Lektionssammanfattning på ämnet "Elektriskt fält. Principen för överlagring av fält"
Lektion 57 Ämne: Elektriskt fält. Spänning elektriskt fält. Principen för fältsuperposition Mål: avslöjande av det elektriska fältets materiella natur och bildandet av begreppet elektrisk fältstyrka
Lektionens mål: bekanta eleverna med det elektriska fältets effektegenskaper;
∙ att bilda informell kunskap i tolkningen av begreppet "elektrisk fältstyrka;
∙ odla en medveten inställning till lärande och intresse för att studera fysik.
Lektion: lära sig nytt material Utrustning: lätt metallhylsa av folie, plexiglassticka, plymer på stativ, elektroformaskin, kula på en sidentråd, kondensatorplattor, presentation, blixtanimation Lektionens framsteg
- Upprepning av det man har lärt sig
- Formulera Coulombs lag fysisk mening koefficient k? Bestäm gränserna för tillämpligheten av Coulombs lag?
- Fysisk diktering. Lagen om bevarande av elektrisk laddning. Coulombs lag. (ömsesidig verifiering)
Att lära sig nytt material
- Att lära sig nytt material
- E.P
E.P beror inte på laddningens storlek, en vektorstorhet (kraftkarakteristisk för fältet) Den visar med vilken kraft fältet verkar på en laddning placerad i detta fält. 
Genom att ersätta uttrycket för kraft i formeln får vi uttrycket för fältstyrkan för en punktladdning
Hur kan man karakterisera ett fält skapat av flera laddningar? Vi måste använda vektoradditionen av krafterna som verkar på laddningen som införs i fältet och erhålla den resulterande E.P. Detta fall kallas SUPERPOSITION PRINCIPEN( bild 6)Experiment 4. Experiment med att demonstrera spektra av elektriska fält (1. Experiment med sultaner installerade på isoleringsstativ och laddade från en elektrisk foliemaskin. 2. Experiment med kondensatorplattor på vilka pappersremsor är limmade i ena änden.) Det är bekvämt att avbilda den. elektriskt fält med grafiska linjer - POWER LINES. FÄLTLINER är linjer som indikerar riktningen för kraften som verkar i detta fält på en positivt laddad partikel placerad i den ( diabilder 9,10,11)
Fältlinjer skapade av positivt (a) och negativt (b) laddade partiklar 
Det mest intressanta fallet är E.P. skapas mellan två långa laddade plattor. Sedan skapas en homogen E.P. + - 1 2 3Förklaring av principen för superposition, med hjälp av en grafisk representation ( slides11,12,13)
III.Konsolidering av kunskap, förmågor, färdigheter
Granska frågor
∙ Analys av frågor:
a) Hur ska vi förstå att ett elektriskt fält existerar vid en given punkt?
b) Hur ska vi förstå att spänningen i punkt A är större än spänningen i punkt B?
c) Hur ska vi förstå att intensiteten vid en given punkt i fältet är 6 N/kl?
d) Vilket värde kan bestämmas om styrkan vid en given punkt i fältet är känd?
∙ 2. Analys av kvalitativa problem
800. Två laddningar av samma storlek är belägna på något avstånd från varandra. I vilket fall är spänningen vid en punkt som ligger halva avståndet mellan dem större: om dessa laddningar är lika eller olika?? (Olika. Med punktladdningar med samma namn blir spänningen noll.)
801. Varför flyger fåglar från högspänningsledningar när strömmen slås på? (När en högspänningsström slås på uppstår en statisk elektrisk laddning på fågelns fjädrar, som ett resultat av vilken fågelns fjädrar borstar och divergerar (som tofsarna på en pappersplym kopplad till en elektrostatisk maskin). Detta skrämmer fågeln. , den flyger av tråden.)
∙ Analys av beräkningsproblem [Rymkevich A.P. Samling av problem i fysik, årskurs 10-11. – M.: Bustard, 2003.]:
698. Vid någon punkt i fältet verkar en kraft på 0,4 μN på en laddning på 2 nC. Hitta fältstyrkan vid denna punkt. (200 V/m)
699. Vilken kraft verkar på en 12 nC laddning placerad vid en punkt där det elektriska fältets styrka är 2 kN/Cl? (24 µN)
Sammanfattning av lektionen.
Litteratur:
Lärobok Fysik 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev, förlag "Mektep" 2010
[Tulchinsky M.E. Kvalitativa uppgifter i fysik i gymnasium. – M.: Utbildning, 1972.]:
Rymkevich A.P. Samling av problem i fysik, årskurs 10-11. – M.: Bustard, 2003
V.A.Volkov. För att hjälpa skolläraren.
Utrustning: multimediaprojektor, interaktiv tavla, presentation för lektionen
UNDER KLASSERNA
I. Kunskapsprov
1. Coulombs lag (frontalundersökning):
a) Nämn vetenskapsmannen som experimentellt fastställde lagen för interaktion mellan elektriska punktladdningar i ett vakuum. ( Franske vetenskapsmannen C. Coulon 1795).
b) Vad hette enheten med vilken Coulombs lag experimentellt etablerades? ( Torsionsdynamometer, eller som det då hette torsionsvågar).
c) Formulera Coulombs lag.
d) Skriv formeln för Coulombs lag.
e) Med vilken lag från avsnittet "Mekanik" kan en analogi dras för Coulombs lag? ( Med lagen om universell gravitation:;).
f) Ange gränserna för tillämpligheten av Coulombs lag ( a) laddningar måste vara stationära, b) punkt).
II. Nytt ämne
1. Elektriskt fält:
a) Med hänvisning till de genomförda experimentella hemuppgifterna leder läraren eleverna till begreppet ett elektriskt fält ( utrymme runt en laddad kropp) och dess upptäckt.
Eleverna kommer ihåg att ett elektriskt fält kan detekteras med hjälp av en magnetnål gjord av papper (eller folie).
Läraren visar direkt att det elektriska fältet också kan detekteras med hjälp av en elektrometer.
Som en slutsats från tidigare observationer leds eleverna till påståendet att Det elektriska fältet, som all typ av materia, är materiellt och existerar oberoende av vårt medvetande.(I analogi, kom ihåg gravitationsfältet).
2. Elektriska fältegenskaper
a) Spänning.
(Eleverna påminns om att alla typer av materia kan karakteriseras på något sätt. Detsamma kan göras med ett elektriskt fält.)
En av egenskaperna hos det elektriska fältet är intensitet:
Det är preciserat att Den elektriska fältstyrkan är styrkan för det elektriska fältet.
b) Spänning av en enhetsladdning. (Enligt Coulombs lag):
; - intensiteten av en enhetsladdning.
c) Principen för överlagring (överlagring) av fält:
3. Grafisk representation av elektriska fält
Fältlinjer är spänningslinjer.
Fältlinjer börjar med en positiv (+) och slutar med en negativ (-) laddning eller?.
Fältlinjer kan användas för att visa en grafisk representation av elektriska fält. Praktiskt taget visuellt erhållna fältlinjer kan demonstreras med hjälp av en elektroformaskin och elektriska plymer.
Genom att ansluta elektriska plymer en efter en med en elektroformaskin får vi en visuell demonstration av den grafiska representationen av elektriska fält. Samtidigt med experimentet projiceras en grafisk representation av fältet på duken med hjälp av en overheadprojektor.
I. Fält för enstaka avgifter: (demonstration)
a) fält av en enda positiv laddning: (grafisk representation)
b) Fält för en enda negativ laddning:
c) fält med två motsatta laddningar (experiment)
d) fält med två motsatta laddningar (grafisk representation)
c) fält med två lika laddningar (experiment)
d) fält med två laddningar med samma namn (grafisk representation)
Det måste sägas att, till skillnad från andra vektorkvantiteter, kännetecknas spänning, som en vektorkvantitet, inte av vektorns längd, utan av tätheten av spänningslinjerna per ytenhet. (via overheadprojektor -till skärmen eller visas på tavlan grafisk bild, som visar detta)
III. Arbeta med konsolidering och kontroll av kunskap
Fysisk diktering:
1. Lag om bevarande av elektrisk laddning (formel)
2. Coulombs lag (formel)
3. En typ av materia som interagerar mellan laddade kroppar som ligger på ett visst avstånd från varandra (Elektrostatiskt fält)
4. Ladda enhet (1 Cl)
5. Apparat för detektering av elektriska fält (Elektrometer).
6. Formel för elektrisk fältstyrka (.
7. Måttenhet för spänning ().
8. Vilken anordning använde C. Coulomb för att studera och härleda sin lag? (Vriddynamometer eller torsionsskala).
9. Effektegenskaper hos det elektriska fältet (Spänning).
10. Visa en grafisk representation av det elektriska fältet för en enda positiv laddning.
Samla elevsvar.
IV. På tavlan finns en kort journal över problemet som måste lösas, vilket fortfarande är dolt för eleverna.
Uppgift: En kraft på 0,015 N verkar på laddningen Cl vid en viss punkt i det elektriska fältet. Bestäm fältstyrkan vid denna punkt.
Givet: Lösning:
V.Summerar lektionen
V. Läxor§ 92-93
Visa dokumentinnehåll
"Fysiklektion. Ämnet för lektionen är "Elektriskt fält. Spänning. Idén om kortdistanshandling." »
Fysik lektion. Ämne: Elektriskt fält.
Närhet och handling på avstånd
Levererad av
med final
fart
Sprider sig direkt
Interaktion genom tomrummet
Interaktion genom fältet
Elektriskt fält
Idé: M. Faraday (engelska)
Teori: J. Maxwell (engelska)
q 1
q 2
Anslutning
t – tidpunkt för överföring av elektromagnetiska interaktioner
r – avstånd mellan laddningar
с – utbredningshastighet för elektromagnetiska interaktioner (300 000 km/s)
Elektriskt fält:
- ekonomiskt: existerar oberoende av oss och vår kunskap om det (radiovågor)
- skapas av avgifter
Huvudegendom: agerar på q med vissa F
Elektrisk fältstyrka
[E]= =
Fältstyrkan är lika med förhållandet mellan kraften med vilken fältet verkar på en punktladdning och modulen för denna laddning.
E T
- punktfältstyrka q 0
Principen för fältsuperposition
E 2
E=E 1 +E 2 +E 3 + … + Sv
E 1
Fält för en laddad boll.
Inuti kulan E=0
+ + - + E= konstant homogen. e-post Fält Kraftlinjer: ej stängda; skär inte varandra; börja vid + q; sluta med –q; kontinuerlig; tjockare; där E är större. 7" width="640" Kraftlinjer (SL – spänningslinjer) i det elektriska fältet
SL - kontinuerliga linjer, tangent till vilka vid varje punkt. genom vilken de passerar sammanfaller med E .
E= konst homogen. e-post fält
Kraftledningar: ej stängda; skär inte varandra; börja på + q; sluta på –q; kontinuerlig; tjockare; Var E Mer.
Syfte med lektionen: att introducera eleverna till historien om kampen mellan begreppen nära handling och handling på distans; med teoriernas brister, introducera begreppet elektrisk fältstyrka, utveckla förmågan att avbilda elektriska fält grafiskt; använda superpositionsprincipen för att beräkna fälten för ett system av laddade kroppar.
Under lektionerna
Undersökning läxa metod att utföra självständigt arbete
Alternativ 1
1. Är det möjligt att skapa eller förstöra en elektrisk laddning? Varför? Förklara kärnan i lagen om bevarande av elektrisk laddning.
2. Det finns två kroppar i luften som har lika negativa elektriska laddningar kropparna stöter bort varandra med en kraft på 0,9 N. Avståndet mellan laddningarna är 8 cm. Beräkna massan av överskottselektroner i varje kropp deras nummer.
Lösning. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/ke; N= 5·1012 (elektroner)
Alternativ-2
1 Varför blir olika kroppar elektrifierade under friktion, men homogena kroppar elektrifieras inte?
2 Tre ledande bollar bringades i kontakt, den första bollen hade en laddning på 1,8 10-8 C, den andra hade en laddning på 0,3 10-8 C, den tredje bollen hade ingen laddning. Hur är laddningen fördelad mellan kulorna? Med vilken kraft kommer två av dem att interagera i ett vakuum på ett avstånd av 5 cm från varandra?
Lösning. ql+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0,5·10-8(C)
F=kq2/r2; F= 9,10-5 (H)
Att lära sig nytt material
1. Diskussion av frågan om att överföra effekten av en avgift till en annan. Talare hörs från "anhängare" av teorin om kortdistanshandling (fältet fortplantar sig med ljusets hastighet) och teorin om handling på avstånd (alla interaktioner fortplantar sig omedelbart). Elevernas framträdanden åtföljs av demonstrationer av experiment om samverkan mellan elektrifierade kroppar. Eleverna kan ställa frågor om förespråkare för en eller annan teori.
Läraren hjälper eleverna att dra korrekta slutsatser och leder eleverna att bilda begreppet ett elektriskt fält.
2. Elektriskt fält - En speciell form av materia som existerar oberoende av oss och vår kunskap om den.
3. Det elektriska fältets huvudsakliga egenskap- inverkan på elektriska laddningar med viss kraft.
| Elektrostatiskt fält | Det elektrostatiska fältet för stationära laddningar förändras inte alls och är oupplösligt kopplat till laddningarna som bildar det. | ||
| Elektrisk fältstyrka: E= F/ Q | Förhållandet mellan kraften med vilken det elektriska fältet verkar på en positiv testladdning och värdet av denna laddning. Vektor Ē̄̄̄̄̄ sammanfaller med riktningen för kraften som verkar på den positiva laddningen. | ||
| Elektrisk fältstyrka för en punktladdning. E =Q0/4πξ0ξr2 |
Den elektriska fältstyrkan för en punktladdning vid en viss punkt i rymden är direkt proportionell mot modulen för laddningen av fältkällan och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet från fältkällan till en given punkt i rymden. | ||
| Elektrostatiska fältlinjer | Dessa är linjer vars tangenter vid varje punkt i fältet sammanfaller med riktningen för fältstyrkan vid den punkten. | ||
| Principen för fältsuperposition: E = E1+E2+E3+…
|
När fält från flera punktladdningar överlagras bildas ett elektrostatiskt fält, vars styrka vid vilken punkt som helst är lika med den geometriska summan av styrkorna från vart och ett av komponentfälten. | ||
| Demonstration av erfarenhet: "Motivering av principen om överlagring av fält" | Häng en "testladdning" (skumplatta) på en nylontråd. Slå på "testladdningen" med en laddad kropp. Ta sedan med en annan laddad kropp och observera dess effekt på "testladdningen". Ta bort den första laddade kroppen och observera verkan av den andra laddade kroppen. Rita en sammanfattning. | ||
Självständigt arbete med boken.
1. Läs definitionen av elektriska fältlinjer i läroboken.
2. Titta noga på figurerna 181 – 184, som visar exempel på spänningslinjer för olika laddade kroppar och system av kroppar.
3. Svara på frågorna.
A) Hur visas storleken på spänningsvektorn i figurerna? Med vilket yttre tecken kan man urskilja ett fält med intensiv verkan?
B) Var börjar och slutar de elektriska fältlinjerna?
F) Finns det brott i spänningslinjerna?
D) Hur är de elektriska fältlinjerna placerade i förhållande till ytan på en laddad kropp?
D) I vilket fall kan det elektriska fältet anses vara enhetligt?
E) Jämför bilden av fältlinjerna för en punktladdning och en likformigt laddad boll.
G) Ta reda på med vilken formel och inom vilka acceptabla gränser du kan beräkna fältstyrkan hos en ledande boll.
Låt oss sammanfatta lektionen
Läxor: §92 – 94.
Mål: avslöjande av det elektriska fältets materiella natur och bildandet av begreppet elektrisk fältstyrka
Lektionens mål: bekanta eleverna med det elektriska fältets effektegenskaper;
Att bilda informell kunskap i tolkningen av begreppet ”elektrisk fältstyrka;
Främja en medveten inställning till lärande och intresse för att studera fysik.
Utrustning: lätt metallhylsa av folie, plexiglassticka, plymer på stativ, elektroformaskin, boll på sidentråd, kondensatorplattor, presentation, blixtanimation
Under lektionerna
- Upprepning av det man har lärt sig
- staten Coulombs lag
- Vad är den fysiska betydelsen av koefficienten k?
- Bestäm gränserna för tillämpligheten av Coulombs lag?
- Fysisk diktering. Lagen om bevarande av elektrisk laddning. Coulombs lag. (ömsesidig verifiering)
- Att lära sig nytt material
1. Är det möjligt att skapa en elektrisk laddning?
2. Skapar vi en elektrisk laddning under elektrifiering?
3. Kan en laddning existera separat från en partikel?
4. En kropp vars totala positiva laddning av partiklar är lika med den totala negativa laddningen av partiklar är...
5. Samverkanskraften mellan laddade partiklar och ökande laddning av någon av dessa partiklar...
6. När en laddning placeras i ett medium, växelverkanskraften mellan dem….
7. Med en ökning av avståndet mellan laddningarna med 3 gånger, interaktionskraften......
8. Den kvantitet som kännetecknar mediets elektriska egenskaper kallas...
9. I vilka enheter mäts elektrisk laddning?
(1, Ja; 2. Nej; 3. Nej; 4. Neutral; 5. Ökar; 6. Minskar; 7. Kommer att minska med 9 gånger; 8. Dielektrisk konstant; 9. I hängen)
- Att lära sig nytt material
Samspelet mellan laddningar enligt Coulombs lag är ett experimentellt etablerat faktum. ( glida 1 )Den avslöjar dock inte den fysiska bilden av själva interaktionsprocessen. Och det svarar inte på frågan om hur verkan av en laddning på en annan sker.
Experimentera 1 (med hylsa) För långsamt en vertikalt placerad plexiglasplatta till en lätt metallfoliehylsa som är upphängd på en tråd, efter att ha laddat den med ull tidigare.
-Vad händer?( det finns ingen kontakt, men hylsan har avvikit från vertikalen)
Experiment 2 ( elektroformaskin, plattor av en sfärisk kondensator, tennisboll upphängd på en sidentråd ) Efter att ha laddat plattorna observerar vi bollens rörelse mellan dem. Varför?
Det är så interaktion sker på avstånd. Kanske är det luften mellan kropparna?
Experiment 3 (tittar på ett videofragment, blixtanimation) Medan vi pumpar ut luften ser vi att elektroskopets blad fortsätter att stöta bort varandra.
Vad kan man dra slutsatsen? ( luft deltar inte i interaktionen )
Hur sker då interaktion?
Faraday ger följande förklaring:
Det finns alltid ett elektriskt fält runt varje elektrisk laddning. ( bild 2)
För att karakterisera E.P. du måste ange värden.
Det första kännetecknet för fältet är TENSION.
Låt oss återgå till Coulombs lag ( glida 3 )
Låt oss överväga effekten av fältet på laddningen som införs i testladdningens fält.
……………………………………………
Om vi tittar på förhållandet får vi alltså ett värde som kommer att karakterisera fältets verkan vid en given punkt.
Betecknas med bokstaven E.
- E.P
E.P beror inte på laddningens storlek, en vektorstorhet (kraftkarakteristisk för fältet) Den visar med vilken kraft fältet verkar på en laddning placerad i detta fält.
Genom att ersätta uttrycket för kraft i formeln får vi uttrycket för fältstyrkan för en punktladdning
Hur kan man karakterisera ett fält skapat av flera laddningar?
Vi måste använda vektoradditionen av krafterna som verkar på laddningen som införs i fältet och erhålla den resulterande E.P. Detta fall kallas SUPERPOSITION PRINCIPEN
(bild 6)
Experiment 4. Experiment med att demonstrera spektra av elektriska fält (1. Experiment med sultaner installerade på isoleringsstativ och laddade från en elektrisk foliemaskin. 2. Experiment med kondensatorplattor som pappersremsor limmas på i ena änden.)
Det är bekvämt att representera det elektriska fältet med grafiska linjer - POWER LINES. FÄLTLINER är linjer som indikerar riktningen för kraften som verkar i detta fält på en positivt laddad partikel placerad i den ( diabilder 9,10,11)
Fältlinjer skapade av positivt (a) och negativt (b) laddade partiklar
Det mest intressanta fallet är E.P. skapas mellan två långa laddade plattor. Sedan skapas en homogen E.P.
Förklaring av principen för superposition, med hjälp av en grafisk representation ( slides11,12,13)
III.Konsolidering av kunskap, förmågor, färdigheter
1. Granska frågor
? Analys av frågor:
a) Hur ska vi förstå att ett elektriskt fält existerar vid en given punkt?
b) Hur ska vi förstå att spänningen i punkt A är större än spänningen i punkt B?
c) Hur ska vi förstå att intensiteten vid en given punkt i fältet är 6 N/kl?
d) Vilket värde kan bestämmas om styrkan vid en given punkt i fältet är känd?
? 2. Analys av kvalitativa problem [Tulchinsky M.E. Kvalitativa problem i fysik på gymnasiet. - M.: Utbildning, 1972.]:
800. Två laddningar av samma storlek är belägna på ett visst avstånd från varandra. I vilket fall är spänningen vid en punkt som ligger halva avståndet mellan dem större: om dessa laddningar är lika eller olika? ? (Olika. Med punktladdningar med samma namn blir spänningen noll.)
801. (När en högspänningsström slås på uppstår en statisk elektrisk laddning på fågelns fjädrar, som ett resultat av vilken fågelns fjädrar borstar och divergerar (som tofsarna på en pappersplym kopplad till en elektrostatisk maskin). Detta skrämmer fågeln. , den flyger av tråden.)
? Analys av beräkningsproblem [Rymkevich A.P. Samling av problem i fysik, årskurs 10-11. - M.: Bustard, 2003.]:
698. (200 V/m)
699. Vilken kraft verkar på en 12 nC laddning placerad vid en punkt där det elektriska fältets styrka är 2 kN/Cl? (24 µN)
Sammanfattning av lektionen.
Läxa:
- Lärobok Fysik 10 G.A. Myakishev, B.B. Bukhovtsev § 88-89
- Rymkevich A.P. nr. 703, 705
Visa dokumentinnehåll
”Lektionssammanfattning med presentation. Elektriskt fält. Elektrisk fältstyrka. Principen för fältsuperposition"
ELEKTRISKT FÄLT.
Spänning
ELEKTRISKT FÄLT - det är en speciell form av materia. Det skapas av elektriska laddningar i vila och manifesterar sig genom att verka på andra elektriska laddningar.
spänning E.P. beror inte på laddningens storlek, vektorkvantitet (fältstyrkekarakteristik)
- fältstyrka för en punktladdning
- superpositionsprincipen - fältstyrkan som skapas av ett system av laddningar är lika med vektorsumman av fältstyrkorna som skapas av varje laddning separat
KRAFTLEDNINGAR- dessa är linjer som indikerar riktningen för kraften som verkar i detta fält på en positivt laddad partikel placerad i den
Fältlinjer skapade av positivt (a) och negativt (b) laddade partiklar
SPÄNNINGSLINJERär kontinuerliga linjer vars tangenter i varje punkt sammanfaller med fältstyrkevektorn vid en given punkt
Egenskaper för spänningslinjer
- Linjerna är inte stängda. Börja med + och avsluta med –
- Linjerna går inte över
- Där linjerna är tjockare är fältet starkare
- Varför flyger fåglar från högspänningsledningar när strömmen slås på?
- Två laddningar av samma storlek är belägna på något avstånd från varandra. I vilket fall är spänningen vid en punkt som ligger halva avståndet mellan dem större: om dessa laddningar är lika eller olika? ?
- Vid någon punkt i fältet verkar en kraft på 0,4 μN på en laddning på 2 nC. Hitta fältstyrkan vid denna punkt.
- Vilken kraft verkar på en 12 nC laddning placerad vid en punkt där den elektriska fältstyrkan är 2 kN/C
