στη φυσική στο λύκειο. – Μ.: Εκπαίδευση, 1972.]:
Rymkevich A.P. Συλλογή προβλημάτων φυσικής, τάξεις 10-11. – M.: Bustard, 2003
V.A.Volkov. Να βοηθήσει τη δασκάλα του σχολείου.
| Περίληψη μαθήματος με θέμα: «Η επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου στα ηλεκτρικά φορτία. Ενέργεια ηλεκτρικού πεδίου" Πλήρες όνομα: Tyutyugina N. A. |
| Τόπος εργασίας: Κρατικό Δημοσιονομικό Ίδρυμα της Δημοκρατίας του Καζακστάν "KSS "Simeiz" |
| Θέση: καθηγητής φυσικής |
| Θέμα: φυσική |
| Βαθμός 8 |
| Θέμα και αριθμός μαθήματος στο θέμα: θέμα 1, μαθήματα Νο. 3, 4 |
| Βασικό σεμινάριο: |
Στόχοι:
Εκπαιδευτικός: να γνωρίζουν και να κατανοούν τις έννοιες: ηλεκτρικό φορτίο, ηλεκτρικό πεδίο, διακριτικότητα φορτίου, αλληλεπίδραση φορτίων.
Εκπαιδευτικός: προωθεί την ανάπτυξη του λόγου, της σκέψης, των γνωστικών και γενικών δεξιοτήτων εργασίας· προωθεί την κυριαρχία των μεθόδων επιστημονικής έρευνας: ανάλυση και σύνθεση.
Εκπαιδευτικός: να διαμορφώσει μια ευσυνείδητη στάση απέναντι στο εκπαιδευτικό έργο, θετικά κίνητρα για μάθηση και δεξιότητες επικοινωνίας· συμβάλλουν στην εκπαίδευση της ανθρωπότητας, της πειθαρχίας και της αισθητικής αντίληψης του κόσμου.
Τύπος μαθήματος: Ένα μάθημα εκμάθησης νέου υλικού.
Φόρμα μαθήματος : συνδυασμένο μάθημα.
Μέθοδοι μαθήματος : λεκτική, οπτική, πρακτική.
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων
1. Οργανωτικό στάδιο.
2. Επικαιροποίηση βασικών γνώσεων.
3. Στάδιο απόκτησης νέας γνώσης.
4. Στάδιο γενίκευσης και εμπέδωσης νέου υλικού. .
5. Τελικό στάδιο. 3 λεπτά.
3.
Το ηλεκτρικό πεδίο είναι μια ειδική μορφή ύλης μέσω της οποίας συμβαίνει η αλληλεπίδραση ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων.
Η εισαγωγή της έννοιας του ηλεκτρικού πεδίου ήταν απαραίτητη για να εξηγήσει την αλληλεπίδραση των ηλεκτρικών φορτίων, δηλαδή να απαντήσει στα ερωτήματα: γιατί προκύπτουν δυνάμεις που δρουν στα φορτία και πώς μεταφέρονται από το ένα φορτίο στο άλλο;
Οι έννοιες των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων εισήχθησαν από τον μεγάλο Άγγλο φυσικό Michael Faraday. Σύμφωνα με την ιδέα του Faraday, τα ηλεκτρικά φορτία δεν δρουν άμεσα μεταξύ τους. Κάθε ένα από αυτά δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο στον περιβάλλοντα χώρο. Το πεδίο ενός φορτίου δρα σε ένα άλλο φορτίο και το αντίστροφο. Καθώς απομακρύνεστε από τη φόρτιση, το πεδίο εξασθενεί.
Με την εισαγωγή της έννοιας του πεδίου στη φυσική, καθιερώθηκε η θεωρία της δράσης μικρής εμβέλειας, η κύρια διαφορά της οποίας από τη θεωρία της δράσης μεγάλης εμβέλειας είναι η ιδέα της ύπαρξης μιας ορισμένης διαδικασίας στο διάστημα μεταξύ της αλληλεπίδρασης. σώματα, η οποία διαρκεί έναν πεπερασμένο χρόνο.
Αυτή η ιδέα επιβεβαιώθηκε στα έργα του μεγάλου Άγγλου J.C. Maxwell, ο οποίος το απέδειξε θεωρητικά Οι ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις πρέπει να διαδίδονται στο διάστημα με πεπερασμένη ταχύτητα - s, ίση με την ταχύτητα του φωτός στο κενό (300.000 km/s).Πειραματική απόδειξη αυτής της δήλωσης ήταν η εφεύρεση του ραδιοφώνου.
Ένα ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται στον χώρο που περιβάλλει ένα ακίνητο φορτίο, ακριβώς όπως ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται γύρω από κινούμενα φορτία - ρεύματα ή μόνιμους μαγνήτες. Το μαγνητικό και το ηλεκτρικό πεδίο μπορούν να μετασχηματιστούν το ένα στο άλλο, σχηματίζοντας ένα ενιαίο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Το ηλεκτρικό πεδίο (όπως και το μαγνητικό πεδίο) είναι μόνο μια ειδική περίπτωση του γενικού ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Εναλλασσόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία μπορούν να υπάρχουν χωρίς τα φορτία και τα ρεύματα που τα δημιούργησαν. Ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μεταφέρει μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας, καθώς και ορμή και μάζα. Έτσι, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο είναι μια φυσική οντότητα που έχει ορισμένες φυσικές ιδιότητες.
Έτσι, η φύση του ηλεκτρικού πεδίου είναι η εξής:
1. Το ηλεκτρικό πεδίο είναι υλικό· υπάρχει ανεξάρτητα από τη συνείδησή μας.
2. Η κύρια ιδιότητα του ηλεκτρικού πεδίου είναι η επίδρασή του στα ηλεκτρικά φορτία με κάποια δύναμη. Με την ενέργεια αυτή διαπιστώνεται το γεγονός της ύπαρξής του. Η επίδραση ενός πεδίου σε ένα φορτίο μονάδας - ισχύς πεδίου - είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του, με το οποίο μελετάται η κατανομή του πεδίου στο χώρο.
Το ηλεκτρικό πεδίο των ακίνητων φορτίων ονομάζεται ηλεκτροστατικό. Με την πάροδο του χρόνου δεν αλλάζει, συνδέεται άρρηκτα με τα φορτία που το δημιούργησαν και υπάρχει στον χώρο που τα περιβάλλει.
Ορισμός.Φυσικό μέγεθος ίσο με λόγο δύναμης ΦΑ,με το οποίο το ηλεκτρικό πεδίο δρα στο δοκιμαστικό φορτίο q, στην τιμή αυτού του φορτίου, ονομάζεται ένταση ηλεκτρικού πεδίου και συμβολίζεται με Ε.Επιθεώρηση των ερωτήσεων
1. Τι είναι το ηλεκτρικό πεδίο;
2. Ποιες είναι οι κύριες ιδιότητες του ηλεκτρικού πεδίου;
3. Ποιο πεδίο ονομάζεται ηλεκτρικό;
4. Πώς ονομάζεται η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου;
5. Ποια είναι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου;
6. Πώς να προσδιορίσετε την ένταση πεδίου ενός σημειακού φορτίου;
7. Ποιο ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται ομοιόμορφο;
Θέμα: Ηλεκτρικό πεδίο. Ένταση ηλεκτρικού πεδίου. Αρχή της υπέρθεσης πεδίου
Στόχος: αποκάλυψη της υλικής φύσης του ηλεκτρικού πεδίου και ο σχηματισμός της έννοιας της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου
Στόχοι μαθήματος: εξοικείωση των μαθητών με τα χαρακτηριστικά ισχύος του ηλεκτρικού πεδίου.
∙ να διαμορφώσει άτυπη γνώση στην ερμηνεία της έννοιας της «ισχύς ηλεκτρικού πεδίου.
∙ καλλιεργούν μια συνειδητή στάση για τη μάθηση και ενδιαφέρον για τη μελέτη της φυσικής.
Μάθημα: εκμάθηση νέου υλικού
Εξοπλισμός: ελαφρύ μεταλλικό μανίκι από αλουμινόχαρτο, μπαστούνι από πλεξιγκλάς, λοφία σε βάση, μηχανή ηλεκτροφόρου, μπάλα σε μεταξωτή κλωστή, πλάκες πυκνωτή, παρουσίαση, κινούμενα σχέδια με φλας
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων
Επανάληψη όσων μαθεύτηκαν
Νόμος του State Coulomb
Ποια είναι η φυσική σημασία του συντελεστή k;
Προσδιορίστε τα όρια εφαρμογής του νόμου του Coulomb;
Φυσική υπαγόρευση. Νόμος διατήρησης ηλεκτρικού φορτίου. ο νόμος του Κουλόμπ. (αμοιβαία επαλήθευση)
Εκμάθηση νέου υλικού
1.Είναι δυνατόν να δημιουργηθεί ηλεκτρικό φορτίο;
2. Δημιουργούμε ηλεκτρικό φορτίο κατά την ηλεκτροδότηση;
3. Μπορεί ένα φορτίο να υπάρχει χωριστά από ένα σωματίδιο;
4. Ένα σώμα του οποίου το συνολικό θετικό φορτίο των σωματιδίων είναι ίσο με το συνολικό αρνητικό φορτίο των σωματιδίων είναι…..
5. Η δύναμη της αλληλεπίδρασης των φορτισμένων σωματιδίων με το αυξανόμενο φορτίο οποιουδήποτε από αυτά τα σωματίδια…..
6. Όταν ένα φορτίο τοποθετείται σε ένα μέσο, η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ τους….
7. Με αύξηση της απόστασης μεταξύ των φορτίων κατά 3 φορές, η δύναμη αλληλεπίδρασης......
8. Η ποσότητα που χαρακτηρίζει τις ηλεκτρικές ιδιότητες του μέσου ονομάζεται...
9. Σε ποιες μονάδες μετράται το ηλεκτρικό φορτίο;
(1, Ναι; 2. Όχι. 3. Όχι. 4. Ουδέτερο; 5. Αυξάνει? 6. Μειώνεται. 7. Θα μειωθεί κατά 9 φορές. 8. Διηλεκτρική σταθερά. 9. Σε μενταγιόν)
Εκμάθηση νέου υλικού
Η αλληλεπίδραση των φορτίων σύμφωνα με το νόμο του Coulomb είναι ένα πειραματικά τεκμηριωμένο γεγονός. ( διαφάνεια 1 )Ωστόσο, δεν αποκαλύπτει τη φυσική εικόνα της ίδιας της διαδικασίας αλληλεπίδρασης. Και δεν απαντά στο ερώτημα πώς συμβαίνει η δράση μιας φόρτισης σε μια άλλη.
Πείραμα 1 (με μανίκι) Φέρτε αργά μια κάθετα τοποθετημένη πλάκα από πλεξιγκλάς σε ένα μανίκι από ελαφρύ μεταλλικό φύλλο που κρέμεται σε μια κλωστή, αφού το έχετε προηγουμένως φορτίσει με μαλλί.
-Τι συμβαίνει?(δεν υπάρχει επαφή, αλλά το μανίκι έχει αποκλίνει από την κατακόρυφο)
Πείραμα 2 (μηχάνημα ηλεκτροφόρου, πλάκες σφαιρικού πυκνωτή, μπάλα τένις κρεμασμένη σε μεταξωτό νήμα ) Έχοντας φορτίσει τις πλάκες, παρατηρούμε την κίνηση της μπάλας μεταξύ τους. Γιατί;
Έτσι συμβαίνει η αλληλεπίδραση σε απόσταση. Ίσως είναι ο αέρας ανάμεσα στα σώματα;
Πείραμα 3 (παρακολούθηση ενός αποσπάσματος βίντεο, κινούμενη εικόνα με φλας) Κατά την άντληση του αέρα, παρατηρούμε ότι τα φύλλα του ηλεκτροσκοπίου συνεχίζουν να απωθούνται μεταξύ τους.
Τι μπορεί να συναχθεί; ( ο αέρας δεν συμμετέχει στην αλληλεπίδραση )
Πώς γίνεται τότε η αλληλεπίδραση;
Ο Faraday δίνει την εξής εξήγηση:
Υπάρχει πάντα ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω από κάθε ηλεκτρικό φορτίο. ( διαφάνεια 2)
Για να χαρακτηρίσετε την Ε.Π. πρέπει να εισαγάγετε τιμές.
Το πρώτο χαρακτηριστικό του Πεδίου είναι η ΕΝΤΑΣΗ.
Ας στραφούμε ξανά στο νόμο του Coulomb ( διαφάνεια 3 )
Ας εξετάσουμε την επίδραση του πεδίου στο φορτίο που εισάγεται στο πεδίο της δοκιμαστικής φόρτισης.
……………………………………………
Έτσι, αν δούμε την αναλογία, θα πάρουμε μια τιμή που θα χαρακτηρίζει τη δράση του πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο.
Υποδηλώνεται με το γράμμα Ε.
Ένταση Ε.Π.
Ένταση Ε.Π. δεν εξαρτάται από το μέγεθος του φορτίου, διανυσματική ποσότητα (χαρακτηριστικό έντασης πεδίου) Δείχνει με ποια δύναμη ενεργεί το πεδίο σε ένα φορτίο που τοποθετείται σε αυτό το πεδίο.
Αντικαθιστώντας την έκφραση δύναμης στον τύπο, λαμβάνουμε την έκφραση για την ένταση πεδίου ενός σημειακού φορτίου
Πώς μπορείτε να χαρακτηρίσετε ένα πεδίο που δημιουργείται από πολλές χρεώσεις;
Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τη διανυσματική πρόσθεση των δυνάμεων που δρουν στο φορτίο που εισάγεται στο πεδίο και να λάβουμε την προκύπτουσα ένταση E.P. Αυτή η περίπτωση ονομάζεται ΑΡΧΗ ΥΠΕΡΘΕΣΗ
(διαφάνεια 6)
Πείραμα 4. Πειράματα για την επίδειξη των φασμάτων των ηλεκτρικών πεδίων. (1. Πειράματα με σουλτάνους που είναι εγκατεστημένοι σε μονωτικές βάσεις και φορτίζονται από μια ηλεκτρική μηχανή αλουμινίου. 2. Πειράματα με πλάκες πυκνωτών στις οποίες είναι κολλημένες χάρτινες λωρίδες στο ένα άκρο.)
Είναι βολικό να αναπαραστήσετε το ηλεκτρικό πεδίο με γραφικές γραμμές - POWER LINES. Οι ΓΡΑΜΜΕΣ ΠΕΔΙΟΥ είναι γραμμές που υποδεικνύουν την κατεύθυνση της δύναμης που ασκείται σε αυτό το πεδίο σε ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο που βρίσκεται σε αυτό ( διαφάνειες 9,10,11)
Γραμμές πεδίου που δημιουργούνται από θετικά (α) και αρνητικά (β) φορτισμένα σωματίδια
Η πιο ενδιαφέρουσα περίπτωση είναι η Ε.Π. δημιουργείται ανάμεσα σε δύο μακριές φορτισμένες πλάκες. Στη συνέχεια δημιουργείται μεταξύ τους ομοιογενές Ε.Π.
Επεξήγηση της αρχής της υπέρθεσης, χρησιμοποιώντας μια γραφική παράσταση ( διαφάνειες 11,12,13)
III. Εμπέδωση γνώσεων, ικανοτήτων, δεξιοτήτων
Επιθεώρηση των ερωτήσεων
∙ Ανάλυση ερωτήσεων:
α) Πώς πρέπει να καταλάβουμε ότι υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο σε ένα δεδομένο σημείο;
β) Πώς πρέπει να καταλάβουμε ότι η τάση στο σημείο Α είναι μεγαλύτερη από την τάση στο σημείο Β;
γ) Πώς πρέπει να καταλάβουμε ότι η ένταση σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου είναι 6 N/kl;
δ) Ποια τιμή μπορεί να προσδιοριστεί εάν η ισχύς σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου είναι γνωστή;
∙ 2. Ανάλυση ποιοτικών προβλημάτων
800. Δύο φορτία ίσου μεγέθους βρίσκονται σε κάποια απόσταση το ένα από το άλλο. Σε ποια περίπτωση είναι μεγαλύτερη η τάση σε ένα σημείο που βρίσκεται στο ήμισυ της απόστασης μεταξύ τους: αν αυτά τα φορτία είναι παρόμοια ή όχι;? (Διαφορετικά. Με τα σημειακά φορτία με το ίδιο όνομα, η τάση θα είναι μηδενική.)
801. Γιατί τα πουλιά πετούν από τα καλώδια υψηλής τάσης όταν είναι ενεργοποιημένο το ρεύμα; (Όταν ενεργοποιείται ένα ρεύμα υψηλής τάσης, εμφανίζεται ένα στατικό ηλεκτρικό φορτίο στα φτερά του πουλιού, με αποτέλεσμα τα φτερά του πουλιού να τριχώνουν και να αποκλίνουν (όπως οι φούντες ενός χάρτινου λοφίου συνδεδεμένου με μια ηλεκτροστατική μηχανή). Αυτό τρομάζει το πουλί , πετάει από το σύρμα.)
∙ Ανάλυση προβλημάτων υπολογισμού [Rymkevich A.P. Συλλογή προβλημάτων φυσικής, τάξεις 10-11. – M.: Bustard, 2003.]:
698. Σε κάποιο σημείο του πεδίου, μια δύναμη 0,4 μN δρα σε φορτίο 2 nC. Βρείτε την ένταση του πεδίου σε αυτό το σημείο. (200 V/m)
699. Ποια δύναμη ασκείται σε ένα φορτίο 12 nC τοποθετημένο σε σημείο όπου η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι 2 kN/Cl; (24 µN)
Συνοψίζοντας το μάθημα.
Βιβλιογραφία:
Σχολικό βιβλίο Φυσική 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev, εκδοτικός οίκος "Mektep" 2010
[Tulchinsky M.E. Ποιοτικά προβλήματα στη φυσική στο λύκειο. – Μ.: Εκπαίδευση, 1972.]:
Rymkevich A.P. Συλλογή προβλημάτων φυσικής, τάξεις 10-11. – M.: Bustard, 2003
V.A.Volkov. Να βοηθήσει τη δασκάλα του σχολείου.
Σκοπός του μαθήματος: να εισαγάγει τους μαθητές στην ιστορία της πάλης μεταξύ των εννοιών της στενής δράσης και της δράσης από απόσταση. με τις ελλείψεις των θεωριών, εισαγάγετε την έννοια της έντασης ηλεκτρικού πεδίου, αναπτύξτε την ικανότητα απεικόνισης ηλεκτρικών πεδίων γραφικά. χρησιμοποιήστε την αρχή της υπέρθεσης για να υπολογίσετε τα πεδία ενός συστήματος φορτισμένων σωμάτων.
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων
Έλεγχος της εργασίας με τη μέθοδο της ανεξάρτητης εργασίας
Επιλογή 1
1. Είναι δυνατή η δημιουργία ή η καταστροφή ηλεκτρικού φορτίου; Γιατί; Εξηγήστε την ουσία του νόμου της διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου.
2. Υπάρχουν δύο σώματα στον αέρα που έχουν ίσα αρνητικά ηλεκτρικά φορτία· τα σώματα απωθούνται μεταξύ τους με δύναμη 0,9 N. Η απόσταση μεταξύ των φορτίων είναι 8 εκ. Υπολογίστε τη μάζα των ηλεκτρονίων που περισσεύουν σε κάθε σώμα, καθώς και τον αριθμό τους.
Λύση. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/k e ; N= 5·1012 (ηλεκτρόνια)
Επιλογή-2
1 Γιατί τα ανόμοια σώματα ηλεκτρίζονται κατά την τριβή, αλλά τα ομοιογενή σώματα δεν ηλεκτρίζονται;
Τρεις αγώγιμες μπάλες ήρθαν σε επαφή, η πρώτη μπάλα είχε φορτίο 1,8 10-8 C, η δεύτερη είχε φορτίο 0,3 10-8 C, η τρίτη μπάλα δεν είχε φορτίο. Πώς κατανέμεται το φορτίο μεταξύ των σφαιρών; Με ποια δύναμη θα αλληλεπιδράσουν δύο από αυτά στο κενό σε απόσταση 5 cm το ένα από το άλλο;
Λύση. q1+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0,5·10-8(C)
F= k q2/r2; F= 9·10-5 (H)
Εκμάθηση νέου υλικού
1. Συζήτηση του θέματος της μεταφοράς της επίδρασης μιας χρέωσης σε άλλη. Οι ομιλητές ακούγονται από «υποστηρικτές» της θεωρίας της δράσης μικρής εμβέλειας (το πεδίο διαδίδεται με την ταχύτητα του φωτός) και της θεωρίας της δράσης σε απόσταση (όλες οι αλληλεπιδράσεις διαδίδονται αμέσως). Οι παραστάσεις των μαθητών συνοδεύονται από επιδείξεις πειραμάτων για την αλληλεπίδραση ηλεκτρισμένων σωμάτων. Οι μαθητές μπορούν να κάνουν ερωτήσεις σχετικά με τους υποστηρικτές της μιας ή της άλλης θεωρίας.
Ο δάσκαλος βοηθά τους μαθητές να βγάλουν σωστά συμπεράσματα και οδηγεί τους μαθητές να σχηματίσουν την έννοια του ηλεκτρικού πεδίου.
2. Ηλεκτρικό πεδίο -μια ειδική μορφή ύλης που υπάρχει ανεξάρτητα από εμάς και τις γνώσεις μας για αυτήν.
3. Η κύρια ιδιότητα του ηλεκτρικού πεδίου- δράση σε ηλεκτρικά φορτία με κάποια δύναμη.
| Ηλεκτροστατικό πεδίο | Το ηλεκτροστατικό πεδίο των στατικών φορτίων δεν αλλάζει καθόλου και είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με τα φορτία που το σχηματίζουν. | ||
| Ένταση ηλεκτρικού πεδίου: μι= φά/ q | Ο λόγος της δύναμης με την οποία το ηλεκτρικό πεδίο δρα σε ένα θετικό φορτίο δοκιμής προς την τιμή αυτού του φορτίου. Διάνυσμα μιΤο ̄̄̄̄̄̄ συμπίπτει με την κατεύθυνση της δύναμης που ασκεί το θετικό φορτίο. | ||
| Ένταση ηλεκτρικού πεδίου σημειακού φορτίου. Ε =q0/4πξ0ξr2 | Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ενός σημειακού φορτίου σε ένα ορισμένο σημείο του χώρου είναι ευθέως ανάλογη με το μέτρο του φορτίου της πηγής πεδίου και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο στο χώρο. | ||
| Γραμμές ηλεκτροστατικού πεδίου | Αυτές είναι γραμμές των οποίων οι εφαπτομένες σε κάθε σημείο του πεδίου συμπίπτουν με την κατεύθυνση της έντασης του πεδίου σε αυτό το σημείο. | ||
| Αρχή της υπέρθεσης πεδίου: E = E1+E2+E3+… | Όταν υπερτίθενται πεδία από πολλά σημειακά φορτία, σχηματίζεται ένα ηλεκτροστατικό πεδίο, η ισχύς του οποίου σε οποιοδήποτε σημείο είναι ίση με το γεωμετρικό άθροισμα των δυνάμεων από καθένα από τα συστατικά πεδία. | ||
| Επίδειξη εμπειρίας: «Αιτιολόγηση της αρχής της υπέρθεσης πεδίων» | Κρεμάστε μια «δοκιμαστική φόρτιση» (αφρώδης πλάκα) σε ένα νάιλον νήμα. Κτυπήστε τη «δοκιμαστική φόρτιση» με ένα φορτισμένο σώμα. Στη συνέχεια, φέρτε ένα άλλο φορτισμένο σώμα και παρατηρήστε την επίδρασή του στη «φόρτιση δοκιμής». Αφαιρέστε το πρώτο φορτισμένο σώμα και παρατηρήστε τη δράση του δεύτερου φορτισμένου σώματος. Εξάγουμε ένα συμπέρασμα. | ||
Ανεξάρτητη εργασία με το βιβλίο.
1. Διαβάστε τον ορισμό των γραμμών ηλεκτρικού πεδίου στο σχολικό βιβλίο.
2. Κοιτάξτε προσεκτικά τα Σχήματα 181 – 184, που δείχνουν παραδείγματα γραμμών τάσης διαφόρων φορτισμένων σωμάτων και συστημάτων σωμάτων.
3. Απαντήστε στις ερωτήσεις.
Α) Πώς εμφανίζεται το μέγεθος του διανύσματος τάσης στα σχήματα; Με ποιο εξωτερικό ζώδιο μπορεί κανείς να διακρίνει ένα πεδίο με έντονη δράση;
Β) Πού αρχίζουν και πού τελειώνουν οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου;
Ε) Υπάρχουν σπασίματα στις γραμμές τάσης;
Δ) Πώς βρίσκονται οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου σε σχέση με την επιφάνεια ενός φορτισμένου σώματος;
Δ) Σε ποια περίπτωση το ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να θεωρηθεί ομοιόμορφο;
Ε) Συγκρίνετε την εικόνα των γραμμών πεδίου ενός σημειακού φορτίου και μιας ομοιόμορφα φορτισμένης μπάλας.
Ζ) Μάθετε χρησιμοποιώντας ποιον τύπο και μέσα σε ποια αποδεκτά όρια μπορείτε να υπολογίσετε την ένταση πεδίου μιας αγώγιμης μπάλας.
Ας συνοψίσουμε το μάθημα
Εργασία για το σπίτι: §92 – 94.
- Σκοπός του μαθήματος: να σχηματίσουν ιδέες για τη δυνατότητα του ηλεκτροστατικού πεδίου, να καθορίσουν την ανεξαρτησία του έργου των ηλεκτροστατικών δυνάμεων από το σχήμα της τροχιάς, να εισαγάγουν την έννοια του δυναμικού, να ανακαλύψουν τη φυσική έννοια του δυναμικού διαφορά, να προκύψει...
- Σκοπός του μαθήματος: ο έλεγχος των γνώσεων και των δεξιοτήτων των μαθητών που αποκτήθηκαν κατά τη μελέτη αυτού του θέματος. Πορεία του μαθήματος Οργανωτική στιγμή Επιλογή – 1 (επίπεδο – 1) 1. Δύο βαθμοί...
- Σκοπός του μαθήματος: με βάση το μοντέλο ενός μεταλλικού αγωγού, μελετήστε το φαινόμενο της ηλεκτροστατικής επαγωγής. ανακαλύψτε τη συμπεριφορά των διηλεκτρικών σε ένα ηλεκτροστατικό πεδίο. εισαγάγετε την έννοια της διηλεκτρικής σταθεράς. Πρόοδος μαθήματος Έλεγχος εργασιών για το σπίτι...
- Σκοπός του μαθήματος: να σχηματιστεί μια ιδέα για ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα ως αλληλεπίδραση ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. συγκρίνετε τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα με τα μηχανικά κύματα σύμφωνα με έναν αριθμό κοινών χαρακτηριστικών στα δύο...
- Σκοπός του μαθήματος: να αναπτύξει δεξιότητες στην επίλυση προβλημάτων χρησιμοποιώντας τις έννοιες της τάσης, του δυναμικού και του έργου ενός ηλεκτρικού πεδίου για τη μετακίνηση ενός φορτίου. συνεχίστε να αναπτύσσετε την ικανότητα σκέψης, σύγκρισης, εξαγωγής συμπερασμάτων, διατύπωσης...
- Σκοπός του μαθήματος: να σχηματίσει στους μαθητές μια ιδέα για το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο ως ένα ενιαίο σύνολο - το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Πρόοδος μαθήματος Έλεγχος εργασιών για το σπίτι χρησιμοποιώντας τεστ...
- Σκοπός του μαθήματος: η εξαγωγή ενός τύπου για τη σχέση μεταξύ της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου και της διαφοράς δυναμικού, η εισαγωγή της έννοιας των ισοδυναμικών επιφανειών, η ανάπτυξη της ικανότητας εφαρμογής της αποκτηθείσας θεωρητικής γνώσης στην επίλυση ποιοτικών...
- Σκοπός του μαθήματος: να μάθουμε το επίπεδο των θεωρητικών γνώσεων των μαθητών
