Scopul lecției: familiarizarea elevilor cu istoria luptei conceptelor de distanță scurtă și acțiune la distanță; cu deficiențele teoriilor, introduceți conceptul de forță a câmpului electric, formați capacitatea de a înfățișa câmpurile electrice într-un mod grafic; utilizați principiul superpoziției pentru a calcula câmpurile unui sistem de corpuri încărcate.
În timpul cursurilor
Verificați temele făcând o muncă independentă
Opțiunea 1
1. Este posibilă crearea sau distrugerea unei încărcări electrice? De ce? Explicați esența legii conservării sarcinii electrice.
2. Există două corpuri în aer cu sarcini electrice egale negative, corpurile se resping reciproc cu o forță de 0,9 N. Distanța dintre sarcini este de 8 cm. Calculați masa excesului de electroni din fiecare corp, precum și numărul acestora.
Decizie. m \u003d m0 N \u003d 9,1 · 10-31 · 5 · 1012 \u003d 4,5 · 10-19 (kg); N \u003d √ Fr2 / k e; N \u003d 5 · 1012 (electroni)
Opțiunea 2
1 De ce în timpul frecării sunt electrificate corpuri diferite, dar nu sunt electrificate corpuri omogene?
2 Trei bile conductoare venite în contact, prima minge avea o încărcare de 1,8 · 10-8 C, cea de-a doua avea o încărcare de 0,3 · 10-8 C, a treia minge nu avea nicio încărcare. Cum se distribuie sarcina între bile? Ce forță vor interacționa doi dintre ei într-un vid la o distanță de 5 cm unul de altul?
Decizie. q1 + q2 + q3 \u003d 3q; q \u003d (q1 + q2 + q3) / 3q \u003d 0,5 · 10-8 (C)
F \u003d k q2 / r2; F \u003d 9 · 10-5 (H)
Învățarea materialelor noi
1. Discuții cu privire la transferul efectelor unei acuzații la alta. Sunt auzite performanțele „susținătorilor” teoriei distanței scurte (câmpul se propagă cu viteza luminii) și teoria acțiunii la distanță (toate interacțiunile se propagă instantaneu). Discursurile elevilor sunt însoțite de o demonstrație de experimente privind interacțiunea corpurilor electrificate. Studenții pot solicita susținătorilor unei teorii sau alteia.
Profesorul îi ajută pe elevi să tragă concluziile corecte, îi conduce pe elevi la formarea conceptului de câmp electric.
2. Câmp electric -O formă specială a materiei care există independent de noi, cunoașterea noastră despre aceasta.
3. Proprietatea principală a câmpului electric - acțiune asupra sarcinilor electrice cu o anumită forță.
| Câmpul electrostatic | Câmpul electrostatic al încărcărilor staționare nu se schimbă complet și este indisolubil legat de sarcinile care îl formează. | ||
| Rezistența câmpului electric: E= F/ Q | Raportul forței cu care un câmp electric acționează pe o sarcină pozitivă de testare față de valoarea acestei sarcini. Vector Ē̄̄̄̄̄̄ coincide cu direcția forței care acționează asupra încărcării pozitive. | ||
| Rezistența câmpului electric al unei încărcări punctuale. E \u003dQ0 / 4πξ0ξr2 |
Rezistența electrică a câmpului la o sarcină punctuală într-un anumit punct din spațiu este direct proporțională cu modulul de încărcare a sursei de câmp și invers proporțională cu pătratul distanței de la sursa de câmp până la un punct dat în spațiu. | ||
| Linii de câmp electrostatic | Acestea sunt liniile tangente la care în fiecare punct al câmpului coincide cu direcția de rezistență a câmpului în acest moment. | ||
| Principiul suprapunerii câmpurilor: E \u003d E1 + E2 + E3 + ...
|
Atunci când se aplică câmpuri din mai multe sarcini punctuale, se formează un câmp electrostatic, a cărui intensitate în orice punct este egală cu suma geometrică a intensităților din fiecare dintre câmpurile componente. | ||
| Demonstrație de experiență: „Justificare a principiului suprapunerii câmpurilor” | Agățați o „încărcare test” (placă de spumă) pe șirul de nailon. Acționează asupra „testului de încărcare” cu un corp încărcat. Apoi, ridicați un alt corp încărcat și observați efectul său asupra „sarcinii de testare”. Scoateți primul corp încărcat și observați acțiunea celui de-al doilea corp încărcat. Trage o concluzie. | ||
Lucru independent cu cartea.
1. Citiți definiția liniilor de câmp electric dintr-un manual.
2. Luați în considerare figurile 181 - 184, unde sunt prezentate exemple de linii de tensiune ale diferitelor corpuri încărcate și sisteme de corpuri.
3. Răspundeți la întrebări.
A) Cum este afișat modulul vectorului de tensiune? Prin ce caracteristică externă se poate distinge un câmp cu acțiune intensă?
B) Unde încep și se termină liniile de rezistență a câmpului electric?
C) Există pauze în liniile de tensiune?
D) Cum sunt liniile câmpului electric în raport cu suprafața unui corp încărcat?
E) În ce caz câmpul electric poate fi considerat omogen?
E) Comparați imaginea liniilor de forță ale unei încărcări punctuale și a unei bile încărcate uniform.
G) Aflați cu ce formulă și în ce limite permise este posibil să se calculeze rezistența câmpului a mingii conducătoare.
Pentru a rezuma lecția
Temele: §92 - 94.
Scop: dezvăluirea naturii materiale a câmpului electric și formarea conceptului de rezistență a câmpului electric
Obiectivele lecției: familiarizarea elevilor cu puterea caracteristică câmpului electric;
Formarea cunoștințelor informale în interpretarea conceptului de „rezistență a câmpului electric;
Să creeze o atitudine conștientă de studiu și un interes pentru studiul fizicii.
Echipament: mânecă din folie metalică ușoară, băț din plexiglas, sultane pe un suport, mașină cu electrofor, bilă de mătase, plăci condensatoare, prezentare, animație flash
În timpul cursurilor
- Repetarea studiatului
- Formulează Legea lui Coulomb
- Care este sensul fizic al coeficientului k?
- Care sunt limitele aplicabilității legii lui Coulomb?
- Dictarea fizică. Legea conservării încărcării electrice. Legea lui Coulomb. (verificare reciprocă)
- Învățarea materialelor noi
1. Este posibilă crearea unei încărcări electrice?
2. Creăm o sarcină electrică în timpul electrificării?
3. Poate exista o încărcare separată de o particulă?
4. Un corp a cărui sarcină pozitivă totală a particulelor este egală cu sarcina negativă totală a particulelor este ...
5. Forța de interacțiune a particulelor încărcate cu încărcarea crescândă a oricăreia dintre aceste particule ...
6. Atunci când plasați o încărcare în mediu, rezistența interacțiunii dintre ei ...
7. Cu o creștere a distanței dintre sarcini de 3 ori, forța de interacțiune .......
8. Valoarea care caracterizează proprietățile electrice ale mediului se numește ...
9. În ce unități se măsoară sarcina electrică?
(1, Da; 2. Nu; 3. Nu; 4. Neutral; 5. Crește; 6. Scade; 7. Scade de 9 ori; 8. Constanta dielectrica; 9. În pandantive)
- Învățarea materialelor noi
Interacțiunea taxelor conform legii lui Coulomb este un fapt stabilit experimental. ( diapozitiv 1 ) Cu toate acestea, nu dezvăluie imaginea fizică a procesului de interacțiune în sine. Și nu răspunde la întrebarea modului în care se realizează acțiunea unei acuzații asupra altuia.
Experiment 1 (cu mânecă) Puneți încet o placă de plexiglas așezată vertical pe un fir suspendat dintr-un manșon de folie metalică ușoară, pre-încărcându-l cu lână de frecare.
-Ce se întâmplă?(fără contact, dar manșonul deviat de la verticală)
Experimentul 2 (mașină electroforă, plăci condensatoare sferice, minge de tenis suspendată pe un fir de mătase ) După încărcarea plăcilor, observăm mișcarea mingii între ele. De ce?
Așa se produce interacțiunea la distanță. Poate este în aerul care este între corpuri?
Experimentul 3 (vizualizare clip video, animație flash) Pomparea aerului, observăm că frunzele electroscopului sunt încă respinse unele de altele.
Ce concluzie se poate face? ( aerul nu este implicat în interacțiune )
Cum este atunci interacțiunea?
Faraday oferă următoarea explicație:
În jurul fiecărei încărcări electrice există întotdeauna un câmp electric. ( diapozitiv 2)
Pentru a caracteriza E.P. trebuie să introduceți valori.
Prima caracteristică a câmpului este TENSIUNEA.
Să ne întoarcem totuși la legea lui Coulomb ( diapozitiv 3 )
Luați în considerare efectul câmpului asupra sarcinii introduse în câmpul sarcinii de testare.
……………………………………………
Astfel, dacă privim raportul, vom obține o valoare care va caracteriza efectul câmpului la un moment dat.
Este desemnat prin litera E.
- Tensiunea E.P.
Tensiunea E.P. nu depinde de mărimea încărcăturii, de cantitatea vectorială (forța caracteristică a câmpului) Se arată cu ce forță acționează câmpul asupra sarcinii plasate în acest câmp.
Substituind expresia forței din formulă, obținem expresia pentru puterea de câmp a unei încărcări punctuale
Cum se poate caracteriza câmpul creat prin mai multe taxe?
Este necesar să profităm de adăugarea vectorială a forțelor care acționează asupra sarcinii introduse în câmp și vom obține intensitatea rezultată E.P. Un astfel de caz se numește - PRINCIPIUL SUPERPOSIȚIEI
(diapozitiv 6)
Experimentul 4. Experimente de demonstrare a spectrelor câmpurilor electrice (1. Experimente cu sultani montate pe trepieduri izolante și încărcate de la o mașină electro-polară. 2. Experimente cu plăci de condensatoare pe care sunt lipite benzi de hârtie la un capăt.)
Câmpul electric este reprezentat în mod convenabil prin linii grafice - LINII DE POWER LINII DE PUTERE - acestea sunt linii care indică direcția forței care acționează în acest câmp asupra unei particule încărcate pozitiv în ea ( diapozitive 9,10,11)
Liniile de câmp ale câmpului au creat pozitiv (a) și negativ (b) de particule încărcate
Cel mai interesant caz este E.P. creat între două plăci lungi încărcate. Apoi între ele un E.P. omogen.
Explicația principiului superpoziției folosind o reprezentare grafică ( diapozitive 11,12,13)
III. Consolidarea cunoștințelor, abilităților
1. Întrebări de repetat
? Analiza întrebărilor:
a) Cum trebuie înțeles că un câmp electric există la un moment dat?
b) Cum trebuie înțeles că tensiunea din punctul A este mai mare decât tensiunea din punctul B?
c) Cum trebuie înțeles că tensiunea într-un anumit punct din câmp este de 6 N / celulă?
d) Ce valoare poate fi determinată dacă rezistența la un anumit punct din câmp este cunoscută?
? 2. Analiza problemelor de calitate [Tulchinsky M.E. Probleme calitative în fizică în liceu. - M .: Educație, 1972.]:
800. Două încărcături moduloase identice se află la o anumită distanță unele de altele. În acest caz, tensiunea într-un punct situat la jumătatea distanței dintre ele este mai mare: dacă aceste sarcini sunt cu același nume sau opuse ? (Opus. Cu aceleași sarcini punctuale, tensiunea va fi zero.)
801. (Când un curent de înaltă tensiune este pornit, apare o încărcătură electrică statică pe penele păsării, ca urmare a faptului că penele păsării se învârt și se diverge (ca periile unui sultan de hârtie conectat la o mașină electro-statică se diverge. Acest lucru sperie pasărea, zboară de pe fir.)
? Analiza sarcinilor de calcul [Rymkevich A.P. Culegere de probleme în fizică, 10-11 cl. - M.: Bustard, 2003.]:
698. (200 V / m)
699. Ce forță acționează la o încărcare de 12 nC, plasată într-un punct în care câmpul electric este 2kN / C? (24 μN)
Rezumând lecția.
Teme pentru acasă:
- Manual de fizică 10 G. A. Myakishev, B. B. Bukhovtsev § 88-89
- Rymkevich A.P. Nr. 703, 705
Vizualizați conținutul documentului
„Rezumatul lecției cu prezentarea. Câmp electric. Rezistența câmpului electric. Principiul suprapunerii câmpurilor "
CÂMP ELECTRIC.
Tensiune
CÂMP ELECTRIC - este o formă specială a materiei. Este creat prin repausul sarcinilor electrice și se manifestă ca o acțiune asupra altor sarcini electrice
tensiune E.P. independent de mărimea încărcăturii, mărimea vectorială (caracteristica câmpului de forță)
- puterea de câmp a încărcării punctuale
- principiul superpoziției - puterea de câmp creată de sistemul de sarcini este egală cu suma vectorială a intensităților de câmp create de fiecare încărcare individuală
LINII DE ÎNALTĂ TENSIUNE - acestea sunt linii care indică direcția forței care acționează în acest câmp pe o particulă încărcată pozitiv plasată în el
Liniile de câmp ale câmpului au creat pozitiv (a) și negativ (b) de particule încărcate
LINII DE TENSIUNE se numesc linii continue, tangente la care în fiecare punct coincide cu vectorul de forță de câmp la un moment dat
Proprietățile liniei de tensiune
- Liniile nu sunt închise. Începeți de la +, terminați de la -
- Liniile nu se intersectează
- Acolo unde liniile sunt mai groase, câmpul este mai puternic
- De ce păsările zboară de pe un fir de înaltă tensiune când pornesc curentul?
- Două încărcături moduloase identice se află la o anumită distanță unul de celălalt. În acest caz, tensiunea într-un punct situat la jumătatea distanței dintre ele este mai mare: dacă aceste sarcini sunt cu același nume sau opuse ?
- La un anumit punct al câmpului, o forță de 0,4 μN acționează la o încărcare de 2 nC. Găsiți puterea câmpului în acest moment.
- Ce forță acționează la o încărcare de 12 nC, plasată într-un punct în care câmpul electric este de 2 kN / C
Ministerul Educației și Științei din Republica Tuva
Departamentul Educației din Barun-Khemchikskogo kozuun
dezvoltarea lecțiilor de fizică
pentru clasa a 8-a folosind TIC
pe această temă "Câmp electric »
Completat de: Kenden Julia Anatolevna
Poziția: profesor de fizică și informatică
Shekpaer, 2014
Subiectul lecției: câmp electric
Obiectivele lecției:
1) Predarea: introduceți conceptul de câmp electric; explorează-i proprietățile;
2) Educativ: continuați formarea unei viziuni asupra lumii științifice, familiarizându-vă cu cel de-al doilea tip de materie;
3) Dezvoltarea: promovarea dezvoltării gândirii, a abilităților de lucru cu cele mai simple echipamente; pentru a îmbunătăți capacitatea de a evidenția principalul lucru.
demonstraţii: a) interacțiunea unui băț de ebonit electrificat cu un manșon; b) interacțiunea corpurilor electrificate (balon, pix, balon de cauciuc)
Echipament:un computer cu un proiector, un ecran, o mașină de electrofor, un sultan de hârtie, un balon, coli tăiate de hârtie, un stilou, un balon de cauciuc, wați, un manual de text 8 cl-Peryshkin A.V., carte cu probleme-Lukashika V.I.
Tip de lecție:Combinat.
metodeSondaj front-end, conversație-poveste, sarcini pe grupuri, sarcini individuale, rezolvarea problemelor.
Aptitudini formabile: Observați, comparați, analizați, generalizați.
În timpul cursurilor.
eu. Testarea măiestriei conceptelor de bază ale lecțiilor anterioare.
1. Care este scopul și proiectarea electrometrului?
2. Care sunt numele substanțelor prin care se deplasează tarifele? Este posibil în acest caz înlocuirea conceptului de „substanță” cu „corp”?
3. De ce este întotdeauna atrasă o mânecă descărcată de un corp însărcinat cu o taxă pentru orice semn?
II. Explicarea noului material.
Deci, știm acum că există două tipuri de taxe: pozitive și negative. După cum arată experimentele, corpurile electrificate interacționează între ele. Cum se transmite această interacțiune? Poate prin aer? Haideți să apelăm la experiență. Încărcând electroscopul, vedem cum frunzele se repulsă reciproc. Îl introducem în clopotul de aer și pompăm aerul de acolo. (Ne uităm la ecran, demonstrăm clar experiența, un student este invitat ca asistent). În timp ce asistentul se pregătește, să reamintim un caz, dacă luăm o foaie de hârtie, o rupem în bucăți mici, scoatem stiloul nostru și îl frecăm pe păr. Și atunci ce se va întâmpla? Cred că ai ghicit. Acesta este ca un truc, dar pentru tine și pentru mine, care am studiat fenomenele electrice, acesta nu mai este un truc. Ele pot fi explicate pe baza legilor fizice. Sau o astfel de experiență: luăm un balon și îl prezentăm pe perete. În mod natural, mingea va cădea din cauza gravitației. Și dacă îl electrizi frecându-l pe păr, se lipește. Să explicăm experiența de ce mingea s-a lipit de perete, deoarece peretele nu este electrificat, este neutru. Cine o poate explica pe baza structurii materiei? (Afișați și ascultați răspunsurile elevilor).
Rezumă răspunsurile elevilor: fapt este că în jurul oricărui corp încărcat există un așa-numit câmp electric. Când apropiem mingea de perete, mingea încărcată negativ ca și cum ar deplasa electronii, respingându-i. Particule pozitive rămân la suprafață. Deci, corpurile încărcate opus sunt atrase.
Acum revenim la experimentul anterior, pe care asistentul ni l-a arătat și vedem că în spațiul fără aer frunzele sunt respinse. Aceasta înseamnă că interacțiunea electrică nu este transmisă prin aer. Între corpuri există ceva material, care nu este perceput și invizibil de către noi, prin care se transmite interacțiunea electrică. Această problemă a fost abordată de mulți oameni de știință. Michael Faraday și James Maxwell au adus o contribuție deosebit de mare.
Conform învățăturii lor, interacțiunea sarcinilor electrice se explică prin faptul că în jurul fiecărei sarcini electrice există un anumit mediu prin care se transmite atracția sau repulsia electrică, adică un câmp electric. Câmpul electric al unei încărcări este un obiect material, este continuu în spațiu și este capabil să acționeze asupra altor sarcini electrice. Existența sa nu poate fi judecată decât prin acțiunile sale. Dacă un stick încărcat este dus la un electroscop, fără a-i atinge axa pentru o anumită distanță, săgeata va devia în continuare. Acesta este efectul câmpului electric. Când bățul este scos din axa electroscopului, acțiunea sa va fi mai slabă (însoțește povestea cu experiență).
Haideți să ne întoarcem din nou la experiență. Luăm aceeași bilă de cauciuc și electrificăm și mai mult și aducem o bucată de vată. Vata se lipește imediat de minge și primește aceeași taxă ca mingea. Dacă aruncați puful și așezați mingea mai jos, puful plutește în aer. Acest experiment arată că câmpul electric al unei încărcări acționează asupra unei alte sarcini care apare în acest câmp. Forța cu care un câmp electric acționează asupra corpurilor încărcate se numește electrică. Depinde de două cantități: de mărimea încărcăturii și de distanța dintre taxe. (Aflați cum depinde).
Acțiunile asupra corpurilor încărcate ale câmpului electric nu sunt transmise instantaneu, ci cu o viteză finită: c \u003d 3000 000 km \\ s. Dacă altcineva se îndoiește de realitatea existenței unui câmp electric, voi încerca să îl fac vizibil ..
(Afișați și explicați următoarea experiență)
Turnați uleiul de ricin într-un vas de sticlă, turnați semolă acolo și coborâți capetele electronilor din mașina electroforelor și începeți să rotiți mașina. Cerealele de cereale sunt distribuite de-a lungul liniilor câmpului electric.
Pentru observarea în acest stadiu de pregătire, este mai bine să arătați o imagine aproximativă aproximativă a locației liniilor de câmp electric cu ajutorul sultanilor de hârtie.
Pentru a demonstra locația liniilor de forță ale câmpului electric cu o încărcare izolată, fixați miezul sultanului de hârtie la construcția unui trepied izolant, conectați unul dintre conductorii mașinii electrofore cu acesta și rotiți lent mânerul mașinii. Pe măsură ce încărcătura se acumulează pe benzile de hârtie, acestea din urmă se topește lent și sunt aranjate radial. Fiecare particulă de hârtie încărcată este acționată de o forță îndreptată de-a lungul benzii; astfel, aranjarea benzilor de hârtie coincide aproximativ cu aranjarea liniilor de câmp electric.
Când încărcați doi sultani de la unul dintre conductori, și apoi de la doi conductori încărcați opus, demonstrați spectrul câmpului electric al două sarcini omonime și spre deosebire.
Rezolva problema: 970, 973 (Colecția de probleme în fizică, 7-9 celule de Lukashik).
III. Experimentează-te.
Pe mese la studenți cel mai simplu echipament. Sarcina este tipărită pe carduri.
1). Aduceți un obiect încărcat într-un caz descărcat. Observați fenomenul. Trage o concluzie.
2) Atingeți manșonul electrificat mai stânjenit mai întâi pe hârtie cu o tijă de sticlă; apoi cu aceeași baghetă cutremurat mai greu; apoi cu un băț care nu a fost frecat pe hârtie. Trage o concluzie.
3). A determina la fel de influența câmpului electric al unui obiect încărcat depinde de distanța până la mânecă. Trage o concluzie.
4). Verificați din experiență dacă ecranul din hârtie (lemn) și metal afectează câmpul electric. Trage o concluzie.
IV. Discutarea rezultatelor experimentului.Concluziile sunt scrise pe tabla și în caiet:
1. În spațiul în care este încărcarea electrică, există un câmp electric.
2. Proprietatea principală a unui câmp electric este efectul său asupra sarcinilor electrice cu o anumită forță.
3. Cu cât sarcina acumulată este mai mare pe corp, cu atât câmpul electric din jurul lui este mai puternic.
5) Câmpul electric nu pătrunde în metal.
V. Rezumatul lecției.
Întrebări pentru consolidarea unui subiect nou.
Ce există în jurul particulelor?
Ce are un câmp electric pe o încărcare introdusă în acest câmp?
Care este numele forței cu care câmpul electric interacționează cu corpurile încărcate?
Ce determină forța cu care un câmp electric acționează asupra corpurilor încărcate?
Cât de rapide sunt transmise interacțiunile electrice?
Știm că taxele opuse sunt atrase, cum ar fi acuzațiile care se resping. O astfel de interacțiune (acțiune reciprocă) este posibilă în prezența forțelor. Forțele care decurg din interacțiunea sarcinilor (corpurile încărcate) se numesc forțe electrice.
Interacțiunea corpurilor electrificate are loc fără contact, adică. la distanță. Acest lucru este posibil numai în prezența unui câmp electric. Un câmp electric există întotdeauna în spațiul din jurul corpurilor încărcate. Un câmp electric este un tip de materie care este diferit de materie.
VI. Teme pentru acasă.§§27, 28 nr. 938, 939, 940 - 945.
Pentru pregătirea lecției, s-a folosit următoarea literatură:
"Fizică. Gradul 8." A.V. Peryshkin ediția a 14-a, Stereotip. - M.: Bustard, 2009
O colecție de probleme în fizică pentru clasele 7-9, Lukashik V.I., Ivanova E.V., ediția a 17-a, - M .: Educație;
Subiect: Câmp electric. Rezistența câmpului electric. Principiul suprapunerii câmpurilor
Scop: dezvăluirea naturii materiale a câmpului electric și formarea conceptului de rezistență a câmpului electric
Obiectivele lecției: familiarizarea elevilor cu puterea caracteristică câmpului electric;
∙ să formeze cunoștințe informale în interpretarea conceptului de „rezistența câmpului electric;
∙ pentru a crea o atitudine conștientă de studiu și un interes pentru studiul fizicii.
Lecția: învățarea materialelor noi
Echipament: mânecă din folie metalică ușoară, băț din plexiglas, sultane pe un suport, mașină cu electrofor, bilă de mătase, plăci condensatoare, prezentare, animație flash
În timpul cursurilor
Repetarea studiatului
Formulează Legea lui Coulomb
Care este sensul fizic al coeficientului k?
Care sunt limitele aplicabilității legii lui Coulomb?
Dictarea fizică. Legea conservării încărcării electrice. Legea lui Coulomb. (verificare reciprocă)
Învățarea materialelor noi
1. Este posibilă crearea unei încărcări electrice?
2. Creăm o sarcină electrică în timpul electrificării?
3. Poate exista o încărcare separată de o particulă?
4. Un corp a cărui sarcină pozitivă totală a particulelor este egală cu sarcina negativă totală a particulelor este ...
5. Forța de interacțiune a particulelor încărcate cu încărcarea crescândă a oricăreia dintre aceste particule ...
6. Atunci când plasați o încărcare în mediu, rezistența interacțiunii dintre ei ...
7. Cu o creștere a distanței dintre sarcini de 3 ori, forța de interacțiune .......
8. Valoarea care caracterizează proprietățile electrice ale mediului se numește ...
9. În ce unități se măsoară sarcina electrică?
(1, Da; 2. Nu; 3. Nu; 4. Neutral; 5. Crește; 6. Scade; 7. Scade de 9 ori; 8. Constanta dielectrica; 9. În pandantive)
Învățarea materialelor noi
Interacțiunea taxelor conform legii lui Coulomb este un fapt stabilit experimental. ( diapozitiv 1 ) Cu toate acestea, nu dezvăluie imaginea fizică a procesului de interacțiune în sine. Și nu răspunde la întrebarea modului în care se realizează acțiunea unei acuzații asupra altuia.
Experiment 1 (cu mânecă) Puneți încet o placă de plexiglas așezată vertical pe un fir suspendat dintr-un manșon de folie metalică ușoară, pre-încărcându-l cu lână de frecare.
-Ce se întâmplă?(fără contact, dar manșonul deviat de la verticală)
Experimentul 2 (mașină electroforă, plăci condensatoare sferice, minge de tenis suspendată pe un fir de mătase ) După încărcarea plăcilor, observăm mișcarea mingii între ele. De ce?
Așa se produce interacțiunea la distanță. Poate este în aerul care este între corpuri?
Experimentul 3 (vizualizare clip video, animație flash) Pomparea aerului, observăm că frunzele electroscopului sunt încă respinse unele de altele.
Ce concluzie se poate face? ( aerul nu este implicat în interacțiune )
Cum este atunci interacțiunea?
Faraday oferă următoarea explicație:
În jurul fiecărei încărcări electrice există întotdeauna un câmp electric. ( diapozitiv 2)
Pentru a caracteriza E.P. trebuie să introduceți valori.
Prima caracteristică a câmpului este TENSIUNEA.
Să ne întoarcem totuși la legea lui Coulomb ( diapozitiv 3 )
Luați în considerare efectul câmpului asupra sarcinii introduse în câmpul sarcinii de testare.
……………………………………………
Astfel, dacă privim raportul, vom obține o valoare care va caracteriza efectul câmpului la un moment dat.
Este desemnat prin litera E.
Tensiunea E.P.
Tensiunea E.P. independent de mărimea încărcăturii, mărimea vectorială (caracteristica câmpului de forță) Acesta arată cu ce forță câmpul acționează asupra taxei plasate în acest câmp.
Substituind expresia forței din formulă, obținem expresia pentru puterea de câmp a unei încărcări punctuale
Cum se poate caracteriza câmpul creat prin mai multe taxe?
Este necesar să profităm de adăugarea vectorială a forțelor care acționează asupra sarcinii introduse în câmp și vom obține intensitatea rezultată E.P. Un astfel de caz se numește - PRINCIPIUL SUPERPOSIȚIEI
(diapozitiv 6)
Experimentul 4. Experimente de demonstrare a spectrelor câmpurilor electrice (1. Experimente cu sultani montate pe trepieduri izolante și încărcate de la o mașină electro-polară. 2. Experimente cu plăci de condensatoare pe care sunt lipite benzi de hârtie la un capăt.)
Este convenabil să descoperiți câmpul electric cu linii grafice - LINII DE POWER. LINII DE PUTERE - acestea sunt linii care indică direcția forței care acționează în acest câmp asupra unei particule încărcate pozitiv în ea ( diapozitive 9,10,11)
Liniile de câmp ale câmpului au creat pozitiv (a) și negativ (b) de particule încărcate
Cel mai interesant caz este E.P. creat între două plăci lungi încărcate. Apoi între ele un E.P. omogen.
Explicația principiului superpoziției folosind o reprezentare grafică ( diapozitive 11,12,13)
III. Consolidarea cunoștințelor, abilităților
Întrebări de repetat
∙ Analiza întrebărilor:
a) Cum trebuie înțeles că un câmp electric există la un moment dat?
b) Cum trebuie înțeles că tensiunea din punctul A este mai mare decât tensiunea din punctul B?
c) Cum trebuie înțeles că tensiunea într-un anumit punct din câmp este de 6 N / celulă?
d) Ce valoare poate fi determinată dacă rezistența la un anumit punct din câmp este cunoscută?
∙ 2. Analiza problemelor de calitate
800. Două încărcături moduloase identice se află la o anumită distanță unele de altele. În acest caz, tensiunea într-un punct situat la jumătatea distanței dintre ele este mai mare: dacă aceste sarcini sunt cu același nume sau opuse? (Opus. Cu aceleași sarcini punctuale, tensiunea va fi zero.)
801. De ce păsările zboară de pe un fir de înaltă tensiune când pornesc curentul? (Când un curent de înaltă tensiune este pornit, apare o încărcătură electrică statică pe penele păsării, ca urmare a faptului că penele păsării se învârt și se diverge (ca periile unui sultan de hârtie conectat la o mașină electro-statică se diverge. Acest lucru sperie pasărea, zboară de pe fir.)
∙ Analiza sarcinilor de calcul [Rymkevich A.P. Culegere de probleme în fizică, 10-11 cl. - M.: Bustard, 2003.]:
698. La un anumit punct al câmpului, o forță de 0,4 μN acționează la o încărcare de 2 nC. Găsiți puterea câmpului în acest moment. (200 V / m)
699. Ce forță acționează la o încărcare de 12 nC, plasată într-un punct în care câmpul electric este 2 kN / C? (24 μN)
Rezumând lecția.
Literatură:
Manual de fizică 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev, Editura Mektep 2010
[Tulchinsky M.E. Probleme calitative în fizică în liceu. - M .: Educație, 1972.]:
Rymkevich A.P. Culegere de probleme în fizică, 10-11 cl. - M.: Bustard, 2003
V. A. Volkov. Pentru a ajuta profesorul școlii.
Secțiunea disciplinei examinare: _________ _
Total lecții la subiect –_18 ___
№ lecție din acest subiect _4____
Subiectul lecției « Electricitate. Amperaj »
Rezumatul lecției oferit de
NUMELE COMPLET. _ __ Brylyova Lily Zakirzyanovna_
Titlu academic, poziție: profesor de fizică
Locul de muncă: școala secundară MOU №6
Rezumatul lecției de fizică
"Electricitate. Puterea actuală. "
Obiectivele lecției:
Educațional - dați conceptul de curent electric și aflați condițiile în care acesta apare. Introduceți valorile care caracterizează curentul electric.
Dezvoltarea - pentru a forma abilități intelectuale pentru a analiza, compara rezultatele experimentelor; pentru a activa gândirea copiilor de școală, capacitatea de a trage concluzii pe cont propriu.
educational - dezvoltarea interesului cognitiv pentru subiect, lărgirea orizonturilor elevilor, pentru a arăta posibilitatea folosirii cunoștințelor dobândite în lecții în situații de viață.
Tip de lecție: lecție în stăpânirea noilor cunoștințe.
Echipament: prezentare pe tema „Curent electric. Puterea actuală. "
Planul lecției.
Organizarea timpului.
Actualizarea cunoștințelor.
Învățarea de materiale noi.
Fixare.
Rezumând.
1. Moment organizațional.
Pregătirea pentru asimilarea materialelor noi.
Astăzi vom face cunoștință cu conceptele de curent electric, puterea curentului și condițiile necesare existenței curentului electric.
3. Actualizarea cunoștințelor.
Pe ecran, glisați numărul 2.
Cu toții cunoașteți bine expresia „curent electric”, dar mai des folosim cuvântul „electricitate”. Aceste concepte au intrat de mult și ferm în viața noastră, încât nici măcar nu ne gândim la sensul lor. Deci ce înseamnă?
În lecțiile trecute, tu și cu mine am atins parțial acest subiect, și anume, am studiat corpuri încărcate nemiscate. După cum vă amintiți, această secțiune de fizică se numește electrostatică.
Pe ecran, glisați numărul 3.
Ok, acum gândește-te la asta. Cuvântul „curent”, ce înseamnă?
Trafic! Și asta înseamnă „curent electric”, aceasta este mișcarea particulelor încărcate. Acest fenomen îl vom studia în lecțiile următoare.
În clasa a VIII-a, tu și cu mine am studiat parțial acest fenomen fizic. Apoi am spus că: „curentul electric este mișcarea direcționată a particulelor încărcate”.
Astăzi în lecție vom lua în considerare cel mai simplu caz de mișcare direcționată a particulelor încărcate - curent electric direct.
Învățarea de materiale noi.
Pentru apariția și existența unui curent electric constant într-o substanță, este necesară prezența particulelor încărcate libere, în timpul mișcării căreia o sarcină electrică este transferată dintr-un loc în altul în conductor.
Pe ecran, glisați numărul 5.
Cu toate acestea, dacă particulele încărcate fac mișcare termică aleatorie, cum ar fi, de exemplu, electroni liberi într-un metal, atunci transferul de încărcare nu are loc, ceea ce înseamnă că nu există niciun curent electric.
Pe ecran se află diapozitivul nr. 6.
Un curent electric apare numai în timpul mișcării ordonate (direcționate) a particulelor încărcate (electroni sau ioni).
Pe ecran – diapozitiv numărul 7.
Cum să faci mișcarea ordonată a particulelor încărcate?
Avem nevoie de o forță care să acționeze asupra lor într-o anumită direcție. De îndată ce această forță încetează să mai acționeze, mișcarea ordonată a particulelor va înceta datorită rezistenței electrice exercitate de mișcarea lor de către ionii rețelei de cristal a metalelor sau moleculelor neutre de electroliți.
Pe ecran – diapozitiv numărul 8.
Deci de unde provine o astfel de putere? Am spus că forța Coulomb F \u003d q E acționează asupra particulelor încărcate (forța Coulomb este egală cu produsul încărcăturii prin vectorul de intensitate), care este direct legată de câmpul electric.
Pe ecran, glisați numărul 9.
De obicei, câmpul electric din interiorul conductorului este cel care provoacă și susține mișcarea ordonată a particulelor încărcate. Dacă în interiorul conductorului există un câmp electric, atunci există o diferență de potențial între capetele conductorului. Atunci când diferența de potențial nu se modifică cu timpul, în conductor este stabilit un curent electric constant.
Pe ecran – diapozitiv numărul 10
Deci, pe lângă particulele încărcate, existența unui curent electric necesită prezența câmp electric.
Când se creează o diferență de potențial (tensiune) între orice punct al conductorului, echilibrul încărcărilor este încălcat, iar sarcina se va deplasa în conductor, care se numește curent electric.
Pe ecran – diapozitiv numărul 11.
Astfel, am stabilit două condiții pentru existența curentului electric:
prezența taxelor gratuite
prezența unui câmp electric.
Pe ecran, glisați numărul 12.
Deci: CURENT ELECTRIC - mișcare ordonată, ordonată a particulelor încărcate (electroni, ioni și alte particule încărcate.). Acestea. curentul electric are o anumită direcție. Pentru direcția curentului, luați direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv. Rezultă că direcția curentului coincide cu direcția vectorului câmpului electric. Dacă curentul este format prin mișcarea particulelor încărcate negativ, atunci direcția curentului este considerată opusul direcției de mișcare a particulelor. (O astfel de alegere a direcției curentului nu are mare succes, deoarece în majoritatea cazurilor curentul este o mișcare ordonată a electronilor - particule încărcate negativ. Alegerea direcției curentului s-a făcut într-un moment în care nu se știa nimic despre electronii liberi din metale.)
Pe ecran, glisați numărul 13.
Mișcarea particulelor într-un conductor pe care nu o vedem direct. Prezența unui curent electric trebuie judecată după acțiunile sau fenomenele care îl însoțesc.
Pe ecran, glisați numărul 14.
Efectul termic al curentului electric. Conductorul prin care se încălzește curentul (lumina incandescentă este aprinsă);
Pe ecran este prezentată diapozitivul # 15.
Acțiunea magnetică a curentului electric. Un conductor cu curent atrage sau magnetizează corpurile, rotește o săgeată magnetică perpendicular pe firul curent;
Pe ecranul diapozitivului №16.
Efectul chimic al curentului electric. Un curent electric poate schimba compoziția chimică a unui conductor, de exemplu, emite componentele sale chimice (hidrogenul și oxigenul sunt eliberate din apa acidulată turnată într-un vas de sticlă în formă de U).
Acțiunea magnetică este principala, întrucât se observă la toți conductorii, termica este absentă în supraconductori, iar substanța chimică se observă numai în soluții și topiți de electroliți.
Pe ecran, glisați numărul 17.
Ca multe fenomene fizice, un curent electric are o caracteristică cantitativă numită rezistența curentului: dacă printr-o secțiune transversală a conductorului în timpul ∆t, sarcina ∆q este transferată, atunci valoarea medie a puterii curente este: I \u003d ∆q / ∆t (puterea curentă este egală cu raportul de încărcare la timp).
Astfel, puterea medie a curentului este egală cu raportul încărcăturii passingq care trece prin secțiunea transversală a conductorului pe intervalul de timp tot până la această perioadă de timp.
În SI (sistem internațional), unitatea de curent este un amper, indicat de 1 A \u003d 1 C / s (Un amper este egal cu raportul de 1 pandantiv pe 1 secundă)
Rețineți: dacă puterea curentă nu se modifică în timp, curentul se numește constant.
Pe ecran, glisați numărul 18.
Puterea curentă poate fi o valoare pozitivă dacă direcția curentă coincide cu direcția pozitivă selectată condiționat de-a lungul conductorului. În caz contrar, curentul este negativ.
Pe ecran se află diapozitivul nr. 19.
Un ampermetru este utilizat pentru a măsura rezistența curentă. Principiul construcției acestor dispozitive se bazează pe acțiunea magnetică a curentului. Un ampermetru este conectat în serie la dispozitivul în care trebuie măsurat curentul. Ilustrație schematică a unui amperometru - cerc, în centru litera A.
Pe ecran, glisați numărul 20.
În plus, rezistența curentă este legată de viteza mișcării direcționale a particulelor. Afișați această conexiune.
Lăsați conductorul cilindric să aibă o secțiune transversală S. Pentru direcția pozitivă în conductor, luăm direcția de la stânga la dreapta. Sarcina fiecărei particule se va presupune egală cu q 0. Volumul conductorului, limitat de secțiunile 1 și 2 cu o distanță ∆L între ele, conține particule N \u003d n · S · ∆L, unde n este concentrația de particule.
Pe ecran, glisați numărul 21.
Sarcina totală a acestora în volumul selectat q \u003d q 0 · n · S · ∆L (sarcina este egală cu produsul încărcăturii particulei în funcție de concentrare, suprafață și distanță). Dacă particulele se deplasează de la stânga la dreapta cu o viteză medie v, atunci într-un timp ∆t \u003d ∆L / v egal cu raportul dintre distanță și viteză, toate particulele înglobate în volumul luat în considerare vor trece prin secțiunea transversală 2. Prin urmare, puterea curentă se găsește după următoarea formulă.
I \u003d ∆q / ∆t \u003d (q 0 · n · S · ∆L · v) / ∆L \u003d q 0 · n · S · v
Pe ecran, glisați numărul 22.
Folosind această formulă, vom încerca să determinăm viteza mișcării ordonate a electronilor într-un conductor.
V \u003d I / ( eN s)
Unde e Este modulul de încărcare a electronilor.
Pe ecran, glisați numărul 23.
Puterea curentă să fie I \u003d 1A și aria secțiunii transversale a conductorului S \u003d 10 -6 m 2, pentru cupru concentrația este n \u003d 8,5 · 10 28 m -3. Prin urmare,
V \u003d 1 / (1,6 · 10 -19 · 8,5 · 10 28 · 10 -6) \u003d 7 · 10 -5 m / s
După cum vedem, viteza mișcării ordonate a electronilor într-un conductor este mică.
Pe ecran, glisați numărul 24.
Pentru a estima cât de mic este, nimaginați-vă un circuit de curent foarte lung, de exemplu, o linie telegrafică între două orașe distanțate una de alta, să zicem, pentru 1000 km. Experimente atente arată că acțiunea curentului în al doilea oraș va începe să apară, adică electronii din conductoarele amplasate acolo vor începe să se miște, la aproximativ 1/300 de secunde după ce au început mișcarea de-a lungul firelor din primul oraș. Adesea, ei spun că nu este foarte strict, dar este foarte clar că curentul se propagă prin fire cu o viteză de 300.000 km / s. Totuși, acest lucru nu înseamnă că mișcarea transportatorilor de încărcare în conductor are loc cu această viteză enormă, astfel încât electronul sau ionul care a fost în exemplul nostru în primul oraș va ajunge la al doilea în 1/800 de secundă. Deloc. Mișcarea transportatorilor în conductor este aproape întotdeauna foarte lentă, cu o viteză de câțiva milimetri pe secundă și adesea chiar mai mică. Prin urmare, vedem că trebuie să distingem cu atenție și să nu amestecăm conceptele de „viteză curentă” și „viteza de mișcare a transportatorilor de încărcare”.
Pe ecran, glisați numărul 25.
Astfel, viteza pe care o numim „viteza curentului” pentru scurtitudine este viteza de propagare a schimbărilor în câmpul electric de-a lungul conductorului și nu viteza de mișcare a purtătorilor de încărcare din acesta.
Să explicăm ce s-a spus printr-o analogie mecanică. Imaginați-vă că două orașe sunt conectate printr-o conductă de petrol și că într-unul dintre aceste orașe o pompă a început să funcționeze, crescând presiunea în acest loc. Această presiune crescută se va propaga prin fluidul din conductă la viteză mare - aproximativ un kilometru pe secundă. Astfel, după o secundă, particulele încep să se miște la o distanță de, să zicem, la 1 km de pompă, după două secunde - la o distanță de 2 km, după un minut - la o distanță de 60 km, etc. După aproximativ un sfert de oră, ulei în a doua orașul. Dar mișcarea particulelor de ulei în sine este mult mai lentă și poate dura câteva zile până când orice particule specifice de ulei ajung în primul oraș la al doilea. Revenind la curentul electric, trebuie să spunem că „viteza de propagare a curentului” (viteza de propagare a câmpului electric) este similară cu viteza de propagare a presiunii prin conductă, iar „viteza purtătorilor” este similară cu viteza particulelor uleiului în sine.
5. Fixarea.
Diapozitiv pe ecran №26
Astăzi în lecție am examinat conceptul de bază al electrodinamicii:
Electricitate;
Condițiile necesare existenței curentului electric;
Caracteristica cantitativă a curentului electric.
Diapozitiv pe ecran №27
Acum luați în considerare soluția problemelor comune:
1. Tigla este inclusă în rețeaua de iluminat. Câtă energie electrică curge prin ea în 10 minute, dacă curentul cablului de alimentare este de 5A?
Soluție: Timp în sistemul SI 10 minute \u003d 600 s,
Prin definiție, puterea curentă este egală cu raportul de încărcare la timp.
Prin urmare, taxa este egală cu produsul curent și timp.
Q \u003d I t \u003d 5A 600 s \u003d 3000 C
Diapozitiv pe ecran №28
2. Câți electroni trec prin spirala unei lămpi incandescente în 1s la o putere de 1,6A într-o lampă?
Soluție: sarcina electronilor este e \u003d 1,6 10 -19 C,
Întreaga taxă poate fi calculată după formula:
Q \u003d I t - sarcina este egală cu produsul puterii curente în timp.
Numărul de electroni este egal cu raportul dintre sarcina totală și sarcina unui electron:
N \u003d q / e
asta implică
N \u003d I t / e\u003d 1,6A 1s / 1,6 10 -19 C \u003d 10 19
Pe ecran – diapozitiv numărul 29
3. Un curent de 1 A. curge prin conductor în timpul anului Găsiți masa electronilor care au trecut prin secțiunea transversală a conductorului în această perioadă de timp. Raportul încărcării unui electron la masa sa e/m e \u003d 1,76 10 +11 C / kg.
Soluție: Masa electronilor poate fi definită drept produsul numărului de electroni și masa electronului M \u003d N m e. Folosind formula N \u003d I t / e(vezi problema anterioară), obținem că masa este egală cu
M \u003d m e I t / e \u003d 1A 365 24 60 60 s / (1,76 10 +11 C / kg) \u003d 1,8 10 -4 kg.
Pe ecran – diapozitiv numărul 30
4. Într-un conductor, a cărui secțiune transversală este de 1 mm 2, rezistența curentă este 1,6A. Concentrația electronilor în conductor este de 10 23 m -3 la o temperatură de 20 0 C. Găsiți viteza medie a mișcării direcționale a electronilor și comparați-o cu viteza termică a electronilor.
Soluție: Pentru a determina viteza medie a mișcării direcționale a electronilor, folosim formula
Q \u003d q 0 n S v t (încărcarea este egală cu produsul încărcării particulei prin concentrație, suprafață, viteză și timp).
Deoarece I \u003d q / t (puterea curentă este egală cu raportul de încărcare la timp),
Atunci I \u003d q 0 n S v \u003d\u003e v \u003d I / (q 0 n S)
Calculăm și obținem valoarea vitezei electronilor
V \u003d 1,6A / (10 23 m -3 10 -6 m 1,6 10 -19 C) \u003d 100 m / s
M v 2/2 \u003d (3/2) k T \u003d\u003e (urmează)
= 11500 m / s
Viteza de mișcare termică este de 115 ori mai mare.
Rezumând.
Pe ecran – diapozitiv numărul 31
Notează-ți temele.
Manual de fizică V.A.Kasyanov clasa a 11-a. §1.2, probleme ale §2 (1-5).
Pe ecran – diapozitiv numărul 32.
Multumesc pentru atentie. Vă dorim succes în exerciții independente pe acest subiect!
Sinopsis verificat
Metodist educație: _____________________________________
Consiliul de experți al EGPU: __________________________________________
Data:_____________________________________________________________
Semnături: __________________________________________________________
Conducătorii imperiului otoman
Dacă cineva te-a jignit sau te-a umilit fără niciun motiv, lasă-l la judecata lui Allah.
Unde a fost format inițial statul otoman