Leksjon om emnet elektrisk feltspenning. Abstrakt og presentasjon for fysikktimen "Elektrisk feltstyrke. Prinsippet om feltsuperposisjon" - Sashchenko S.A. Se innholdet i dokumentet "Leksjonssammendrag med presentasjon. Elektrisk felt. Spenning

Tema: Elektrisk felt. Elektrisk feltstyrke. Prinsippet for feltsuperposisjon

Hensikten med leksjonen: å fortsette dannelsen av konseptet "elektrisk felt", for å introdusere hovedkarakteristikkene; studere prinsippet for superposisjon av elektriske felt.

Leksjonsfremgang:

1. Organiserende øyeblikk. Sette mål og mål for leksjonen.
2. Kunnskapstest:
Fysisk diktat
Elektrifisering av karosserier. Loven om bevaring av ladning. Coulombs lov
Hva heter grenen av fysikk som studerer stasjonært ladede kropper? /elektrostatikk/
Hvilken interaksjon eksisterer mellom ladede legemer og partikler? /elektromagnetisk/
Hvilken fysisk størrelse bestemmer den elektromagnetiske interaksjonen? /elektrisk ladning/
Avhenger størrelsen på ladningen av valg av referanseramme? /Ingen/
Kan vi si at ladningen til et system består av ladningene til de organer som inngår i systemet? /Kan/
Hva er navnet på prosessen som fører til utseendet av elektriske ladninger på kroppen? /Elektrifisering/
Hvis en kropp er elektrisk nøytral, betyr dette at den ikke inneholder noen elektriske ladninger? /Ingen/
Er det sant at i et lukket system forblir den algebraiske summen av ladningene til alle legemer i systemet konstant? /Ja/
Hvis antallet ladede partikler i et lukket system har gått ned, betyr det at ladningen til hele systemet også har gått ned? /Ingen/
Skaper vi en elektrisk ladning når vi elektrifiserer? /Ingen/
Kan en ladning eksistere uavhengig av en partikkel? /Ingen/
Et legeme hvis totale positive ladning av partikler er lik den totale negative ladningen av partikler er /nøytral/
Hvordan vil vekselvirkningskraften mellom ladede partikler endres når ladningen til noen av disse partiklene øker? /Øke/
Hvordan vil interaksjonskraften endre seg når ladninger beveger seg inn i mediet? /Reduksjon/
Hvordan vil interaksjonskraften endre seg når avstanden mellom ladninger øker med 3 ganger? /Minsker med 9 ganger/
Hva heter mengden som kjennetegner de elektriske egenskapene til et medium? /Dielektrisk konstant for mediet/
I hvilke enheter måles elektrisk ladning? /I anheng/

3.Lære nytt materiale

Elektrisk felt
Samspillet mellom ladninger i henhold til Coulombs lov er et eksperimentelt etablert faktum. Den avslører imidlertid ikke det fysiske bildet av selve interaksjonsprosessen. Og det svarer ikke på spørsmålet om hvordan handlingen av en siktelse på en annen skjer.
Faraday ga følgende forklaring: Det er alltid et elektrisk felt rundt hver elektrisk ladning. Et elektrisk felt er en materiell gjenstand som er kontinuerlig i rommet og i stand til å virke på andre elektriske ladninger. Samspillet mellom elektriske ladninger er resultatet av virkningen av feltet med ladede legemer.
Elektrisk felt er et felt skapt av stasjonære elektriske ladninger.
Et elektrisk felt kan oppdages hvis en testladning (positiv) introduseres i et gitt punkt.
Testpunktladning - en ladning som ikke forvrenger gulvet som studeres
·e (fører ikke omfordeling av avgifter som skaper feltet).

Egenskaper for elektrisk felt:
Handler på siktelser med en viss kraft.
Det elektriske feltet som skapes av en stasjonær ladning, dvs. elektrostatiske endringer ikke over tid.

Et elektrisk felt er en spesiell type materie, hvis bevegelse ikke følger Newtons mekanikklover. Denne typen materie har sine egne lover, egenskaper som ikke kan forveksles med noe annet i verden rundt.

Elektrisk feltstyrke

En fysisk størrelse lik forholdet mellom kraften13 EMBED Equation.3 1415 som det elektriske feltet virker på en testladning q til verdien av denne ladningen kalles den elektriske feltstyrken og er betegnet 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation. 3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415.
Spenningsenheten er 1N/C eller 1V/m.
Det elektriske feltet og Coulomb-kraftintensitetsvektorene er rettet mot hverandre.
Et elektrisk felt hvis styrke er lik på alle punkter i rommet kalles uniform.
Spenningslinjer (feltlinjer) er linjer hvis tangenter i hvert punkt sammenfaller med retningen til vektoren 13 EMBED Equation.3 1415.
For å bruke strekklinjer til å karakterisere ikke bare retningen, men også verdien av den elektrostatiske feltstyrken, tegnes de med en viss tetthet: antall strekklinjer som trenger inn i en enhetsoverflate vinkelrett på strekklinjene må være lik modulen til vektoren 13 EMBED Equation.3 1415.
Hvis feltet er skapt av en punktladning, er intensitetslinjene radielle rette linjer, som forlater ladningen hvis den er positiv, og går inn i den hvis ladningen er negativ.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Prinsippet for feltsuperposisjon

Erfaring viser at hvis en elektrisk ladning q samtidig påvirkes av elektriske felt fra flere kilder, så viser den resulterende kraften seg å være lik summen som virker på den delen av hvert felt separat.
Elektriske felt følger superposisjonsprinsippet:
Styrken til det resulterende feltet skapt av ladningssystemet er lik den geometriske summen av feltstyrkene skapt på et gitt punkt av hver av ladningene separat:

13 EMBED Equation.3 1415 eller 13 EMBED Equation.3 1415

4. Feste materialet
Løse problemer fra samlingen. problemer utg. Rymkevich nr. 696.697.698

Lekser: §92,93,94
13SIDE 15

13 SIDE 14215

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

Vedlagte filer

8. klasse

Tema: Forklaring av elektriske fenomener. Elektrisk feltstyrke. Effekten av et elektrisk felt på ladninger.

Leksjonens mål: husk typene elektrifisering, finn ut mekanismen for elektrifisering i hvert enkelt tilfelle, finn ut hva forskjellen er mellom ledere og ikke-ledere.

Oppgaver: Pedagogisk: konsolidering av eksisterende kunnskap om elektrisk ladning; vurdering av mulige elektrifiseringsmekanismer; forklaring av egenskapene til ledere og ikke-ledere fra synspunkt av indre struktur; utvikle evnen til å forklare prosesser ut fra den indre strukturen til materie.

Pedagogisk: dannelse av kommunikative kvaliteter, kommunikasjonskultur; utvikle interesse for emnet som studeres; stimulere nysgjerrighet og aktivitet i klasserommet; utvikling av ytelse.

Pedagogisk: utvikling av kognitiv interesse; utvikling av intellektuelle evner; utvikling av ferdigheter for å fremheve det viktigste i materialet som studeres;

Leksjonstype: forelesning med innslag av samtale.

Planlagte universelle læringsaktiviteter

Tema:

Forklare elektriske fenomener;

Gi eksempler på elektrifisering i verden rundt;

Observer elektrifiseringsprosesser; analysere resultatene av elektrifiseringsforsøk.

Kommunikativ:utvikle monolog og dialogisk tale, delta i kollektiv diskusjon av problemer, samhandle med jevnaldrende.

Forskrift: kunne definere begreper, bygge slutninger og trekke konklusjoner.

Kognitiv: kunne analysere kunnskap, etablere årsak-virkning-sammenhenger, strukturere kunnskap

Personlig : dannelse av ideer om mulighetene for å forstå verden

Utstyr og materialer:elektrometre, elektroskop, plumes, elektrostatisk pendel (ledende hylse);

Multimedia videoprojektor; interaktiv tavle; presentasjon, kort for utdeling.

Leksjonsplan:

• Motivasjon – oppdatering av leksjonen – (5 min.)
• oppdagelse av ny kunnskap (15 min.)
• innledende sjekk av mestring av materialet (5 min.)
• lekser (2 min.)
• refleksjon (3 min)
• tilleggsoppgaver (5 min)

Leksjonsfremgang

Hei folkens. Jeg heter Milyausha M.. Jeg tror vi kommer til å bli venner og jobbe fruktbart. Jeg vil gi deg selvvurderingskort. Prøv å vurdere svarene dine etter hvert som leksjonen skrider frem. La oss nå starte fysikktimen vår med godt humør.

1. Motivasjon - oppdatering av kunnskap.

La oss se på lysbilde 2. Håret til gutten og jenta reiste seg, vannstrømmen var bøyd, hva skjedde?

Ja, i dag skal vi prøve å forklare elektriske fenomener, tegne det elektriske feltet og dets effekt på ladninger.

Tema for leksjonen vår:"Forklaring av elektriske fenomener. Elektrisk feltstyrke. Virkningen av et elektrisk felt på ladninger"

Lærer: Hvilke eksempler på elektrifisering møter du i hverdagen?

Eleven svarer.

Lærer: I naturen er det ganske mange fenomener knyttet til elektrifisering. En av dem er det velkjente lynet. Men det er også sjeldne fenomener som fascinerer, for eksempel St. Elmos lys i endene av skipsmaster, som dukker opp på grunn av elektrifiseringen av luften rundt under en storm, lynspriter under et kraftig tordenvær i en høyde på ca. 130 kilometer (høyden for dannelse av "vanlige" lyn - ikke mer enn 16 kilometer), lyn under vulkanutbrudd, nordlys.

Lærer: La oss huske hva elektrifisering er?

Studenter: Summen av alle negative ladninger i en kropp er lik i absolutt verdi summen av alle positive ladninger, og kroppen som helhet har ingen ladning. Det er elektrisk nøytralt Dette er en omfordeling av ladninger, som vi ser på jorden, er noen lag konstant elektrifisert.

Lærer: Hva studerte vi i tidligere leksjoner?

Studenter: I tidligere leksjoner undersøkte vi tilstedeværelsen av et elektrisk felt i ladede legemer, vi snakket også om to typer elektrisk ladning, om loven om bevaring av elektrisk ladning. Om strukturen til atomet, elektroner.

Lærer: I dag vil vi oppsummere tidligere studerte fakta og konsepter, og også vurdere ulike elektriske fenomener.

IV. Oppdagelse av ny kunnskap

Etter oppdagelsen av elektronet fant fysikere at noen elektroner relativt lett kan skilles fra et atom, og gjøre det om til et positivt eller negativt ladet ion. Hvordan kan kropper bli elektrifisert? La oss vurdere disse metodene.

1. Elektrifisering ved friksjon (ved kontakt)

Demonstrasjon. La oss ta en ebonittpinne og gni den på pelsen.

Spørsmål: Hvor mange kropper blir elektrifisert av friksjon?

Svare: To kropper er alltid elektrifisert.

Spørsmål: Hvilke ladninger får kroppen når de blir elektrifisert av friksjon?

Svare : Når de elektrifiseres av friksjon, får legemer alltid motsatte ladninger.

Lærer: Som et resultat av mange eksperimenter har fysikere slått fast at under elektrifisering er det ikke opprettelsen av nye ladninger som skjer, men omfordelingen deres. Dermed er loven om bevaring av ladning oppfylt.

2. Elektrifisering gjennom påvirkning (Elektrostatisk induksjon)

Demonstrasjon: Case er tiltrukket av negativt ladet ebonitt

Spørsmål: Hvordan samhandler nøytrale og negativt ladede kropper?
Svare: De er tiltrukket.

Spørsmål: Hvorfor skjer dette?

Svare: De negative ladningene til et nøytralt legeme forskyves i motsatt retning av det som et negativt ladet legeme bringes fra. På den delen av den negativt ladede kroppen er det således ukompenserte positive ladninger, som tiltrekkes av den negativt ladede kroppen.

Spørsmål: Hvordan samhandler nøytrale og positivt ladede kropper?
Svare: De er tiltrukket av hverandre.

Spørsmål: Etter å ha sett lysbildet, svar hvorfor dette skjer?
Svare: De negative ladningene til et nøytralt legeme forskyves i retningen som det positivt ladede legemet ble brakt fra. En ukompensert negativ ladning dannes på denne siden, og kroppene tiltrekkes av hverandre.

Demonstrasjon . La oss utføre følgende eksperiment: ta en ebonittpinne og lad den ved hjelp av elektrifisering ved friksjon. La oss ta med pinnen til elektrometerkulen, ta på elektrometerkulen med fingeren en stund og fjerne pinnen, vi ser at elektrometernålen har avviket.

Under påvirkning av det elektriske feltet til en negativt ladet stang, blir frie elektroner omfordelt over overflaten av metallkulen

Elektronene har negativ ladning, så de blir frastøtt fra den negativt ladede ebonittpinnen. Som et resultat vil antallet elektroner bli for stort på den delen av kulen som er langt fra stangen og utilstrekkelig på den nære. Hvis du berører sfæren med fingeren, så noenDemonstrasjon: Papir tiltrekkes av plexiglass.

antall frie elektroner vil bevege seg fra sfæren til forskerens kropp

Spørsmål. Papir er et dielektrikum, og det er ingen frie elektroner i det, men hvorfor tiltrekkes det av en ladet pinne?

Lærer: Du vil også bli kjent med dipoler i kjemi. En dipol er et molekyl med forskjellige ladninger i endene, for eksempel vann, hvor hydrogen på grunn av sin lavere elektronegativitet har en positiv ladning, og oksygen har en negativ ladning. I det elektriske feltet til stangen er dipolene orientert, og dielektrikumet tiltrekkes av stangen.

La oss vurdere de elektriske feltlinjene til positivt og negativt ladede partikler. I 10. klasse fysikk vil vi kalle disse linjene for spenningslinjer. Spenning er kraften som er karakteristisk for det elektriske feltet.

Demonstrasjon: Interaksjon av kronblader av ladede plumer.

Den elektriske feltstyrken rundt skarpe gjenstander er større enn rundt sfæriske eller flate overflater. Dette er grunnen til at lynet er mer sannsynlig å treffe en spiss gjenstand enn en nærliggende flat overflate. (lysbilde 32)

Det elektriske feltet bestemmes gjennom virkningen på en ladet partikkel eller kropp. Spenningslinjer viser i hvilken retning det elektriske feltet virker på en positiv ladning. En negativ ladning påvirkes i motsatt retning.

PHYSMINUTT. Vi reiste oss, tok hendene og snurret dem i håndflatene våre

(Hvorfor blir ikke håndtaket elektrifisert?)

V. Konsolidering av det studerte materialet

Spørsmål: Hvordan vil massen til en kropp endre seg hvis den får en negativ ladning?
Svare: Det vil øke fordi kroppen får overflødige elektroner, og elektroner har masse.

Spørsmål: Hvilken prosess er felles for alle typer elektrifisering?
Svare: Omfordeling av avgifter.

Spørsmål: Hvorfor går nesten all ladningen fra kroppen ned i bakken ved jording?
Svare: Jo større organ som ladningen overføres til, jo større del av ladningen vil bli overført til den. Kloden er veldig stor sammenlignet med kroppene på den.

Spørsmål: Hvorfor anbefales det ikke å gjemme seg under ensomme trær under tordenvær?
Svare: Jo mindre volum kroppen har, desto større er det mer sannsynlig at lynet slår ned i et legeme med høyere ladningskonsentrasjon.

Spørsmål: Hvorfor er stangen til et elektroskop laget av metall?
Svare: Metaller er ledere.

Spørsmål: Hvorfor kan du enkelt elektrifisere en ebonittstang ved å gni den mot et ullstykke, men kan ikke elektrifisere en jernstang på samme måte?
Svare: Ebonitt er en isolator; ladninger samler seg på pinnen og går ikke noe sted. Og jern er en leder, derfor blir de ukompenserte ladningene som vises på jernstangen umiddelbart overført til andre kropper, for eksempel til hånden.

VI. Lekseundervisning

§ 31 studie

Skriv en melding om fordelene og skadene ved elektrifisering

Lag et elektroskop hjemme.

VII. Speilbilde

La oss prøve å fortsette forslagene

1. Jeg var interessert...

2. Jeg innså at...

3. Det var nyttig...

4. Jeg lærte å evaluere...

5. Mine kommunikasjonsevner...

Vi legger igjen kortene til læreren.

Takk for oppmerksomheten og arbeidet!
Adjø!

Ytterligere lysbildeoppgaver.

Hensikten med leksjonen: å introdusere elevene til historien om kampen mellom begrepene nær handling og handling på avstand; med manglene ved teorier, introduser begrepet elektrisk feltstyrke, utvikle evnen til å skildre elektriske felt grafisk; bruke superposisjonsprinsippet til å beregne feltene til et system av ladede legemer.

Leksjonsfremgang

Sjekke lekser ved hjelp av den selvstendige arbeidsmetoden

Alternativ -1

1. Er det mulig å skape eller ødelegge en elektrisk ladning? Hvorfor? Forklar essensen av loven om bevaring av elektrisk ladning.

2. Det er to legemer i luften som har like negative elektriske ladninger kroppene frastøter hverandre med en kraft på 0,9 N. Avstanden mellom ladningene er 8 cm nummeret deres.

Løsning. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/ke; N= 5·1012 (elektroner)

Alternativ-2

1 Hvorfor blir ulike legemer elektrifisert under friksjon, men homogene legemer blir ikke elektrifisert?

2 Tre ledende kuler ble brakt i kontakt, den første ballen hadde en ladning på 1,8 10-8 C, den andre hadde en ladning på 0,3 10-8 C, den tredje ballen hadde ingen ladning. Hvordan er ladningen fordelt mellom kulene? Med hvilken kraft vil to av dem samhandle i et vakuum i en avstand på 5 cm fra hverandre?

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

F= k q2/r2; F= 9,10-5 (H)

Lære nytt stoff

1. Diskusjon av spørsmålet om å overføre virkningen av en avgift til en annen. Høyttalere høres fra "tilhengere" av teorien om kortdistansehandling (feltet forplanter seg med lysets hastighet) og teorien om handling på avstand (alle interaksjoner forplanter seg umiddelbart). Studentenes forestillinger ledsages av demonstrasjoner av eksperimenter på samspillet mellom elektrifiserte kropper. Elevene kan stille spørsmål om tilhengere av en eller annen teori.

Læreren hjelper elevene med å trekke riktige konklusjoner og leder elevene til å danne begrepet et elektrisk felt.

2. Elektrisk felt - En spesiell form for materie som eksisterer uavhengig av oss og vår kunnskap om den.

3. Hovedegenskapen til det elektriske feltet- handling på elektriske ladninger med en viss kraft.

Elektrostatisk felt	Det elektrostatiske feltet til stasjonære ladninger endres ikke i det hele tatt og er uløselig forbundet med ladningene som danner det.
Elektrisk feltstyrke: E= F/ Q	Forholdet mellom kraften som det elektriske feltet virker på en positiv testladning med verdien av denne ladningen. Vektor Ē̄̄̄̄̄ faller sammen med retningen til kraften som virker på den positive ladningen.
Elektrisk feltstyrke til en punktladning. E =Q0/4πξ0ξr2	Den elektriske feltstyrken til en punktladning ved et bestemt punkt i rommet er direkte proporsjonal med ladningsmodulen til feltkilden og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden fra feltkilden til et gitt punkt i rommet.
Elektrostatiske feltlinjer	Dette er linjer hvis tangenter i hvert punkt i feltet faller sammen med retningen til feltstyrken på det punktet.
Prinsippet for feltsuperposisjon: E = E1+E2+E3+…	Når felt fra flere punktladninger er overlagret, dannes det et elektrostatisk felt, hvis styrke til enhver tid er lik den geometriske summen av styrkene fra hvert av komponentfeltene.
Demonstrasjon av erfaring: "Begrunnelse av prinsippet om overlagring av felt"	Heng en "testladning" (skumplate) på en nylontråd. Slå på "testladningen" med en ladet kropp. Ta så med en annen ladet kropp og observer effekten på "testladningen". Fjern den første ladede kroppen og observer handlingen til den andre ladede kroppen. Trekk en konklusjon.

Selvstendig arbeid med boken.

1. Les definisjonen av elektriske feltlinjer i læreboken.

2. Se nøye på figurene 181 – 184, som viser eksempler på spenningslinjer for ulike ladede legemer og kroppssystemer.

3. Svar på spørsmålene.

A) Hvordan vises størrelsen på spenningsvektoren i figurene? Med hvilket ytre tegn kan man skille et felt med intens handling?

B) Hvor begynner og slutter de elektriske feltlinjene?

Sp) Er det brudd i spenningslinjene?

D) Hvordan er de elektriske feltlinjene plassert i forhold til overflaten til et ladet legeme?

D) I hvilket tilfelle kan det elektriske feltet betraktes som enhetlig?

E) Sammenlign bildet av feltlinjene til en punktladning og en jevnt ladet ball.

G) Finn ut ved hjelp av hvilken formel og innenfor hvilke akseptable grenser du kan beregne feltstyrken til en ledende ball.

La oss oppsummere leksjonen

Lekser: §92 – 94.

Mål: avsløring av det elektriske feltets materielle natur og dannelsen av begrepet elektrisk feltstyrke

Leksjonens mål: gjøre elevene kjent med kraftkarakteristikkene til det elektriske feltet;

Å danne uformell kunnskap i tolkningen av begrepet "elektrisk feltstyrke;

Fremme en bevisst holdning til læring og interesse for å studere fysikk.

Utstyr: lett metallhylse laget av folie, plexiglasspinne, plumer på stativ, elektroformaskin, kule på silketråd, kondensatorplater, presentasjon, flash-animasjon

Leksjonsfremgang

1. Repetisjon av det som er lært

1. Statens Coulombs lov
2. Hva er den fysiske betydningen av koeffisienten k?
3. Bestem grensene for anvendelsen av Coulombs lov?

1. Fysisk diktering. Loven om bevaring av elektrisk ladning. Coulombs lov. (gjensidig verifisering)
2. Lære nytt stoff

1.Er det mulig å lage en elektrisk ladning?

2. Skaper vi en elektrisk ladning under elektrifisering?

3. Kan en ladning eksistere separat fra en partikkel?

4. Et legeme hvis totale positive ladning av partikler er lik den totale negative ladningen av partikler er...

5. Samhandlingskraften mellom ladede partikler og økende ladning av noen av disse partiklene...

6. Når en ladning plasseres i et medium, vil interaksjonskraften mellom dem….

7. Med en økning i avstanden mellom ladninger med 3 ganger, vil interaksjonskraften......

8. Mengden som karakteriserer mediets elektriske egenskaper kalles...

9. I hvilke enheter måles elektrisk ladning?

(1, ja; 2. Nei; 3. Nei; 4. Nøytral; 5. Øker; 6. Avtar; 7. Vil avta med 9 ganger; 8. Dielektrisk konstant; 9. I anheng)

1. Lære nytt stoff

Samspillet mellom ladninger i henhold til Coulombs lov er et eksperimentelt etablert faktum. ( lysbilde 1 )Den avslører imidlertid ikke det fysiske bildet av selve interaksjonsprosessen. Og det svarer ikke på spørsmålet om hvordan handlingen av en siktelse på en annen skjer.

Eksperiment 1 (med hylse) Før sakte en vertikalt plassert plexiglassplate til en lettmetallhylse laget av folie hengt opp på en tråd, etter å ha ladet den med ull tidligere.

-Hva skjer?( det er ingen kontakt, men hylsen har avviket fra vertikalen)

Eksperiment 2 ( elektroformaskin, plater av en sfærisk kondensator, tennisball opphengt på en silketråd ) Etter å ha ladet platene, observerer vi bevegelsen til ballen mellom dem. Hvorfor?

Slik oppstår interaksjon på avstand. Kanskje det er luften mellom kroppene?

Eksperiment 3 (ser på et videofragment, flash-animasjon) Mens vi pumper ut luften, observerer vi at bladene på elektroskopet fortsetter å frastøte hverandre.

Hva kan konkluderes? ( luft deltar ikke i interaksjonen )

Hvordan foregår da samhandling?

Faraday gir følgende forklaring:

Det er alltid et elektrisk felt rundt hver elektrisk ladning. ( lysbilde 2)

For å karakterisere E.P. du må angi verdier.

Den første egenskapen til feltet er SPENNING.

La oss igjen gå til Coulombs lov ( lysbilde 3 )

La oss vurdere effekten av feltet på ladningen introdusert i testladningens felt.

……………………………………………

Hvis vi ser på forholdet vil vi altså få en verdi som vil karakterisere handlingen til feltet på et gitt punkt.

Angitt med bokstaven E.

• E.P. spenning

E.P. spenning er ikke avhengig av størrelsen på ladningen, en vektormengde (kraftkarakteristisk for feltet) Den viser med hvilken kraft feltet virker på en ladning plassert i dette feltet.

Ved å erstatte uttrykket for kraft i formelen, får vi uttrykket for feltstyrken til en punktladning

Hvordan kan du karakterisere et felt skapt av flere ladninger?

Vi må bruke vektortilsetningen av kreftene som virker på ladningen som er introdusert i feltet og oppnå den resulterende E.P. Denne saken kalles SUPERPOSISJONSPRINSIPPE

(lysbilde 6)

Eksperiment 4. Eksperimenter med å demonstrere spektra av elektriske felt (1. Eksperimenter med sultaner installert på isolasjonsstativ og ladet fra en elektrisk foliemaskin. 2. Eksperimenter med kondensatorplater som papirstrimler limes til i den ene enden.)

Det er praktisk å representere det elektriske feltet med grafiske linjer - POWER LINES. FELTLINJER er linjer som indikerer retningen til kraften som virker i dette feltet på en positivt ladet partikkel plassert i det ( lysbilder 9,10,11)

Feltlinjer skapt av positivt (a) og negativt (b) ladede partikler

Den mest interessante saken er E.P. opprettet mellom to lange ladede plater. Deretter skapes en homogen E.P.

Forklaring av prinsippet om superposisjon, ved hjelp av en grafisk representasjon ( lysbilder11,12,13)

III.Konsolidering av kunnskap, evner, ferdigheter

1. Gjennomgå spørsmål

? Analyse av spørsmål:

a) Hvordan skal vi forstå at et elektrisk felt eksisterer på et gitt punkt?

b) Hvordan skal vi forstå at spenningen i punkt A er større enn spenningen i punkt B?

c) Hvordan skal vi forstå at intensiteten ved et gitt punkt i feltet er 6 N/kl?

d) Hvilken verdi kan bestemmes hvis intensiteten ved et gitt punkt i feltet er kjent?

? 2. Analyse av kvalitative problemer [Tulchinsky M.E. Kvalitative problemer i fysikk på videregående. - M.: Utdanning, 1972.]:

800. To ladninger av samme størrelse befinner seg i en viss avstand fra hverandre. I hvilket tilfelle er spenningen i et punkt som ligger halvparten av avstanden mellom dem større: om disse ladningene er like eller ulikt? ? (Ulik. Med punktladninger med samme navn vil spenningen være null.)

801. (Når en høyspenningsstrøm slås på, oppstår det en statisk elektrisk ladning på fuglens fjær, som et resultat av at fuglens fjær stritter og divergerer (som duskene på en papirfyr koblet til en elektrostatisk maskin). Dette skremmer fuglen. , den flyr av ledningen.)

? Analyse av regneproblemer [Rymkevich A.P. Oppgavesamling i fysikk, klasse 10-11. - M.: Bustard, 2003.]:

698. (200 V/m)

699. Hvilken kraft virker på en 12 nC ladning plassert på et punkt der den elektriske feltstyrken er 2 kN/Cl? (24 µN)

Oppsummering av leksjonen.

Lekser:

1. Lærebok Fysikk 10 G.A. Myakishev, B.B. Bukhovtsev § 88-89
2. Rymkevich A.P. nr. 703, 705

Se dokumentinnholdet
«Leksjonssammendrag med presentasjon. Elektrisk felt. Elektrisk feltstyrke. Prinsippet om feltsuperposisjon"

ELEKTRISK FELT.

Spenning

ELEKTRISK FELT – det er en spesiell form for materie. Det skapes av elektriske ladninger i hvile og manifesterer seg ved å virke på andre elektriske ladninger.

spenning E.P. avhenger ikke av størrelsen på ladningen, vektormengde (feltstyrkekarakteristikk)

- feltstyrken til en punktladning

- superposisjonsprinsipp - feltstyrken skapt av et system av ladninger er lik vektorsummen av feltstyrkene skapt av hver ladning separat

STRØMLINJER- dette er linjer som indikerer retningen til kraften som virker i dette feltet på en positivt ladet partikkel plassert i det

Feltlinjer skapt av positivt (a) og negativt (b) ladede partikler

SPENNINGSLINJER er kontinuerlige linjer hvis tangenter i hvert punkt sammenfaller med feltstyrkevektoren i et gitt punkt

Egenskaper til strekklinjer

• Linjene er ikke stengt. Start med + og avslutt med –
• Linjene krysser ikke
• Der linjene er tykkere, er feltet sterkere

• Hvorfor flyr fugler av høyspentledninger når strømmen er slått på?

• To ladninger av samme størrelse er plassert i en viss avstand fra hverandre. I hvilket tilfelle er spenningen i et punkt som ligger halvparten av avstanden mellom dem større: om disse ladningene er like eller ulikt? ?

• På et tidspunkt i feltet virker en kraft på 0,4 μN på en ladning på 2 nC. Finn feltstyrken på dette punktet.

• Hvilken kraft virker på en 12 nC ladning plassert i et punkt der den elektriske feltstyrken er 2 kN/C

Leksjonens mål:

Pedagogisk: dannelsen av vitale egenskaper: utholdenhet, ansvar, flid, oppmerksomhet og uavhengighet.
Pedagogisk: dannelsen av dybdeforståelse av det elektriske feltet og intensiteten som en av de viktigste kraftkarakteristikkene til det elektriske feltet (anvendelse av superposisjonsprinsippet for å bestemme den totale intensiteten til det elektriske feltet skapt av forskjellige ladninger);
Utviklingsmessig: utvikling av elevenes positive motiver for pedagogisk og kognitiv aktivitet, utvikling av ferdigheter for selvstendig arbeid med informasjon, grafiske kulturferdigheter og intellektuell fantasi.

gjøre elevene kjent med ikoniske modeller av elektriske felt;
gi en ide om den grafiske representasjonen av det elektriske feltet;
vise teknikker for å bestemme feltstyrken skapt av flere punktladninger;
vurdere eksempler på å konstruere vektoren til den resulterende feltstyrken på et bestemt punkt fra et system av punktladninger;
gi studentene mulighet til å anvende ervervet kunnskap til å løse problemer av varierende kompleksitetsnivå.

Leksjonsplan

Org. øyeblikk
Lære nytt stoff
Phys. Bare et minutt
Analyse av oppgave 1 eller 2
Konsolidering av materiale (BRUK-test)
Lekser

Leksjonsfremgang

Org. øyeblikk.
Fysisk diktat (repetisjonstest)

La oss gjenta det vi har dekket:
Skriv ned nummeret på oppgaven i en kolonne i notatboken og angi svaret du har valgt;
I margene på notatboken, på motsatt side av svaret etter å ha sjekket det, sett et "+" eller "-"-tegn.

Når vi tar av oss klær, spesielt de som er laget av syntetiske materialer, hører vi en karakteristisk knekkelyd. Hvilket fenomen forklarer denne knitrende lyden?

Elektrifisering
Friksjon
Oppvarming.
Elektromagnetisk induksjon

En metallplate med en positiv ladning med modul lik 10 e mistet fire elektroner når den ble belyst. Hva var ladningen på tallerkenen?

Figuren viser identiske elektrometre forbundet med en stang. Hvilket materiale kan denne stangen være laget av?

A. Kobber. B. Stål.

En positivt ladet glassstang ble brakt til den uladede lederen AB uten å berøre den (fig. 1). Deretter, uten å fjerne pinnen, delte de lederen i to deler (fig. 2). Hvilket utsagn om tegnene på ladningene til del A og B etter separasjon vil være sant?

Begge deler vil ha en positiv ladning.
Begge deler vil ha en negativ ladning.
Del B vil ha en positiv ladning, del A vil ha en negativ ladning.
Del B vil ha negativ ladning, del A vil ha positiv ladning.

Støvflekken, som hadde en negativ ladning på -10 e, mistet fire elektroner når den ble belyst. Hva er ladningen til støvpartikkelen?

To ladninger med samme navn, 10-8 C hver, ble plassert i en avstand på 3×10-2 m fra hverandre. Med hvilken kraft samhandler de? Tiltrekker eller frastøter ladninger?

De tiltrekker seg med en kraft på 3×10-5 N.
De tiltrekker seg med en kraft på 10-3 N.
De skyver av med en kraft på 3×10-5 N.
De skyver av med en kraft på 10-3 N.

Hvordan vil kraften til Coulomb-interaksjonen mellom to punktladninger endres hvis avstanden mellom dem dobles?

Vil øke 2 ganger
Vil redusere med 2 ganger
Vil øke 4 ganger
Vil reduseres med 4 ganger

Samhandlingskraften mellom to punktladede legemer er lik F. Hva vil samhandlingskraften mellom legene være dersom hver ladning på legemene reduseres med 3 ganger?

Vil øke 3 ganger.
Vil redusere med 3 ganger.
Vil øke 9 ganger.
Vil redusere med 9 ganger

Tabellen registrerer verdiene av tiltrekningskraften til ladede kropper i forskjellige avstander mellom dem. Hvilken konklusjon kan man trekke om forholdet mellom kraft og avstand fra denne tabellen?

kraften er veldig liten og kan ignoreres
kraften avtar med avstanden
avhengighet spores ikke
når r er større enn 10 cm, blir kraften 0

Hva er retningen til Coulomb-kraften som virker på en positiv punktladning plassert i midten av en firkant, i hjørnene som det er ladninger: (+q), (+q), (-q), (-q) ?

La oss visuelt vurdere løsningen på det siste problemet.

Vi fokuserer på superposisjonsprinsippet brukt i denne oppgaven:

Vi bestemmer retningen til alle krefter som virker på en gitt ladning;
Vi konstruerer vektorsummen av de indikerte kreftene;
Den resulterende kraften er en vektor rettet fra begynnelsen av konstruksjonen til slutten av siste ledd av vektoren.

Kontroll og egenvurdering av arbeid:

Dette er din "start"-vurdering. Etter hvert som leksjonen fortsetter, kan du endre den til det bedre.

Lære nytt stoff

Coulombs lov, diskutert tidligere, etablerer de kvantitative og kvalitative egenskapene til samspillet mellom elektriske punktladninger i et vakuum. Denne loven svarer imidlertid ikke på et veldig viktig spørsmål om mekanismen for interaksjon av ladninger, dvs. hvorved handlingen til en ladning overføres til en annen. Jakten på et svar på dette spørsmålet førte den engelske fysikeren M. Faraday til hypotesen om eksistensen av et elektrisk felt, hvis gyldighet ble fullstendig bekreftet av påfølgende forskning. Ifølge Faradays idé virker ikke elektriske ladninger direkte på hverandre. Hver av dem skaper et elektrisk felt i det omkringliggende rommet. Feltet til en ladning virker på en annen ladning, og omvendt.

Video demonstrasjon:

"Ladet ball i et elektrisk felt"

Alt det ovennevnte lar oss gi følgende definisjon:

Et elektrisk felt er en spesiell type materie som samspillet mellom elektriske ladninger skjer gjennom.

Elektriske feltegenskaper

Det elektriske feltet er materiale, dvs. eksisterer uavhengig av vår kunnskap om det.
Generert av elektrisk ladning: det er et elektrisk felt rundt ethvert ladet legeme.

Feltet som skapes av stasjonære elektriske ladninger kalles elektrostatisk.

Et elektrisk felt kan også skapes av et vekslende magnetfelt. Et slikt elektrisk felt kalles et virvelfelt.

Det elektriske feltet forplanter seg i rommet med en begrenset hastighet lik lysets hastighet i et vakuum.

Effekten av et elektrisk felt på elektriske ladninger

Det elektriske feltet kan betraktes som en matematisk modell som beskriver verdien av den elektriske feltstyrken på et gitt punkt i rommet.
Det elektriske feltet er en av komponentene i et enkelt elektromagnetisk felt og en manifestasjon av elektromagnetisk interaksjon

Demonstrasjon av videoklipp:

"Kraftlinjer for et jevnt elektrisk felt";

"Feltlinjer i et uensartet elektrisk felt".

Det er nødvendig å introdusere en kvantitativ karakteristikk av feltet. Etter dette kan elektriske felt sammenlignes med hverandre og deres egenskaper kan fortsette å studeres.

For å studere det elektriske feltet vil vi bruke en testladning: med testladning mener vi en positiv punktladning som ikke endrer det elektriske feltet som studeres.

La det elektriske feltet dannes av en punktladning q0. Hvis en testladning q1 introduseres i dette feltet, vil en kraft [~\vec F] virke på den.

Merk at vi i dette emnet bruker to ladninger: den elektriske feltkilden q0 og testladningen q1. Det elektriske feltet virker kun på testladningen q1 og kan ikke virke på dens kilde, dvs. per ladning q0.

I følge Coulombs lov er denne kraften proporsjonal med ladningen q1:

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

Derfor er forholdet mellom kraften som virker på en ladning q1 plassert på et gitt punkt i feltet og denne ladningen på et hvilket som helst punkt i feltet:

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

er ikke avhengig av den plasserte ladningen q1 og kan betraktes som en karakteristikk av feltet. Denne styrkekarakteristikken til feltet kalles elektrisk feltstyrke.

I likhet med kraft er feltstyrken en vektormengde og betegnes med bokstaven [~\vec E] .

Feltstyrken er lik forholdet mellom kraften som feltet virker på en punktladning med til denne ladningen:

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

I SI uttrykkes spenningen i newton per coulomb (N/C).

Elektrisk feltstyrke er en fysisk vektorstørrelse.
Retningen til vektoren sammenfaller på hvert punkt i rommet med retningen til kraften som virker på den positive testladningen.

Phys. bare et minutt

Spenning er styrkekarakteristikken til det elektriske feltet

Hvis i punkt A ladningen q > 0, så er vektorene og rettet i samme retning; på q< 0 эти векторы направлены в противоположные стороны.

Retningen til vektoren er ikke avhengig av fortegnet til ladningen q som feltet virker på, men kraftens retning (fig. 1, a, b).

Prinsippet for feltsuperposisjon

Hva vil intensiteten være på et eller annet tidspunkt av det elektriske feltet skapt av flere ladninger q1, q2, q3, ...?

La oss plassere en testladning q på dette punktet. La F1 være kraften som ladning q1 virker på ladning q; F2 er kraften som ladning q2 virker på ladning q osv. Fra dynamikk vet man at hvis flere krefter virker på et legeme, så er den resulterende kraften lik den geometriske summen av kreftene, dvs.

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

Del venstre og høyre side av ligningen med q:

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

Hvis vi tar i betraktning at [\frac( \vec F)(q) = \vec E] , får vi det såkalte prinsippet for feltsuperposisjon

styrken til det elektriske feltet skapt av flere ladninger q1, q2, q3, ..., på et tidspunkt i rommet er lik vektorsummen av styrkene [\vec E_1, \, \vec E_2, \, \vec E_3 ] , ... felt opprettet av hver av disse kostnadene:

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

Takket være superposisjonsprinsippet, for å finne feltstyrken til et system av punktladninger til enhver tid, er det nok å kjenne uttrykket for feltstyrken til en punktladning. Figur 4, a, b viser hvordan styrken [~\vec E] til feltet skapt av to ladninger er geometrisk bestemt.

For å bestemme feltstyrken skapt av en ladet kropp med endelige dimensjoner (ikke punktladninger), må du fortsette som følger. Del kroppen mentalt i små elementer, som hver kan betraktes som et punkt. Bestem ladningene til alle disse elementene og finn feltstyrkene skapt av dem alle på et gitt punkt. Etter dette legger du geometrisk til spenningene fra alle elementene i kroppen og finn den resulterende feltstyrken. For kropper med kompleks form er dette et vanskelig, men i prinsippet løselig problem. For å løse det må du vite hvordan ladningen er fordelt på kroppen.

Spenningslinjer

Det elektriske feltet påvirker ikke sansene. Vi ser ham ikke. Likevel kan fordelingen av feltet i rommet synliggjøres. I 1845 foreslo den engelske fysikeren Michael Faraday å skildre det elektriske feltet ved hjelp av kraftlinjer og oppnådde originale kart, eller feltdiagrammer.

En kraftlinje (eller spenningslinje) er en tenkt rettet linje i rommet, hvor tangenten i hvert punkt sammenfaller med retningen til spenningsvektoren i det punktet (fig. 5).

Fra mønsteret av feltlinjer kan man bedømme ikke bare retningen til vektoren, men også dens verdi. Faktisk, for punktladninger, øker feltstyrken når den nærmer seg ladningen, og feltlinjene blir tettere (fig. 6). Der kraftlinjene er tykkere er det større spenning og omvendt.

Antall kraftlinjer per overflateenhet plassert vinkelrett på kraftlinjene er proporsjonal med spenningsmodulen.

Bilder av kraftledninger

Å konstruere et nøyaktig bilde av feltlinjene til en ladet kropp er en vanskelig oppgave. Vi må først beregne feltstyrken E(x, y, z) som funksjon av koordinater. Men dette er fortsatt ikke nok. Det gjenstår den vanskelige oppgaven med å tegne sammenhengende linjer slik at tangenten til den ved hvert punkt på linjen faller sammen med retningen til spenningen [~\vec E] . Den enkleste måten å overlate en slik oppgave på er til en datamaskin som kjører et spesielt program.

Det er imidlertid ikke alltid nødvendig å bygge et nøyaktig bilde av fordelingen av feltlinjer. Noen ganger er det nok å tegne omtrentlige bilder, og ikke glemme at:

kraftlinjer er åpne linjer: de begynner på overflaten av positivt ladede legemer (eller i det uendelige) og slutter på overflaten av negativt ladede legemer (eller i det uendelige);
feltlinjene krysser ikke, siden intensitetsvektoren i hvert punkt i feltet har bare én retning;
mellom ladninger blir kraftlinjene ikke avbrutt noe sted.

Figurene 7-10 viser mønstre av feltlinjer: en positivt ladet ball (fig. 7); to forskjellig ladede kuler (fig. 8); to like ladede kuler (fig. 9); to plater hvis ladninger er like store og motsatte i fortegn (fig. 10).

Figur 10 viser at i rommet mellom platene, langt fra kantene på platene, er kraftlinjene parallelle: det elektriske feltet her er det samme i alle punkter.

Et elektrisk felt hvis styrke er lik på alle punkter i rommet kalles.

Analyse av oppgaver.

Eksempler på anvendelse av prinsippet om feltsuperposisjon.

(BRUK 2008) A19. Figuren viser elektriske feltstyrkelinjer på et bestemt sted i rommet. På hvilket tidspunkt er spenningen maksimal?
(BRUK 2010) A17. Hvilken retning ved punkt O er vektoren til den elektriske feltstyrken som skapes av to ladninger med samme navn?
(BRUK 2007) A19. Bestem feltstyrken i midten av kvadratet, i hjørnene som det er ladninger: (+q), (+q), (-q), (-q)?
(BRUK 2008, DEMO) A17. Figuren viser plasseringen av to stasjonære elektriske ladninger + 2q og - q.

Konsolidering av materiale (oppgaver ved hjelp av kort) (5-7 min)
Lekser: §40; nr. 40,1; 40,2; Individuelle oppgaver ved hjelp av kort.

Litteratur

Zhilko, V.V. Fysikk: lærebok. godtgjørelse for 11. klasse. generell utdanning institusjoner med russisk språk opplæring med 12 års studietid (grunn- og videregående nivå) /V. V. Zhilko, L.G. Markovich. — 2. utg., revidert. — Minsk: Nar. Asveta, 2008. - S. 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. Schäfer "Fysikk. 10. klasse”, “Opplysning”, 2010;
Bolsun. Fysikk i eksamensspørsmål og svar. Serie hjemmelærer.
Myakishev G.Ya. Fysikk: Elektrodynamikk. 10-11 klassetrinn: lærebok. for dyptgående studier av fysikk / G.Ya. Myakishev, A.Z. Sinyakov, B.A. Slobodskov. - M.: Bustard, 2005. - 476 s.

Relatert undervisningsmateriell: