Lekcija na temu napetost električnog polja. Sažetak i prezentacija za lekciju fizike "Jačina električnog polja. Načelo superpozicije polja" - Sashchenko S.A. Pregledavanje sadržaja dokumenta “Sažetak lekcije s prezentacijom. Električno polje. napon

Tema: Električno polje. Jačina električnog polja. Princip superpozicije polja

Svrha lekcije: nastaviti formiranje pojma "električno polje", predstaviti njegove glavne karakteristike; proučavati princip superpozicije električnih polja.

Tijekom nastave:

1.Organizacijski trenutak. Postavljanje ciljeva i zadataka lekcije.
2.Provjera znanja:
Fizički diktat
Elektrifikacija tijela. Zakon očuvanja naboja. Coulombov zakon
Kako se zove grana fizike koja proučava nepokretna nabijena tijela? /elektrostatika/
Kakva interakcija postoji između nabijenih tijela i čestica? /elektromagnetski/
Koja fizikalna veličina određuje elektromagnetsko međudjelovanje? /električno punjenje/
Ovisi li veličina naboja o izboru referentnog okvira? /Ne/
Možemo li reći da se naboj sustava sastoji od naboja tijela uključenih u sustav? /Limenka/
Kako se zove proces koji dovodi do pojave električnog naboja na tijelima? /Elektrifikacija/
Ako je tijelo električki neutralno, znači li to da ne sadrži električni naboj? /Ne/
Je li točno da u zatvorenom sustavu algebarski zbroj naboja svih tijela u sustavu ostaje konstantan? /Da/
Ako se smanjio broj nabijenih čestica u zatvorenom sustavu, znači li to da se smanjio i naboj cijelog sustava? /Ne/
Stvaramo li naelektrisanjem električni naboj? /Ne/
Može li naboj postojati neovisno o čestici? /Ne/
Tijelo čiji je ukupni pozitivni naboj čestica jednak ukupnom negativnom naboju čestica je /Neutralno/
Kako će se mijenjati sila međudjelovanja između nabijenih čestica s povećanjem naboja bilo koje od tih čestica? /Povećati/
Kako će se promijeniti sila međudjelovanja kada naboji prijeđu u medij? /Smanjenje/
Kako će se promijeniti sila međudjelovanja kada se udaljenost između naboja poveća za 3 puta? /Smanjuje se 9 puta/
Kako se zove veličina koja karakterizira električna svojstva medija? /Dielektrična konstanta medija/
U kojim jedinicama se mjeri električni naboj? /U privjescima/

3.Učenje novog gradiva

Električno polje
Međudjelovanje naboja prema Coulombovom zakonu je eksperimentalno utvrđena činjenica. Međutim, ne otkriva fizičku sliku samog procesa interakcije. I ne odgovara na pitanje kako dolazi do djelovanja jednog naboja na drugi.
Faraday je dao sljedeće objašnjenje: Oko svakog električnog naboja uvijek postoji električno polje. Električno polje je materijalni objekt koji je kontinuiran u prostoru i može djelovati na druge električne naboje. Međudjelovanje električnih naboja rezultat je djelovanja polja nabijenih tijela.
Električno polje je polje koje stvaraju stacionarni električni naboji.
Električno polje se može detektirati ako se ispitni (pozitivni) naboj uvede u danu točku.
Naboj ispitne točke - naboj koji ne iskrivljuje pod koji se proučava
·e (ne uzrokuje preraspodjelu naboja stvarajući polje).

Svojstva električnog polja:
Djeluje na optužbe s određenom snagom.
Električno polje koje stvara stacionarni naboj, tj. elektrostatika se ne mijenja tijekom vremena.

Električno polje je posebna vrsta materije, čije se kretanje ne pokorava Newtonovim zakonima mehanike. Ova vrsta materije ima svoje zakone, svojstva koja se ne mogu pomiješati ni s čim drugim u okolnom svijetu.

Jačina električnog polja

Fizička veličina jednaka omjeru sile13 EMBED Equation.3 1415 kojom električno polje djeluje na probni naboj q prema vrijednosti tog naboja naziva se jakost električnog polja i označava se 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation. 3 1415:
13 EMBED Jednadžba.3 1415.
Jedinica za napetost je 1N/C ili 1V/m.
Vektori intenziteta električnog polja i Coulombove sile suusmjereni su.
Električno polje čija je jakost jednaka u svim točkama prostora naziva se uniformnim.
Pravci napetosti (linije polja) su pravci čije se tangente u svakoj točki podudaraju sa smjerom vektora 13 EMBED Equation.3 1415.
Kako bi se linije napetosti koristile za karakterizaciju ne samo smjera, već i vrijednosti jakosti elektrostatskog polja, one se crtaju s određenom gustoćom: broj linija napetosti koje prodiru kroz jedinicu površine okomito na linije napetosti mora biti jednak modul vektora 13 EMBED Jednadžba.3 1415.
Ako je polje stvoreno točkastim nabojem, tada su linije intenziteta radijalne ravne linije, izlaze iz naboja ako je pozitivan, a ulaze u njega ako je naboj negativan.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Princip superpozicije polja

Iskustvo pokazuje da ako na električni naboj q istodobno utječu električna polja iz više izvora, tada se rezultirajuća sila ispostavlja jednaka zbroju koji djeluje na dijelu svakog polja zasebno.
Električna polja slijede princip superpozicije:
Jakost rezultirajućeg polja koju stvara sustav naboja jednaka je geometrijskom zbroju jakosti polja koje u danoj točki stvara svaki od naboja zasebno:

13 EMBED Equation.3 1415 ili 13 EMBED Equation.3 1415

4. Učvršćivanje materijala
Rješavanje zadataka iz zbirke. problemi ur. Rymkevich br. 696,697,698

Domaća zadaća: §92,93,94
13 STRANICA 15

13 STRANICA 14215

13 EMBED Jednadžba.3 1415

13 EMBED Jednadžba.3 1415

13 EMBED Jednadžba.3 1415

Priložene datoteke

8. razred

Predmet: Objašnjenje električnih pojava. Jačina električnog polja. Djelovanje električnog polja na naboje.

Ciljevi lekcije: prisjetiti se vrsta naelektrisanja, saznati mehanizam naelektrisanja u svakom slučaju, saznati koja je razlika između vodiča i nevodiča.

Zadaci: Edukativni: učvrstiti postojeće znanje o električnom naboju; razmatranje mogućih mehanizama elektrifikacije; objašnjenje svojstava vodiča i nevodiča s gledišta unutarnje strukture; razvijanje sposobnosti objašnjavanja procesa sa stajališta unutarnje građe materije.

Obrazovni: formiranje komunikativnih kvaliteta, kulture komunikacije; razvijanje interesa za predmet koji se proučava; poticanje znatiželje i aktivnosti u razredu; razvoj izvedbe.

Obrazovni: razvoj kognitivnog interesa; razvoj intelektualnih sposobnosti; razvoj vještina isticanja glavne stvari u gradivu koje se proučava; razvoj vještina generaliziranja činjenica i pojmova koji se proučavaju.

Vrsta sata: predavanje s elementima razgovora.

Planirane univerzalne aktivnosti učenja

Predmet:

Objasniti električne pojave;

Navesti primjere elektrifikacije u okolnom svijetu;

Promatrati procese elektrifikacije; analizirati rezultate pokusa elektrifikacije.

Komunikativan:razvijati monološki i dijaloški govor, sudjelovati u kolektivnoj raspravi problema, komunicirati s vršnjacima.

Regulatorno: biti u stanju definirati pojmove, graditi zaključke i donositi zaključke.

Kognitivni: znati analizirati znanje, uspostavljati uzročno-posljedične veze, strukturirati znanje

Osobno : formiranje ideja o mogućnostima razumijevanja svijeta

Oprema i materijali:elektrometri, elektroskop, perjanice, elektrostatsko njihalo (vodljivi rukavac);

Multimedijski video projektor, interaktivna ploča; prezentacija, kartice za distribuciju.

Plan učenja:

• Motivacija – obnavljanje lekcije – (5 min.)
• otkrivanje novih znanja (15 min.)
• početna provjera usvojenosti gradiva (5 min.)
• domaća zadaća (2 min.)
• refleksija (3 min)
• dodatni zadaci (5min)

Tijekom nastave

Bok dečki. Moje ime je Milyausha M.. Mislim da ćemo se sprijateljiti i plodonosno raditi. Dat ću vam kartice za samoprocjenu. Pokušajte procijeniti svoje odgovore kako lekcija napreduje. Sada započnimo našu lekciju fizike u dobrom raspoloženju.

1. Motivacija – obnavljanje znanja.

Pogledajmo slajd 2. Dječaku i djevojčici se nakostriješila kosa, mlaz vode je bio savijen, što se dogodilo?

Da, danas ćemo pokušati objasniti električne pojave, nacrtati električno polje i njegov utjecaj na naboje.

Tema naše lekcije:“Objašnjenje električnih pojava. Jačina električnog polja. Djelovanje električnog polja na naboje"

Učitelj: S kojim se primjerima elektrifikacije susrećete u svakodnevnom životu?

Odgovori učenika.

Učitelj, nastavnik, profesor: U prirodi postoji dosta pojava povezanih s elektrifikacijom. Jedna od njih je dobro poznata munja. Ali postoje i rijetki fenomeni koji fasciniraju, na primjer, svjetla svetog Elma na krajevima jarbola brodova, koja se pojavljuju zbog elektrifikacije okolnog zraka tijekom oluje, sprite munje u jakoj grmljavinskoj oluji na visini od približno 50 do 130 kilometara (nadmorska visina formiranja "obične" munje - ne više od 16 kilometara), Munje tijekom vulkanskih erupcija, polarna svjetlost.

Učitelj: Prisjetimo se što je elektrifikacija?

studenti: Zbroj svih negativnih naboja u tijelu jednak je po apsolutnoj vrijednosti zbroju svih pozitivnih naboja i tijelo kao cjelina nema naboj. Električno je neutralan.To je preraspodjela naboja, kao što vidimo na Zemlji, neki slojevi su stalno naelektrizirani.

Učitelj: Što smo učili u prethodnim lekcijama?

studenti: U prethodnim lekcijama ispitivali smo prisutnost električnog polja u nabijenim tijelima, govorili smo i o dvije vrste električnog naboja, o zakonu održanja električnog naboja. O građi atoma, elektronima.

Učitelj, nastavnik, profesor: Danas ćemo sažeti prethodno naučene činjenice i pojmove, a također ćemo razmotriti razne električne pojave.

IV. Otkrivanje novih znanja

Nakon otkrića elektrona, fizičari su otkrili da se neki elektroni mogu relativno lako odvojiti od atoma, pretvarajući ga u pozitivno ili negativno nabijen ion. Kako se tijela mogu naelektrizirati? Razmotrimo ove metode.

1. Elektrifikacija trenjem (kontaktom)

Demonstracija. Uzmimo ebonitni štap i protrljajmo njime krzno.

Pitanje: Koliko je tijela naelektrizirano trenjem?

Odgovor: Dva tijela su uvijek naelektrisana.

pitanje: Koje naboje dobivaju tijela naelektrizirana trenjem?

Odgovor : Kada se naelektrišu trenjem, tijela uvijek dobivaju suprotne naboje.

Učitelj, nastavnik, profesor: Kao rezultat mnogih eksperimenata, fizičari su utvrdili da tijekom elektrifikacije ne dolazi do stvaranja novih naboja, već do njihove preraspodjele. Dakle, zakon o održanju naboja je ispunjen.

2. Elektrifikacija utjecajem (Elektrostatska indukcija)

Demonstracija: Case privlači negativno nabijeni ebonit

Pitanje: Kako međusobno djeluju neutralna i negativno nabijena tijela?
Odgovor: Privlače se.

Pitanje: Zašto se ovo događa?

Odgovor: Negativni naboji neutralnog tijela pomaknuti su u smjeru suprotnom od onoga iz kojeg je doneseno negativno nabijeno tijelo. Dakle, na dijelu negativno nabijenog tijela postoje nekompenzirani pozitivni naboji, koji se privlače prema negativno nabijenom tijelu.

Pitanje: Kako međusobno djeluju neutralna i pozitivno nabijena tijela?
Odgovor: Privlače jedno drugo.

Pitanje: Nakon pregledavanja slajda odgovorite zašto se to događa?
Odgovor: Negativni naboji neutralnog tijela pomiču se u smjeru iz kojeg je doneseno pozitivno nabijeno tijelo. Na ovoj strani nastaje nekompenzirani negativni naboj, a tijela se međusobno privlače.

Demonstracija . Provedimo sljedeći pokus: uzmimo ebonitni štapić i naelektriziramo ga trenjem. Približimo štapić kuglici elektrometra, prstom malo dodirnemo kuglicu elektrometra i maknemo štapić, vidimo da je igla elektrometra skrenula.

Pod utjecajem električnog polja negativno nabijenog štapa, slobodni elektroni se redistribuiraju po površini metalne kugle.

Elektroni imaju negativan naboj, pa se odbijaju od negativno nabijenog ebonitnog štapića. Kao rezultat toga, broj elektrona će postati pretjeran na dijelu kugle koji je udaljen od štapića i nedovoljan na onom bližem. Ako prstom dodirnete sferu, onda maloDemonstracija: Papir privlači pleksiglas.

broj slobodnih elektrona premjestit će se iz sfere u tijelo istraživača

Pitanje. Papir je dielektrik iu njemu nema slobodnih elektrona, ali zašto ga privlači nabijeni štap?

Učitelj, nastavnik, profesor: Također ćete se upoznati s dipolima u kemiji. Dipol je molekula s različitim nabojem na krajevima, primjerice voda, pri čemu vodik zbog manje elektronegativnosti nosi pozitivan, a kisik negativan naboj. U električnom polju štapa dipoli su usmjereni, a dielektrik se privlači štapu.

Razmotrimo silnice električnog polja pozitivno i negativno nabijenih čestica. U fizici 10. razreda ove ćemo linije zvati napetostne linije. Napetost je karakteristika sile električnog polja.

Demonstracija: Međudjelovanje latica nabijenih pera.

Jačina električnog polja oko oštrih predmeta veća je nego oko sfernih ili ravnih površina. Zbog toga je veća vjerojatnost da će munja pogoditi šiljasti predmet nego obližnju ravnu površinu. (slajd 32)

Električno polje se određuje kroz djelovanje na nabijenu česticu ili tijelo. Linije napetosti pokazuju u kojem smjeru električno polje djeluje na pozitivan naboj. Negativan naboj djeluje u suprotnom smjeru.

FIZMINUTA. Ustali smo, uzeli ruke i vrtjeli ih u dlanovima

(Zašto se ručka ne naelektrizira?)

V. Učvršćivanje proučenog gradiva

Pitanje: Kako će se promijeniti masa tijela ako mu se prida negativan naboj?
Odgovor: Povećat će se jer tijelo dobiva višak elektrona, a elektroni imaju masu.

Pitanje: Koji je proces zajednički svim vrstama elektrifikacije?
Odgovor: Preraspodjela naplata.

Pitanje: Zašto gotovo sav naboj iz tijela prilikom uzemljenja odlazi u zemlju?
Odgovor: Što je veće tijelo na koje se prenosi naboj, to će veći dio naboja biti prenesen na njega. Globus je vrlo velik u usporedbi s tijelima na njemu.

Pitanje: Zašto se ne preporučuje skrivanje ispod usamljenih stabala za vrijeme grmljavinske oluje?
Odgovor: Što je manji volumen tijela, veća je koncentracija naboja, veća je vjerojatnost da će munja pogoditi tijelo s većom koncentracijom naboja.

Pitanje: Zašto je štap elektroskopa napravljen od metala?
Odgovor: Metali su vodiči.

Pitanje: Zašto ebonitni štap možete lako naelektrizirati trljanjem o komad vune, ali ne možete na isti način naelektrizirati željezni štap?
Odgovor: Ebonit je izolator, naboji se skupljaju na štapiću i ne odlaze nigdje. A željezo je dirigent, stoga se nekompenzirani naboji koji se pojavljuju na željeznoj šipki odmah prenose na druga tijela, na primjer, na ruku.

VI. Uputa za domaću zadaću

§ 31 studija

Napiši poruku o prednostima i štetnostima elektrifikacije

Napravite elektroskop kod kuće.

VII. Odraz

Pokušajmo nastaviti s prijedlozima

1. Zanimalo me...

2. Shvatio sam da...

3. Bilo je korisno...

4. Naučila sam procijeniti...

5. Moje komunikacijske vještine...

Karte ostavljamo učitelju.

Hvala na pažnji i radu!
Doviđenja!

Dodatni zadaci slajdova.

Svrha lekcije: upoznati učenike s poviješću borbe između pojmova bliske akcije i akcije na daljinu; uz nedostatke teorija, uvesti pojam jakosti električnog polja, razvijati sposobnost grafičkog prikazivanja električnih polja; koristiti princip superpozicije za izračunavanje polja sustava nabijenih tijela.

Tijekom nastave

Provjera domaće zadaće metodom samostalnog rada

opcija 1

1. Je li moguće stvoriti ili uništiti električni naboj? Zašto? Objasnite bit zakona održanja električnog naboja.

2. U zraku se nalaze dva tijela koja imaju jednake negativne električne naboje, tijela se međusobno odbijaju silom od 0,9 N. Razmak između naboja je 8 cm. Izračunajte masu viška elektrona u svakom tijelu, kao i njihov broj.

Riješenje. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/k e ; N= 5·1012 (elektrona)

Opcija-2

1 Zašto se raznorodna tijela pri trenju naelektriziraju, a homogena ne?

2 Došle su u dodir tri vodljive kuglice, prva kuglica je imala naboj od 1,8 10-8 C, druga je imala naboj od 0,3 10-8 C, treća kuglica nije imala naboj. Kako je naboj raspoređen između kuglica? Kolikom će silom međusobno djelovati njih dvoje u vakuumu na međusobnoj udaljenosti od 5 cm?

Riješenje. q1+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0,5·10-8(C)

F= k q2/r2; F= 9·10-5 (H)

Učenje novog gradiva

1. Rasprava o pitanju prijenosa učinka jedne naplate na drugu. Govornici se čuju od “pobornika” teorije kratkog dometa (polje se širi brzinom svjetlosti) i teorije djelovanja na daljinu (sve interakcije se šire trenutno). Nastupe učenika prati demonstracija pokusa međudjelovanja naelektriziranih tijela. Učenici mogu postavljati pitanja o zagovornicima jedne ili druge teorije.

Nastavnik pomaže učenicima u pravilnom zaključivanju i navodi učenike na formiranje pojma električnog polja.

2. Električno polje - Poseban oblik materije koji postoji neovisno o nama i našem znanju o njemu.

3. Glavno svojstvo električnog polja- djelovanje na električne naboje nekom silom.

Elektrostatičko polje	Elektrostatičko polje stacionarnih naboja uopće se ne mijenja i neraskidivo je povezano s nabojima koji ga tvore.
Jačina električnog polja: E= F/ Q	Omjer sile kojom električno polje djeluje na testni pozitivni naboj i vrijednosti tog naboja. Vektor Ē̄̄̄̄̄ poklapa se sa smjerom sile koja djeluje na pozitivni naboj.
Jakost električnog polja točkastog naboja. E =Q0/4πξ0ξr2	Jakost električnog polja točkastog naboja u određenoj točki prostora izravno je razmjerna modulu naboja izvora polja i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti od izvora polja do određene točke u prostoru.
Linije elektrostatičkog polja	To su linije čije se tangente u svakoj točki polja poklapaju sa smjerom jakosti polja u toj točki.
Princip superpozicije polja: E = E1+E2+E3+…	Kada se polja iz više točkastih naboja superponiraju, nastaje elektrostatsko polje čija je jakost u bilo kojoj točki jednaka geometrijskom zbroju jakosti iz svakog od komponentnih polja.
Demonstracija iskustva: “Opravdanost principa superpozicije polja”	Objesite "probno punjenje" (pjenastu ploču) na najlonsku nit. Udar na "probni naboj" nabijenim tijelom. Zatim donesite drugo nabijeno tijelo i promatrajte njegov učinak na “probni naboj”. Uklonite prvo nabijeno tijelo i promatrajte djelovanje drugog nabijenog tijela. Izvući zaključak.

Samostalni rad s knjigom.

1. Pročitajte definiciju silnica električnog polja u udžbeniku.

2. Pažljivo pogledaj slike 181 – 184 na kojima su prikazani primjeri napetih linija raznih nabijenih tijela i sustava tijela.

3. Odgovorite na pitanja.

A) Kako je veličina vektora napetosti prikazana na slikama? Po kojem se vanjskom znaku može razlikovati polje s intenzivnim djelovanjem?

B) Gdje počinju i gdje završavaju silnice električnog polja?

P) Ima li prekida u zateznim vodovima?

D) Kako se nalaze silnice električnog polja u odnosu na površinu nabijenog tijela?

D) U kojem slučaju se električno polje može smatrati uniformnim?

E) Usporedite sliku linija polja točkastog naboja i jednoliko nabijene kuglice.

G) Utvrdite pomoću koje formule iu kojim prihvatljivim granicama možete izračunati jakost polja vodljive lopte.

Sažmimo lekciju

Domaća zadaća: §92 – 94.

Cilj: otkrivanje materijalne prirode električnog polja i formiranje pojma jakosti električnog polja

Ciljevi lekcije: upoznati studente s karakteristikama snage električnog polja;

Formirati neformalna znanja u tumačenju pojma „jačina električnog polja;

Poticati svjestan stav prema učenju i interes za proučavanje fizike.

Oprema: laki metalni tuljac od folije, štapić od pleksiglasa, perjanice na stalku, elektrofor, kuglica na svilenoj niti, ploče kondenzatora, prezentacija, flash animacija

Tijekom nastave

1. Ponavljanje naučenog

1. Navedite Coulombov zakon
2. Koje je fizikalno značenje koeficijenta k?
3. Odredite granice primjenjivosti Coulombova zakona?

1. Fizički diktat. Zakon održanja električnog naboja. Coulombov zakon. (međusobna provjera)
2. Učenje novog gradiva

1. Je li moguće stvoriti električni naboj?

2. Stvaramo li električni naboj tijekom naelektrisanja?

3. Može li naboj postojati odvojeno od čestice?

4. Tijelo čiji je ukupni pozitivni naboj čestica jednak ukupnom negativnom naboju čestica je…..

5. Sila međudjelovanja nabijenih čestica s povećanjem naboja bilo koje od tih čestica…..

6. Kada se naboj stavi u medij, sila međudjelovanja između njih….

7. S povećanjem udaljenosti između naboja za 3 puta, međudjelovanje sila......

8. Veličina koja karakterizira električna svojstva medija naziva se...

9. U kojim jedinicama se mjeri električni naboj?

(1, da; 2. Ne; 3. Ne; 4. Neutralan; 5. Povećava se; 6. Smanjuje; 7. Smanjit će se 9 puta; 8. Dielektrična konstanta; 9. U privjescima)

1. Učenje novog gradiva

Međudjelovanje naboja prema Coulombovom zakonu je eksperimentalno utvrđena činjenica. ( slajd 1 )Međutim, ne otkriva fizičku sliku samog procesa interakcije. I ne odgovara na pitanje kako dolazi do djelovanja jednog naboja na drugi.

Eksperiment 1 (s tuljcem) Okomito postavljenu ploču od pleksiglasa lagano približite tuljcu od lake metalne folije okačenom na konac, prethodno ga nabivši vunom.

-Što se događa?( nema kontakta, ali rukavac je odstupio od okomice)

Eksperiment 2 ( elektroforski stroj, ploče sferičnog kondenzatora, teniska loptica obješena na svilenu nit ) Nakon što smo naelektrisali ploče, promatramo kretanje kuglice između njih. Zašto?

Tako dolazi do interakcije na daljinu. Možda je to zrak između tijela?

Eksperiment 3 (gledanje video fragmenta, flash animacija) Dok ispumpavamo zrak, opažamo da se listići elektroskopa nastavljaju međusobno odbijati.

Što se može zaključiti? ( zrak ne sudjeluje u interakciji )

Kako se onda odvija interakcija?

Faraday daje sljedeće objašnjenje:

Oko svakog električnog naboja uvijek postoji električno polje. ( slajd 2)

Za karakterizaciju E.P. morate unijeti vrijednosti.

Prva karakteristika Polja je NAPETOST.

Vratimo se opet Coulombovom zakonu ( slajd 3 )

Razmotrimo utjecaj polja na naboj unesen u polje ispitnog naboja.

……………………………………………

Dakle, ako pogledamo omjer, dobit ćemo vrijednost koja će karakterizirati djelovanje polja u određenoj točki.

Označava se slovom E.

• E.P. napetost

E.P. napetost ne ovisi o veličini naboja, vektorska veličina (sila karakteristična za polje) Pokazuje kojom silom polje djeluje na naboj smješten u ovom polju.

Zamjenom izraza za silu u formulu dobivamo izraz za jakost polja točkastog naboja

Kako možete okarakterizirati polje stvoreno od nekoliko naboja?

Moramo upotrijebiti vektorsko zbrajanje sila koje djeluju na naboj uveden u polje i dobiti rezultirajući E.P. intenzitet. Ovaj slučaj se naziva NAČELO SUPERPOZICIJE

(slajd 6)

Eksperiment 4. Pokusi demonstracije spektra električnih polja (1. Pokusi sa sultanima postavljenim na izolacijskim stalcima i nabijeni iz električnog stroja za foliju. 2. Pokusi s pločama kondenzatora na koje su na jednom kraju zalijepljene papirnate trake.)

Električno polje zgodno je prikazati grafičkim linijama – VODOVIMA. LINIJE POLJA su linije koje označavaju smjer sile koja u tom polju djeluje na pozitivno nabijenu česticu smještenu u njemu ( slajdovi 9,10,11)

Linije polja koje stvaraju pozitivno (a) i negativno (b) nabijene čestice

Najzanimljiviji je slučaj E.P. stvoren između dvije duge nabijene ploče. Zatim se između njih stvara homogeni E.P.

Objašnjenje principa superpozicije, korištenjem grafičkog prikaza ( slajdovi11,12,13)

III.Konsolidacija znanja, sposobnosti, vještina

1. Pregled pitanja

? Analiza pitanja:

a) Kako shvatiti da u datoj točki postoji električno polje?

b) Kako shvatiti da je napetost u točki A veća od napetosti u točki B?

c) Kako shvatiti da je intenzitet u datoj točki polja 6 N/kl?

d) Koja se vrijednost može odrediti ako je poznata jakost u datoj točki polja?

? 2. Analiza kvalitativnih problema [Tulchinsky M.E. Kvalitativni problemi iz fizike u srednjoj školi. - M.: Obrazovanje, 1972.]:

800. Dva naboja jednake veličine nalaze se na određenoj udaljenosti jedan od drugog. U kojem slučaju je napetost u točki koja leži na pola udaljenosti između njih veća: jesu li ti naboji slični ili različiti? ? (Različito. S točkastim nabojima istog imena, napetost će biti jednaka nuli.)

801. (Kada se uključi struja visokog napona, na ptičjem perju se pojavi statički električni naboj, uslijed čega se ptičje perje nakostriješi i raziđe (kao rese papirnatog perja spojenog na elektrostatički stroj). To pticu plaši. , odleti sa žice.)

? Analiza računskih problema [Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike, 10.-11. - M.: Bustard, 2003.]:

698. (200 V/m)

699. Koja sila djeluje na naboj od 12 nC postavljen u točku gdje je jakost električnog polja 2 kN/Cl? (24 µN)

Sažimanje lekcije.

Domaća zadaća:

1. Udžbenik Fizika 10 G.A. Myakishev, B.B. Bukhovtsev § 88-89
2. Rymkevich A.P. br. 703, 705

Pogledajte sadržaj dokumenta
„Sažetak lekcije s prezentacijom. Električno polje. Jačina električnog polja. Princip superpozicije polja"

ELEKTRIČNO POLJE.

Napetost

ELEKTRIČNO POLJE - to je poseban oblik materije. Stvaraju ga električni naboji u mirovanju i očituje se djelovanjem na druge električne naboje.

napetost E.P. ne ovisi o veličini naboja, vektorskoj veličini (karakteristika jakosti polja)

- jakost polja točkastog naboja

- princip superpozicije - jakost polja koju stvara sustav naboja jednaka je vektorskom zbroju jakosti polja koju stvara svaki naboj zasebno

ELEKTRIČNI VODOVI- to su linije koje pokazuju smjer sile koja djeluje u ovom polju na pozitivno nabijenu česticu smještenu u njemu

Linije polja koje stvaraju pozitivno (a) i negativno (b) nabijene čestice

NAPETI VODOVI su kontinuirane linije čije se tangente u svakoj točki poklapaju s vektorom jakosti polja u datoj točki

Svojstva zateznih vodova

• Linije nisu zatvorene. Počnite s + i završite s –
• Linije se ne križaju
• Gdje su linije deblje, polje je jače

• Zašto ptice lete s visokonaponskih žica kada je struja uključena?

• Dva naboja jednake veličine nalaze se na određenoj udaljenosti jedan od drugog. U kojem slučaju je napetost u točki koja leži na pola udaljenosti između njih veća: jesu li ti naboji slični ili različiti? ?

• U nekoj točki polja na naboj od 2 nC djeluje sila od 0,4 μN. Pronađite jakost polja u ovoj točki.

• Koja sila djeluje na naboj od 12 nC postavljen u točku gdje je jakost električnog polja 2 kN/C

Ciljevi lekcije:

Odgojni: formiranje vitalnih kvaliteta: upornost, odgovornost, marljivost, pažljivost i neovisnost.
Obrazovni: formiranje produbljenog razumijevanja električnog polja i intenziteta kao jedne od najvažnijih karakteristika sile električnog polja (primjena načela superpozicije za određivanje ukupnog intenziteta električnog polja stvorenog različitim nabojima);
Razvojni: razvoj pozitivnih motiva učenika za obrazovnu i kognitivnu aktivnost, razvoj vještina samostalnog rada s informacijama, vještina grafičke kulture i intelektualne mašte.

upoznati učenike s ikoničkim modelima električnih polja;
dati predodžbu o grafičkom prikazu električnog polja;
pokazati tehnike određivanja jakosti polja koje stvara više točkastih naboja;
razmotriti primjere konstruiranja vektora rezultujuće jakosti polja u određenoj točki iz sustava točkastih naboja;
pružiti studentima mogućnost primjene stečenog znanja u rješavanju problema različitih razina složenosti.

Plan učenja

Org. trenutak
Učenje novog gradiva
Phys. Samo malo
Analiza problema 1 ili 2
Konsolidacija gradiva (USE test)
Domaća zadaća

Tijekom nastave

Org. trenutak.
Tjelesni diktat (test ponavljanja)

Ponovimo ono što smo obradili:
U svoju bilježnicu upišite broj zadatka u stupac i označite odgovor koji ste odabrali;
Na marginama svoje bilježnice, nasuprot odgovoru nakon provjere, stavite znak “+” ili “-”.

Kada skidamo odjeću, posebno onu od sintetičkih materijala, čujemo karakterističan zvuk pucketanja. Koji fenomen objašnjava ovo pucketanje?

Elektrifikacija
Trenje
Grijanje.
Elektromagnetska indukcija

Metalna ploča s pozitivnim nabojem modula jednakog 10e izgubila je pri osvjetljavanju četiri elektrona. Koliki je bio naboj na ploči?

Na slici su prikazani identični elektrometri povezani šipkom. Od kojeg materijala može biti izrađen ovaj štap?

A. Bakar. B. Čelik.

Pozitivno nabijena staklena šipka prinesena je nenabijenom vodiču AB bez dodirivanja (slika 1). Zatim, bez uklanjanja štapića, podijelili su vodič na dva dijela (slika 2). Koja će tvrdnja o predznacima naboja dijelova A i B nakon razdvajanja biti točna?

Oba dijela će imati pozitivan naboj.
Oba dijela će imati negativan naboj.
Dio B će imati pozitivan naboj, dio A će imati negativan naboj.
Dio B će imati negativan naboj, dio A će imati pozitivan naboj.

Zrnce prašine, koje je imalo negativan naboj od -10 e, izgubilo je četiri elektrona kada je osvijetljeno. Koliki je naboj čestice prašine?

Dva istoimena naboja, po 10-8 C, nalazila su se na udaljenosti 3×10-2 m jedna od druge. Kojom snagom oni međusobno djeluju? Privlače li se naboji ili odbijaju?

Privlače se silom od 3×10-5 N.
Privlače silom od 10-3 N.
Odguruju se silom od 3×10-5 N.
Odguruju se silom od 10-3 N.

Kako će se promijeniti sila Coulombove interakcije između dva točkasta naboja ako se udaljenost između njih udvostruči?

Povećat će se 2 puta
Smanjit će se 2 puta
Povećat će se 4 puta
Smanjit će se 4 puta

Sila međudjelovanja između dva točkasta nabijena tijela jednaka je F. Kolika će biti sila međudjelovanja između tijela ako se svaki naboj na tijelima smanji 3 puta?

Povećat će se 3 puta.
Smanjit će se 3 puta.
Povećat će se 9 puta.
Smanjit će se 9 puta

Tablica bilježi vrijednosti sile privlačenja nabijenih tijela na različitim udaljenostima između njih. Koji se zaključak može izvući o odnosu između sile i udaljenosti iz ove tablice?

sila je vrlo mala i može se zanemariti
sila opada s udaljenošću
ovisnost se ne prati
kada je r veći od 10 cm, sila postaje 0

Koji je smjer Coulombove sile koja djeluje na pozitivan točkasti naboj smješten u središtu kvadrata u čijim kutovima se nalaze naboji: (+q), (+q), (-q), (-q) ?

Razmotrimo vizualno rješenje posljednjeg problema.

Fokusiramo se na princip superpozicije koji se koristi u ovom zadatku:

Određujemo smjer svih sila koje djeluju na dani naboj;
Konstruiramo vektorski zbroj navedenih sila;
Rezultirajuća sila je vektor usmjeren od početka konstrukcije do kraja posljednjeg člana vektora.

Provjera i samovrednovanje rada:

Ovo je vaša "početna" ocjena. Kako se lekcija nastavlja, možete je promijeniti na bolje.

Učenje novog gradiva

Coulombov zakon, o kojem smo ranije govorili, utvrđuje kvantitativne i kvalitativne značajke međudjelovanja točkastih električnih naboja u vakuumu. Međutim, ovaj zakon ne odgovara na vrlo važno pitanje o mehanizmu međudjelovanja naboja, tj. pri čemu se djelovanje jednog naboja prenosi na drugi. Potraga za odgovorom na to pitanje dovela je engleskog fizičara M. Faradaya do hipoteze o postojanju električnog polja, čiju su valjanost kasnija istraživanja u potpunosti potvrdila. Prema Faradayevoj zamisli, električni naboji ne djeluju izravno jedan na drugog. Svaki od njih stvara električno polje u okolnom prostoru. Polje jednog naboja djeluje na drugi naboj i obrnuto.

Video demonstracija:

"Nabijena kugla u električnom polju"

Sve gore navedeno omogućuje nam da damo sljedeću definiciju:

Električno polje je posebna vrsta tvari kroz koju dolazi do međudjelovanja električnih naboja.

Svojstva električnog polja

Električno polje je materijalno, tj. postoji bez obzira na naše znanje o tome.
Generirano električnim nabojem: oko svakog nabijenog tijela postoji električno polje.

Polje koje stvaraju stacionarni električni naboji naziva se elektrostatičko.

Električno polje može nastati i izmjeničnim magnetskim poljem. Takvo električno polje naziva se vrtložno polje.

Električno polje se u prostoru širi konačnom brzinom koja je jednaka brzini svjetlosti u vakuumu.

Djelovanje električnog polja na električne naboje

Električno polje se može smatrati matematičkim modelom koji opisuje vrijednost jakosti električnog polja u određenoj točki prostora.
Električno polje je jedna od komponenti jedinstvenog elektromagnetskog polja i manifestacija elektromagnetskog međudjelovanja

Demonstracija video zapisa:

“Linije sile jednolikog električnog polja”;

"Polje polja nejednolikog električnog polja".

Potrebno je uvesti kvantitativnu karakteristiku polja. Nakon toga se električna polja mogu međusobno uspoređivati ​​i nastaviti proučavati njihova svojstva.

Za proučavanje električnog polja koristit ćemo probni naboj: pod probnim nabojem podrazumijevamo pozitivni točkasti naboj koji ne mijenja električno polje koje se proučava.

Neka električno polje stvara točkasti naboj q0. Ako se u to polje unese probni naboj q1, tada će na njega djelovati sila [~\vec F].

Imajte na umu da u ovoj temi koristimo dva naboja: izvor električnog polja q0 i ispitni naboj q1. Električno polje djeluje samo na ispitni naboj q1 i ne može djelovati na njegov izvor, tj. po punjenju q0.

Prema Coulombovom zakonu ta je sila proporcionalna naboju q1:

[~ F = k \cdot \frac(q_0 \cdot q_1)(r^2)] .

Prema tome, omjer sile koja djeluje na naboj q1 smješten u danoj točki u polju i ovog naboja u bilo kojoj točki u polju:

[\frac(F)(q_1) = k \cdot \frac(q_0)(r^2)] , -

ne ovisi o postavljenom naboju q1 i može se smatrati karakteristikom polja. Ova karakteristika jakosti polja naziva se jakost električnog polja.

Kao i sila, jakost polja je vektorska veličina i označava se slovom [~\vec E] .

Jačina polja jednaka je omjeru sile kojom polje djeluje na točkasti naboj i tog naboja:

[~\vec E = \frac(\vec F)(q)] .

U SI napetost se izražava u njutnima po kulonu (N/C).

Jakost električnog polja je vektorska fizikalna veličina.
Smjer vektora poklapa se u svakoj točki prostora sa smjerom sile koja djeluje na pozitivni probni naboj.

Phys. samo minutu

Napetost je karakteristika jakosti električnog polja

Ako je u točki A naboj q > 0, tada su vektori i usmjereni u istom smjeru; na q< 0 эти векторы направлены в противоположные стороны.

Smjer vektora ne ovisi o predznaku naboja q na koji polje djeluje, već o smjeru sile (slika 1, a, b).

Princip superpozicije polja

Koliki će biti intenzitet u nekoj točki električnog polja koje stvara nekoliko naboja q1, q2, q3, ...?

Postavimo probni naboj q na ovu točku. Neka je F1 sila kojom naboj q1 djeluje na naboj q; F2 je sila kojom naboj q2 djeluje na naboj q itd. Iz dinamike znate da ako na tijelo djeluje više sila, tada je rezultantna sila jednaka geometrijskom zbroju sila, tj.

[~\vec F = \vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3 + \ldots] .

Podijelite lijevu i desnu stranu jednadžbe s q:

[~\frac(\vec F)(q) = \frac(\vec F_1)(q) + \frac(\vec F_2)(q) + \frac(\vec F_3)(q) + \ldots] .

Ako uzmemo u obzir da je [\frac( \vec F)(q) = \vec E] , dobivamo takozvani princip superpozicije polja

jakost električnog polja koju stvara nekoliko naboja q1, q2, q3, ..., u nekoj točki prostora jednaka je vektorskom zbroju jakosti [\vec E_1, \, \vec E_2, \, \vec E_3 ] , ... polja stvorena svakim od ovih naboja:

[~\vec E = \vec E_1 + \vec E_2 + \vec E_3 + \ldots] .

Zahvaljujući principu superpozicije, da bismo pronašli jakost polja sustava točkastih naboja u bilo kojoj točki, dovoljno je znati izraz za jakost polja točkastog naboja. Slika 4, a, b pokazuje kako je geometrijski određena jakost [~\vec E] polja koju stvaraju dva naboja.

Da biste odredili jakost polja koju stvara nabijeno tijelo konačnih dimenzija (ne točkasti naboji), trebate postupiti na sljedeći način. Mentalno podijelite tijelo na male elemente, od kojih se svaki može smatrati točkom. Odredite naboje svih ovih elemenata i pronađite jakosti polja koje svi oni stvaraju u određenoj točki. Nakon toga geometrijski zbrojite napetosti svih elemenata tijela i pronađite rezultirajuću jakost polja. Za tijela složenog oblika ovo je težak, ali načelno rješiv problem. Da biste ga riješili, morate znati kako je naboj raspoređen na tijelu.

Zatezne linije

Električno polje ne utječe na osjetila. Ne vidimo ga. Ipak, raspodjela polja u prostoru može se učiniti vidljivom. Godine 1845. engleski fizičar Michael Faraday predložio je prikazivanje električnog polja pomoću linija sile i dobio originalne karte, odnosno dijagrame polja.

Linija sile (ili linija napetosti) je zamišljena usmjerena linija u prostoru, čija se tangenta u svakoj točki poklapa sa smjerom vektora napetosti u toj točki (slika 5).

Iz uzorka linija polja može se procijeniti ne samo smjer vektora, već i njegova vrijednost. Doista, za točkaste naboje, jakost polja raste kako se približava naboju, a linije polja postaju gušće (slika 6). Tamo gdje su linije sile deblje postoji veća napetost i obrnuto.

Broj linija sile po jedinici površine smještenih normalno na linije sile proporcionalan je modulu napetosti.

Slike dalekovoda

Konstruiranje točne slike linija polja nabijenog tijela težak je zadatak. Prvo moramo izračunati jakost polja E(x, y, z) kao funkciju koordinata. Ali ovo još uvijek nije dovoljno. Ostaje težak zadatak crtanja neprekinutih linija tako da se u svakoj točki linije tangenta na nju poklapa sa smjerom napetosti [~\vec E] . Najlakši način da povjerite takav zadatak računalu koje pokreće poseban program.

Međutim, nije uvijek potrebno izgraditi točnu sliku raspodjele linija polja. Ponekad je dovoljno nacrtati približne slike, ne zaboravljajući da:

silnice su otvorene linije: počinju na površini pozitivno nabijenih tijela (ili u beskonačnosti), a završavaju na površini negativno nabijenih tijela (ili u beskonačnosti);
linije polja se ne sijeku, jer u svakoj točki polja vektor intenziteta ima samo jedan smjer;
između naboja se linije sila nigdje ne prekidaju.

Slike 7-10 prikazuju uzorke linija polja: pozitivno nabijena kuglica (slika 7); dvije različito nabijene kuglice (slika 8); dvije jednako nabijene kuglice (slika 9); dvije ploče čiji su naboji jednaki po veličini i suprotnog predznaka (slika 10).

Slika 10 pokazuje da su u prostoru između ploča, daleko od rubova ploča, linije sile paralelne: električno polje ovdje je isto u svim točkama.

Električno polje čija je jakost jednaka u svim točkama prostora naziva se.

Analiza zadataka.

Primjeri primjene principa superpozicije polja.

(USE 2008) A19. Na slici su prikazane linije jakosti električnog polja na određenom mjestu u prostoru. U kojoj je točki maksimalna napetost?
(USE 2010) A17. Kojeg je smjera u točki O vektor jakosti električnog polja što ga stvaraju dva istoimena naboja?
(USE 2007) A19. Odredite jakost polja u središtu kvadrata u čijim kutovima se nalaze naboji: (+q), (+q), (-q), (-q)?
(USE 2008, DEMO) A17. Na slici je prikazan položaj dva stacionarna točkasta električna naboja + 2q i - q.

Učvršćivanje gradiva (zadaci pomoću kartica) (5-7 min)
Domaća zadaća: §40; broj 40.1; 40.2; Individualni zadaci pomoću kartica.

Književnost

Zhilko, V.V. Fizika: udžbenik. dodatak za 11. razred. opće obrazovanje ustanove s ruskim Jezik izobrazba u trajanju od 12 godina (osnovna i viša razina) /V. V. Žilko, L. G. Marković. — 2. izd., revidirano. — Minsk: Nar. Asveta, 2008. - Str. 75, 80-85.
Kabardin O.F., V.A. Orlov, E.E. Evenchik, S.Ya. Shamash, A.A. Pinsky, S.I. Kabardina, Yu.I. Dick, G.G. Nikiforov, N.I. Schaefer “Fizika. 10. razred”, “Prosvjeta”, 2010.;
Bolsun. Fizika u ispitnim pitanjima i odgovorima. Serija Home Tutor.
Myakishev G.Ya. Fizika: Elektrodinamika. 10-11 razredi: udžbenik. za dubinski studij fizike / G.Ya. Myakishev, A.Z. Sinyakov, B.A. Slobodskov. - M.: Bustard, 2005. - 476 str.

Povezani obrazovni materijali: