Περίληψη μαθήματος με θέμα "Ηλεκτρικό πεδίο. Η αρχή της υπέρθεσης πεδίων"
Μάθημα 57 Θέμα: Ηλεκτρικό πεδίο. Ενταση ηλεκτρικό πεδίο. 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
- Διατυπώστε τον νόμο του Κουλόμπ Τι φυσική έννοιασυντελεστής 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 ηλεκτρικό μηχάνημα μεμβράνης. 2. Πειράματα με πλάκες πυκνωτών στις οποίες είναι κολλημένες λωρίδες χαρτιού στο ένα άκρο.) Είναι βολικό να απεικονιστεί 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 ένα 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 στο πεδίο, 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 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. Ποιοτικές εργασίεςστη φυσική σε 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.
Εξοπλισμός:προβολέας πολυμέσων, διαδραστικός πίνακας, παρουσίαση για το μάθημα
ΚΑΤΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
Ι. Δοκιμή γνώσεων
1. Νόμος του Coulomb (μετωπική έρευνα):
α) Ονομάστε τον επιστήμονα που καθιέρωσε πειραματικά τον νόμο της αλληλεπίδρασης των σημειακών ηλεκτρικών φορτίων στο κενό. ( Ο Γάλλος επιστήμονας C. Coulon το 1795).
β) Πώς ονομαζόταν η συσκευή με την οποία θεσπίστηκε πειραματικά ο νόμος του Coulomb; ( Δυναμόμετρο στρέψης, ή όπως ονομαζόταν τότε ζυγαριές στρέψης).
γ) Να διατυπώσετε το νόμο του Coulomb.
δ) Να γράψετε τον τύπο του νόμου του Κουλόμπ.
ε) Με ποιον νόμο από την ενότητα «Μηχανική» μπορεί να γίνει αναλογία για τον νόμο του Κουλόμπ; ( Με τον νόμο της παγκόσμιας έλξης:;).
στ) Αναφέρετε τα όρια εφαρμογής του νόμου του Coulomb ( α) τα φορτία πρέπει να είναι σταθερά, β) σημειακά).
II. Νέο θέμα
1. Ηλεκτρικό πεδίο:
α) Αναφερόμενος στις ολοκληρωμένες πειραματικές εργασίες στο σπίτι, ο δάσκαλος οδηγεί τους μαθητές στην έννοια του ηλεκτρικού πεδίου ( χώρο γύρω από ένα φορτισμένο σώμα) και τον εντοπισμό του.
Οι μαθητές θυμούνται ότι ένα ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας μια μαγνητική βελόνα από χαρτί (ή φύλλο).
Ο δάσκαλος δείχνει αμέσως ότι το ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να ανιχνευθεί και με ηλεκτρόμετρο.
Ως συμπέρασμα από προηγούμενες παρατηρήσεις, οι μαθητές οδηγούνται στη δήλωση ότι Το ηλεκτρικό πεδίο, όπως κάθε είδος ύλης, είναι υλικό και υπάρχει ανεξάρτητα από τη συνείδησή μας.(Κατά αναλογία, θυμηθείτε το βαρυτικό πεδίο).
2. Χαρακτηριστικά ηλεκτρικού πεδίου
α) Ένταση.
(Υπενθυμίζεται στους μαθητές ότι κάθε είδος ύλης μπορεί να χαρακτηριστεί με κάποιο τρόπο. Το ίδιο μπορεί να γίνει και με ένα ηλεκτρικό πεδίο.)
Ένα από τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού πεδίου είναι η ένταση:
Διευκρινίζεται ότι Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι η ισχύς που χαρακτηρίζει το ηλεκτρικό πεδίο.
β) Τάση μοναδιαίας φόρτισης. (Σύμφωνα με το νόμο του Coulomb):
; - ένταση μοναδιαίας φόρτισης.
γ) Η αρχή της υπέρθεσης (επικάλυψης) πεδίων:
3. Γραφική αναπαράσταση ηλεκτρικών πεδίων
Οι γραμμές πεδίου είναι γραμμές τάσης.
Οι γραμμές πεδίου ξεκινούν με θετικό (+) και τελειώνουν με αρνητικό (-) φορτίο ή;.
Οι γραμμές πεδίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εμφάνιση μιας γραφικής αναπαράστασης ηλεκτρικών πεδίων. Η πρακτικά οπτική λήψη γραμμών πεδίου μπορεί να αποδειχθεί χρησιμοποιώντας μια μηχανή ηλεκτροφόρου και ηλεκτρικά λοφία.
Συνδέοντας ηλεκτρικά λοφία ένα προς ένα με μια μηχανή ηλεκτροφόρου, λαμβάνουμε μια οπτική επίδειξη της γραφικής αναπαράστασης των ηλεκτρικών πεδίων. Ταυτόχρονα με το πείραμα, μια γραφική αναπαράσταση του πεδίου προβάλλεται στην οθόνη χρησιμοποιώντας έναν προβολέα.
I. Πεδίο μίας φόρτισης: (επίδειξη)
α) πεδίο ενός μόνο θετικού φορτίου: (γραφική παράσταση)
β) Πεδίο ενός μόνο αρνητικού φορτίου:
γ) πεδίο δύο αντίθετων φορτίων (πείραμα)
δ) πεδίο δύο αντίθετων φορτίων (γραφική παράσταση)
γ) πεδίο δύο όμοιων φορτίων (πείραμα)
δ) πεδίο δύο χρεώσεων με το ίδιο όνομα (γραφική παράσταση)
Πρέπει να ειπωθεί ότι, σε αντίθεση με άλλα διανυσματικά μεγέθη, η τάση, ως διανυσματική ποσότητα, δεν χαρακτηρίζεται από το μήκος του διανύσματος, αλλά από την πυκνότητα των γραμμών τάσης ανά μονάδα επιφάνειας. (μέσω προβολέα οροφής - στην οθόνηή φαίνεται στον πίνακα γραφική εικόνα, αποδεικνύοντας αυτό)
III. Εργασία για την εμπέδωση και τον έλεγχο της γνώσης
Φυσική υπαγόρευση:
1. Νόμος διατήρησης ηλεκτρικού φορτίου (τύπος)
2. Νόμος του Κουλόμπ (τύπος)
3. Είδος ύλης που αλληλεπιδρά μεταξύ φορτισμένων σωμάτων που βρίσκονται σε μια ορισμένη απόσταση μεταξύ τους (Ηλεκτροστατικό πεδίο)
4. Μονάδα φόρτισης (1 Cl)
5. Συσκευή ανίχνευσης ηλεκτρικού πεδίου (Ηλεκτρόμετρο).
6. Τύπος για την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου (.
7. Μονάδα μέτρησης της τάσης ().
8. Ποια συσκευή χρησιμοποίησε ο C. Coulomb για να μελετήσει και να αντλήσει το νόμο του; (Δυναμόμετρο στρέψης ή κλίμακα στρέψης).
9. Χαρακτηριστικά ισχύος του ηλεκτρικού πεδίου (Ενταση).
10. Δείξτε μια γραφική παράσταση του ηλεκτρικού πεδίου ενός μόνο θετικού φορτίου.
Συλλέξτε τις απαντήσεις των μαθητών.
IV.Στον πίνακα υπάρχει μια σύντομη καταγραφή του προβλήματος που πρέπει να λυθεί, το οποίο εξακολουθεί να είναι κρυφό από τους μαθητές.
Εργο:Μια δύναμη 0,015 N δρα στο φορτίο Cl σε ένα ορισμένο σημείο του ηλεκτρικού πεδίου. Προσδιορίστε την ένταση του πεδίου σε αυτό το σημείο.
Δίνεται: Λύση:
V.Συνοψίζοντας το μάθημα
V. Εργασία για το σπίτι§ 92-93
Προβολή περιεχομένων εγγράφου
«Μάθημα φυσικής. Το θέμα του μαθήματος είναι "Ηλεκτρικό πεδίο. Ένταση. Η ιδέα της δράσης μικρής εμβέλειας." »
Μάθημα φυσικής. Θέμα: Ηλεκτρικό πεδίο.
Εγγύτητα και δράση σε απόσταση
Διανέμονται από
με τελικό
Ταχύτητα
Απλώνεται αμέσως
Αλληλεπίδραση μέσω του κενού
Αλληλεπίδραση μέσα από το πεδίο
Ηλεκτρικό πεδίο
Ιδέα: M. Faraday (Αγγλικά)
Θεωρία: J. Maxwell (Αγγλικά)
q 1
q 2
Εγγύτητα
t – χρόνος μετάδοσης ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων
r – απόσταση μεταξύ φορτίσεων
σ – ταχύτητα διάδοσης ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων (300.000 km/s)
Ηλεκτρικό πεδίο:
- οικονομικά: υπάρχει ανεξάρτητα από εμάς και τις γνώσεις μας γι' αυτό (ραδιοκύματα)
- δημιουργείται από χρεώσεις
Κύρια ιδιοκτησία: ενεργεί σε q με μερικούς φά
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου
[E]= =
Η ένταση του πεδίου είναι ίση με τον λόγο της δύναμης με την οποία το πεδίο δρα σε ένα σημειακό φορτίο προς το μέτρο αυτής της φόρτισης.
μι Τ
- δύναμη πεδίου σημείου q 0
Αρχή της υπέρθεσης πεδίου
μι 2
Ε=Ε 1 +Ε 2 +Ε 3 + … + En
μι 1
Πεδίο φορτισμένης μπάλας.
Μέσα στην μπάλα Ε=0
+ + - + E= ομοιογενής. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Πεδίο Γραμμές δύναμης: μη κλειστό. μην τέμνονται? ξεκινά από + q; τελειώνουν με –q; συνεχής; παχύτερο? όπου το Ε είναι μεγαλύτερο. 7" πλάτος = "640" Γραμμές δύναμης (SL – γραμμές τάσης) του ηλεκτρικού πεδίου
SL - συνεχείς γραμμές, που εφάπτονται σε κάθε σημείο. από το οποίο διέρχονται συμπίπτουν με μι .
E= κστ ομοιογενής. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ πεδίο
Καλώδια ρεύματος: δεν είναι κλειστά. μην τέμνονται? ξεκινήστε + q; τέλος επάνω –ρ; συνεχής; παχύτερο? Οπου μιπερισσότερο.
Σκοπός του μαθήματος: να εισαγάγει τους μαθητές στην ιστορία της πάλης μεταξύ των εννοιών της στενής δράσης και της δράσης από απόσταση. με τις αδυναμίες 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
Εξέταση εργασία για το σπίτιμέθοδος 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 cm, καθώς και η μάζα των ηλεκτρονίων 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;
2 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.
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 σχηματίσει άτυπη γνώση στην ερμηνεία της έννοιας της «ισχύς ηλεκτρικού πεδίου.
Καλλιεργήστε μια συνειδητή στάση για τη μάθηση και ενδιαφέρον για τη μελέτη της φυσικής.
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 την αύξηση του φορτίου 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 εξαχθεί; ( 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, 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 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 ηλεκτρικό μηχάνημα μεμβράνης. 2. Πειράματα με πλάκες πυκνωτών στις οποίες είναι κολλημένες λωρίδες χαρτιού 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 ένα ομοιογενές Ε.Π.
Επεξήγηση της αρχής της υπέρθεσης, χρησιμοποιώντας μια γραφική παράσταση ( διαφάνειες 11,12,13)
III.Εμπέδωση γνώσεων, ικανοτήτων, δεξιοτήτων
1. 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 [Tulchinsky M.E. Ποιοτικά προβλήματα στη φυσική στο λύκειο. - Μ.: Εκπαίδευση, 1972.]:
800. Δύο φορτία ίσου μεγέθους βρίσκονται σε ορισμένη απόσταση το ένα από το άλλο. Σε ποια περίπτωση είναι μεγαλύτερη η τάση σε ένα σημείο που βρίσκεται στο μισό 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. (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. (200 V/m)
699. Ποια δύναμη ασκείται σε φορτίο 12 nC τοποθετημένο σε σημείο όπου η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου είναι 2 kN/Cl; (24 µN)
Συνοψίζοντας το μάθημα.
Εργασία για το σπίτι:
- Σχολικό βιβλίο Φυσική 10 G.A Myakishev, B.B. Bukhovtsev § 88-89
- Rymkevich A.P. Νο. 703, 705
Προβολή περιεχομένων εγγράφου
«Περίληψη μαθήματος με παρουσίαση. Ηλεκτρικό πεδίο. Ένταση ηλεκτρικού πεδίου. Η αρχή της υπέρθεσης πεδίου"
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ.
Ενταση
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ -είναι μια ειδική μορφή ύλης. Δημιουργείται από ηλεκτρικά φορτία σε ηρεμία και εκδηλώνεται με δράση σε άλλα ηλεκτρικά φορτία.
ένταση Ε.Π. δεν εξαρτάται από το μέγεθος του φορτίου, διανυσματική ποσότητα (χαρακτηριστικό έντασης πεδίου)
- ένταση πεδίου ενός σημειακού φορτίου
- αρχή της υπέρθεσης -η ένταση του πεδίου που δημιουργείται από ένα σύστημα φορτίων είναι ίση με το διανυσματικό άθροισμα των εντάσεων πεδίου που δημιουργείται από κάθε φορτίο ξεχωριστά
ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΑΛΩΔΙΑ- αυτές είναι γραμμές που υποδεικνύουν την κατεύθυνση της δύναμης που ασκείται σε αυτό το πεδίο σε ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο που βρίσκεται σε αυτό
Γραμμές πεδίου που δημιουργούνται από θετικά (α) και αρνητικά (β) φορτισμένα σωματίδια
ΓΡΑΜΜΕΣ ΕΝΤΑΣΗείναι συνεχείς γραμμές των οποίων οι εφαπτομένες σε κάθε σημείο συμπίπτουν με το διάνυσμα έντασης πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο
Ιδιότητες των γραμμών τάσης
- Οι γραμμές δεν είναι κλειστές. Ξεκινήστε με + και τελειώστε με -
- Οι γραμμές δεν περνούν
- Όπου οι γραμμές είναι πιο χοντρές, το πεδίο είναι πιο δυνατό
- Γιατί τα πουλιά πετούν από τα καλώδια υψηλής τάσης όταν είναι ενεργοποιημένο το ρεύμα;
- 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; ?
- Σε κάποιο σημείο στο πεδίο, μια δύναμη 0,4 μN δρα σε φορτίο 2 nC. Βρείτε την ένταση του πεδίου σε αυτό το σημείο.
- Ποια δύναμη ασκείται σε φορτίο 12 nC τοποθετημένο σε σημείο όπου η ένταση ηλεκτρικού πεδίου είναι 2 kN/C
