Цел на урока: запознаване на учениците с историята на борбата между понятията близко действие и действие от разстояние; с недостатъците на теориите, въвежда концепцията за силата на електрическото поле, развива способността за графично изобразяване на електрически полета; използвайте принципа на суперпозицията за изчисляване на полетата на система от заредени тела.
По време на часовете
Проверка на домашните работи чрез метода на самостоятелна работа
Опция 1
1. Възможно ли е да се създаде или унищожи електрически заряд? Защо? Обяснете същността на закона за запазване на електрическия заряд.
2. Във въздуха има две тела с еднакви отрицателни електрически заряди, които се отблъскват със сила 0,9 N. Разстоянието между зарядите е 8 см. Изчислете масата на излишните електрони във всяко тяло броят им.
Решение. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/k e ; N= 5·1012 (електрони)
Вариант-2
1 Защо разнородните тела се наелектризират по време на триене, но еднородните тела не се наелектризират?
Три проводящи топчета бяха поставени в контакт, като първото топче имаше заряд от 1,8 10-8 C, второто имаше заряд от 0,3 10-8 C, трето топче нямаше заряд. Как се разпределя зарядът между топките? С каква сила ще си взаимодействат двама от тях във вакуум на разстояние 5 cm един от друг?
Решение. q1+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0,5·10-8(C)
F= k q2/r2; F= 9·10-5 (H)
Учене на нов материал
1. Обсъждане на въпроса за прехвърляне на действието на един заряд върху друг. Говорителите се чуват от „поддръжници“ на теорията за действие на къси разстояния (полето се разпространява със скоростта на светлината) и теорията за действие на разстояние (всички взаимодействия се разпространяват мигновено). Изявите на учениците са съпроводени с демонстрации на опити за взаимодействие на наелектризирани тела. Студентите могат да задават въпроси относно привържениците на една или друга теория.
Учителят помага на учениците да направят правилни заключения и ги кара да формират концепцията за електрическо поле.
2. Електрическо поле -специална форма на материя, която съществува независимо от нас и нашите знания за нея.
3. Основното свойство на електрическото поле- действие върху електрически заряди с известна сила.
| Електростатично поле | Електростатичното поле на неподвижните заряди изобщо не се променя и е неразривно свързано с зарядите, които го образуват. | ||
| Сила на електрическото поле: д= Е/ р | Съотношението на силата, с която електрическото поле действа върху тестов положителен заряд, към стойността на този заряд. вектор д̄̄̄̄̄̄ съвпада с посоката на силата, действаща върху положителния заряд. | ||
| Напрегнатост на електрическото поле на точков заряд. E =q0/4πξ0ξr2 | Напрегнатостта на електрическото поле на точков заряд в определена точка от пространството е право пропорционална на модула на заряда на източника на поле и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от източника на поле до дадена точка в пространството. | ||
| Линии на електростатично поле | Това са линии, чиито допирателни във всяка точка от полето съвпадат с посоката на силата на полето в тази точка. | ||
| Принцип на суперпозиция на полето: E = E1+E2+E3+… | При наслагване на полета от няколко точкови заряда се образува електростатично поле, чиято сила във всяка точка е равна на геометричната сума на силите от всяко от компонентните полета. | ||
| Демонстрация на опит: „Обосновка на принципа на суперпозиция на полета“ | Закачете „тестово зареждане“ (плоча от пяна) на найлонова нишка. Ударете „пробния заряд“ със заредено тяло. След това донесете друго заредено тяло и наблюдавайте ефекта му върху „пробния заряд“. Отстранете първото заредено тяло и наблюдавайте действието на второто заредено тяло. Направи заключение. | ||
Самостоятелна работа с книгата.
1. Прочетете определението за линии на електрическо поле в учебника.
2. Разгледайте внимателно фигури 181 – 184, които показват примери за линии на опън на различни заредени тела и системи от тела.
3. Отговорете на въпросите.
А) Как се показва големината на вектора на опън на фигурите? По какъв външен признак може да се разграничи поле с интензивно действие?
Б) Къде започват и свършват силовите линии на електрическото поле?
В) Има ли прекъсвания в опъващите линии?
Г) Как са разположени силовите линии на електрическото поле спрямо повърхността на заредено тяло?
Г) В какъв случай електрическото поле може да се счита за равномерно?
Д) Сравнете картината на силовите линии на точков заряд и равномерно заредена топка.
G) Разберете с помощта на каква формула и в какви допустими граници можете да изчислите силата на полето на проводяща топка.
Нека обобщим урока
Домашна работа: §92 – 94.
- Целта на урока: да се формират идеи за потенциала на електростатичното поле, да се установи независимостта на работата на електростатичните сили от формата на траекторията, да се въведе понятието потенциал, да се разбере физическото значение на потенциала разлика, за извличане...
- Цел на урока: да се контролират знанията и уменията на учениците, придобити по време на изучаването на тази тема. Ход на урока Организационен момент Вариант – 1 (ниво – 1) 1. Две точки...
- Цел на урока: въз основа на модела на метален проводник, изучаване на явлението електростатична индукция; разберете поведението на диелектриците в електростатично поле; въведе понятието диелектрична константа. Прогрес на урока Проверка на домашното...
- Целта на урока: да се формира представа за електромагнитна вълна като взаимодействие на електрически и магнитни полета; сравнете електромагнитните вълни с механичните вълни според редица характеристики, общи за двете...
- Цел на урока: да се развият умения за решаване на проблеми, като се използват понятията за напрежение, потенциал и работата на електрическо поле за преместване на заряд; продължете да развивате способността да мислите, сравнявате, правите заключения, формулирате...
- Целта на урока: да се формира у учениците представа за електрическото и магнитното поле като едно цяло - електромагнитното поле. Напредък на урока. Проверка на домашното чрез тестване...
- Целта на урока: да се изведе формула за връзката между напрегнатостта на електрическото поле и потенциалната разлика, да се въведе понятието еквипотенциални повърхности, да се развие способността да се прилагат придобитите теоретични знания за решаване на качествени...
- Цел на урока: да се установи нивото на теоретичните знания на учениците
Предмет : Електрическо поле. Сила на електрическото поле. Принцип на суперпозиция на полето
Целта на урока: продължете формирането на понятието „електрическо поле“, въведете основната му характеристика; изучаване на принципа на суперпозиция на електрически полета.
По време на часовете:
1. Организационен момент. Определяне на целите и задачите на урока.
2. Проверка на знанията:
Физическа диктовка
Електрификация на тела. Закон за запазване на заряда. Закон на Кулон
Как се нарича разделът на физиката, който изучава неподвижни заредени тела? /електростатика/
Какво взаимодействие съществува между заредени тела и частици? /електромагнитни/
Кое физическо количество определя електромагнитното взаимодействие? /електрически заряд/
Големината на заряда зависи ли от избора на отправна система? /Не/
Можем ли да кажем, че зарядът на една система се състои от зарядите на телата, включени в системата? /Мога/
Как се нарича процесът, който води до появата на електрически заряди върху телата? /Електрификация/
Ако едно тяло е електрически неутрално, това означава ли, че то не съдържа електрически заряди? /Не/
Вярно ли е, че в затворена система алгебричната сума на зарядите на всички тела в системата остава постоянна? /да/
Ако броят на заредените частици в една затворена система е намалял, това означава ли, че зарядът на цялата система също е намалял? /Не/
Създаваме ли електрически заряд при наелектризиране? /Не/
Може ли заряд да съществува независимо от частица? /Не/
Тяло, чийто общ положителен заряд на частиците е равен на общия отрицателен заряд на частиците, е... /Неутрален/
Как ще се промени силата на взаимодействие между заредените частици, когато зарядът на някоя от тези частици се увеличи? /Ще нарастне/
Как ще се промени силата на взаимодействие, когато зарядите се преместят в средата? /ще намалее/
Как ще се промени силата на взаимодействие, когато разстоянието между зарядите се увеличи 3 пъти? /Ще намалее 9 пъти/
Как се нарича величината, която характеризира електрическите свойства на дадена среда? /Диелектрична константа на средата/
В какви единици се измерва електрическият заряд? /В висулки/
3.Учене на нов материал
Електрическо поле
Взаимодействието на зарядите според закона на Кулон е експериментално установен факт. Той обаче не разкрива физическата картина на самия процес на взаимодействие. И не дава отговор на въпроса как става действието на един заряд върху друг.
Фарадей дава следното обяснение:Винаги има електрическо поле около всеки електрически заряд. Електрическото поле е материален обект, който е непрекъснат в пространството и може да действа върху други електрически заряди. Взаимодействието на електрическите заряди е резултат от действието на полето на заредените тела.
Електрическото поле е поле, създадено от неподвижни електрически заряди.
Електрическо поле може да бъде открито, ако в дадена точка се въведе пробен (положителен) заряд.
Зарядът с тестова точка е заряд, който не изкривява изследваното поле (не предизвиква преразпределение на зарядите, създаващи полето).
Свойства на електрическото поле:
Действа по обвинения с известна сила.
Електрическото поле, създадено от неподвижен заряд, т.е. електростатиченне се променя с времето.
Електрическото поле е специален вид материя, чието движение не се подчинява на законите на механиката на Нютон. Този вид материя има свои собствени закони, свойства, които не могат да бъдат объркани с нищо друго в околния свят.
Сила на електрическото поле
Физическа величина, равна на отношението на силата, с която електрическото поле действа върху пробния зарядр, на стойността на този заряд се наричанапрегнатост на електрическото поле
и е обозначен 
:
.
Единицата за напрежение е 1N/C или 1V/m.
Векторите на интензитета на електрическото поле и силата на Кулон са съвместно насочени.
Електрическо поле, чиято сила е еднаква във всички точки на пространството, се нарича равномерно.
Линии на опън (линии на полето) – линии, чиито допирателни във всяка точка съвпадат с посоката на вектора .
За да се използват линии на напрежение, за да се характеризира не само посоката, но и стойността на интензитета на електростатичното поле, те се изчертават с определена плътност: броят на линиите на напрежение, проникващи през единица повърхност, перпендикулярна на линиите на напрежение, трябва да бъде равен на векторният модул .
Ако полето е създадено от точков заряд, тогава линиите на интензитета са радиални прави линии, излизащи от заряда, ако положителен, и включени в него, ако такс отрицателен.
Принцип на суперпозиция на полето
Опитът показва, че ако електрически заряд релектрически полета на няколко източника действат едновременно, тогава резултантната сила се оказва равна на сумата, действаща от всяко поле поотделно.
Електрическите полета се подчиняват на принципа на суперпозиция:
Силата на полученото поле, създадено от системата от заряди, е равна на геометричната сума на напрегнатостта на полето, създадено в дадена точка от всеки от зарядите поотделно:
или 
4. Фиксиране на материала
Решаване на задачи от сборника. проблеми изд. Римкевич No 696,697,698
Домашна работа: §92,93,94
Тип урок:проблемно-развойни
Целта на урока:Създайте условия за:
- формиране на представи за електрическото поле и неговото действие върху тялото; електрическа сила и нейната зависимост от разстоянието между телата.
- развитие на комуникативна компетентност чрез способност за анализиране, сравняване и правене на изводи;
- възпитаване на толерантност и съзнателно отношение към ученето.
Оборудване:
- дървена линийка,
- стъклена и ебонитна пръчка,
- електростатични ръкави,
- портрети на Д. Максуел, О. Кулон.
Технология на урока:диалог.
Форми на обучение:фронтално, групово, индивидуално, по двойки.
Методи на обучение:словесно, практично.
Урок за напредък
1. Организационен момент(1 минута.)
Опит:Линийката се поставя на облегалката на стола, така че да е в баланс. Взема се заредена пръчка от ебонит и се носи към линийката, без да се докосва. Владетелят излиза от почивка.
2. Актуализиране на знанията.
- Как можете да обясните резултатите от експеримента?
- Защо владетелят се движи?
Когато изучавахме механиката, научихме, че действието на едно тяло върху друго става директно чрез взаимодействието на телата и в този експеримент не наблюдаваме контакт, а наблюдаваме движение.
- Как можем да обясним взаимодействието на телата в този случай?
Записваме ключовите думи на дъската: сила, взаимодействие.
- Може да се приеме, че около заредено тяло съществува пространство със специални свойства. Има проблем, който трябва да бъде решен.
Надписът на дъската вляво (знак?).
Нека очертаем целите на нашия урок (учениците формулират целта на урока, а учителят я уточнява). Показан е опит за разрешаване на проблема. Към спокойно висящата гилза се приближава ебонитна пръчка, а след това стъклена пръчка, докато разстоянието между гилзата и зареденото тяло се променя. Резултатите от експеримента се анализират от учениците.
Пиша на дъската:
- Отблъскване.
- Атракция.
- Какво определя силата, с която си взаимодействат електрическите тела?
Пиша на дъската. От разстояние.
- Как си взаимодействат? (учениците правят заключение: колкото по-малко е разстоянието между телата, толкова по-силни са силите на взаимодействие и обратно).
След като разгледахме и анализирахме експериментите, ние проучихме как се осъществява взаимодействието на заредени тела и по какъв начин става това взаимодействие, ние все още не знаем.
Учителят: Много учени изучаваха взаимодействието на заредени тела, но М. Фарадей и Д. Максуел, О. Кулон направиха специален принос. В резултат на това беше установено, че всяко заредено тяло е заобиколено от специално свойство на материята, което се нарича електрическо поле.
И така, какво е това пространство със специални свойства, чрез които се осъществява взаимодействието между заредените тела?
Пиша на дъската. Електрическо поле.
На дъската се появява опорен контур.
Работа с учебник, със справочна литература (учениците дават дефиниция на електричното поле, характеристики на електричното поле).
3. Систематизиране на знанията.
Учител: днес в час се запознахме с един специален вид материя, която съществува независимо от нас и нашите знания за нея. И това се нарича електрическо поле, което съществува около заредено тяло и полето на един заряд действа върху полето на друг заряд с някаква сила и тази сила се нарича електрическа сила (работете с опорни бележки).
Работете в групи, като за една минута трябва да намерите решение на проблема, който ще ви бъде предложен.
- К-1. Как можете да използвате електрическо поле близо до заредена пръчка, за да накарате парче памук да се носи във въздуха? Покажете опита и дайте обяснение за него.
- К-2. Покажете действието на електрическо поле, като използвате наличните материали и дайте обяснение.
- К-3. При основно почистване на дома изтриваме ли със суха кърпа от синтетичен плат полирани повърхности и стъкла, а боядисаните с блажна боя с влажна кърпа? Защо „чувстваме“ по различен начин почистването?
И тогава трябва да оцените работата си в клас. Предоставени са листове за проверка на знанията. Къде трябва да отговорите на въпросите. След това ще позволите на вашия съученик да провери отговорите ви, където той ще ви постави оценка.
4. Етап на рефлексия.
Лист за проверка на знанията
Предмет: Електрическо поле. Сила на електрическото поле
Целта на урока : 1) Запомнете понятието електрическо поле. Формирайте концепцията за напрегнатостта на електрическото поле
Развитие на логическо и абстрактно мислене, способността да разсъждавате, да защитавате своята гледна точка и да правите изводи.
Подхранване на активна жизнена позиция, развитие на научен мироглед.
Оборудване : Образователна презентация, видео, интерактивна дъска
По време на часовете
1. Въведение . Определяне на целите и задачите на урока
2. Контрол на домашните
Учениците сами избират темата за отговор.
Работа с периодичната таблица
Колко електрони са включени във водната молекула H 2 O (10)
Колко електрони са включени в молекулата на въглеродния диоксид CO 2 (28)
Колко протони са включени в молекулата на железния оксид Fe 2 O 3 (56)
Опитът на Чарлз Кулон
Държавен закон на Кулон
Физическо значение на коефициента на пропорционалност
Граници на приложимост на закона на Кулон
Задачи, свързани с приложението на закона на Кулон
Как ще се промени силата на кулоновото взаимодействие между два точкови заряда, когато всеки заряд се увеличи три пъти? (увеличава се с 9)
Как ще се промени силата на взаимодействие между зарядите, ако разстоянието се намали 2 пъти? (увеличете 4 пъти)
Как ще се промени силата на кулоновото взаимодействие на два точкови заряда, когато всеки заряд се увеличи тройно, ако разстоянието се намали 2 пъти? (увеличете 36 пъти)
Две еднакви метални топки са заредени с еднакви по големина заряди, но противоположни по знак. Топките бяха приведени във взаимодействие и се раздалечиха. Определете силата на взаимодействие между зарядите. (0)
3. Обяснение на нов материал. (Разговор)
Отговорихме на въпроса какзаредените тела си взаимодействат. Те обаче не казаха нищо за това как се осъществява действието на един заряд върху друг.
Нека първо обсъдим въпроса как изобщо се осъществява взаимодействието между телата.
1) Теория на действието на разстояние (Телата взаимодействат помежду си на разстояние и взаимодействието се предава моментално)
2) Теорията на късото действие(Необходим е междинен агент, за да възникне взаимодействие)
Коя теория е най-подходяща за описание на взаимодействието на заредени тела?
3) Майкъл Фарадей. (има електрическо поле)
Джеймс Максуел. (Създава теорията за електромагнитното поле)
4) Електрическото поле е специална форма на материята
Имоти:
Действа върху заряда с известна сила
Генерирани от електрически заряди
Открива се по ефекта му върху електрическите заряди
5) Напрежение – силова характеристика на електрическото поле
определение:Напрежението е физическо количество, равно на съотношението на силата, с която електрическото поле действа върху тестов електрически заряд, към стойността на този заряд.
Единици:(Независимо) N/C
Посока на вектора на опънсъвпада с посоката на силата, действаща от електрическото поле върху положителния заряд
Начертайте векторите на опън в точки A и B
6) Извеждане на формулата за напрегнатостта на полето на точков заряд. (самостоятелно)
7) Принципът на суперпозиция на полета
8) Линии на напрегнатост на електрическото поле
Линии, чиито допирателни съвпадат с съвпадат с посоката на вектора на интензитета в дадена точка от полето
9) Свойства на силовите линии на електричното поле
§ 91-94
Упражнение 17 (1)
Започнете с положителни и завършете с отрицателни заряди
Да не се пресичат
Какво ново научи? (Формули)
6) Домашна работа
Класиране
Единен държавен изпит по дисциплина: _________ _
Общо уроци по темата –_18___
№ урок от тази тема _4____
Тема на урока « Електричество. Текуща сила »
Осигурено е обобщение на урока
ПЪЛНО ИМЕ. _ __ Брилева Лилия Закирзяновна
Научно звание, длъжност: Учител по физика
Място на работа: Общинска образователна институция средно училище № 6
Бележки за уроци по физика
"Електричество. Текуща сила."
Цели на урока:
Образователни - дайте понятието електрически ток и открийте условията, при които възниква. Въведете величините, характеризиращи електрическия ток.
Развиващи - формиране на интелектуални умения за анализиране и сравняване на резултатите от експерименти; активират мисленето на учениците и способността им да правят свои изводи.
образователен - развитие на познавателен интерес към темата, разширяване на кръгозора на учениците, показване на възможността за използване на знанията, получени в уроците, в житейски ситуации.
Тип урок: урок за усвояване на нови знания.
Оборудване: презентация на тема „Електрически ток. Текуща сила."
План на урока.
Организиране на времето.
Актуализиране на знанията.
Учене на нов материал.
Консолидация.
Обобщаване.
1. Организационен момент.
Подготовка за изучаване на нов материал.
Днес ще се запознаем с понятията: електрически ток, сила на тока и условията, необходими за съществуването на електрически ток.
3. Актуализиране на знанията.
На екрана има слайд номер 2.
Всички добре знаете фразата „електрически ток“, но по-често използваме думата „електричество“. Тези понятия са станали част от живота ни толкова отдавна, че дори не се замисляме за тяхното значение. И така, какво означават те?
В предишните уроци частично засегнахме тази тема, а именно изучавахме неподвижни заредени тела. Както си спомняте, този дял от физиката се нарича електростатика.
На екрана има слайд номер 3.
Добре, сега помислете за това. Какво означава думата "ток"?
Движение! Това означава „електрически ток“, това е движението на заредени частици. Именно това явление ще изучаваме в следващите уроци.
В 8 клас изучавахме частично това физическо явление. Тогава казахме, че: "електрическият ток е насочено движение на заредени частици."
Днес в урока ще разгледаме най-простия случай на насочено движение на заредени частици - постоянен електрически ток.
Учене на нов материал.
За възникването и съществуването на постоянен електрически ток в дадено вещество е необходимо наличието на свободни заредени частици, чието движение в проводник предизвиква пренасяне на електрически заряд от едно място на друго.
На екрана има слайд номер 5.
Въпреки това, ако заредените частици претърпят произволно топлинно движение, като например свободни електрони в метал, тогава не се извършва прехвърляне на заряд, което означава, че няма електрически ток.
На екрана е слайд номер 6.
Електрическият ток възниква само при подредено (насочено) движение на заредени частици (електрони или йони).
На екрана – слайд номер 7.
Как да накараме заредените частици да се движат по подреден начин?
Нуждаем се от сила, действаща върху тях в определена посока. Веднага след като тази сила престане да действа, подреденото движение на частиците ще престане поради електрическото съпротивление, упражнено върху тяхното движение от йони на кристалната решетка на метали или неутрални молекули на електролити.
На екрана – слайд номер 8.
И така, откъде идва тази сила? Казахме, че върху заредените частици действа силата на Кулон F = q E (силата на Кулон е равна на произведението на заряда и вектора на интензитета), която е пряко свързана с електрическото поле.
На екрана е слайд номер 9.
Обикновено електрическото поле вътре в проводника причинява и поддържа подреденото движение на заредените частици. Ако има електрическо поле вътре в проводник, тогава има потенциална разлика между краищата на проводника. Когато потенциалната разлика не се променя с времето, в проводника се установява постоянен електрически ток.
На екрана – слайд номер 10
Това означава, че освен заредени частици, за съществуването на електрически ток е необходимо наличието на електрическо поле.
Когато се създаде потенциална разлика (напрежение) между която и да е точка на проводника, балансът на зарядите ще се наруши и в проводника ще възникне движение на заряди, което се нарича електрически ток.
На екрана – слайд номер 11.
Така установихме две условия за съществуването на електрически ток:
наличие на безплатни такси,
наличие на електрическо поле.
На екрана е слайд номер 12.
И така: ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯТ ТОК е насочено, подредено движение на заредени частици (електрони, йони и други заредени частици.). Тези. електрическият ток има определена посока. Посоката на тока се приема за посоката на движение на положително заредените частици. От това следва, че посоката на тока съвпада с посоката на вектора на напрегнатостта на електрическото поле. Ако токът се формира от движението на отрицателно заредени частици, тогава посоката на тока се счита за противоположна на посоката на движение на частиците. (Този избор на посока на тока не е много успешен, тъй като в повечето случаи токът представлява подреденото движение на електрони - отрицателно заредени частици. Изборът на посока на тока беше направен във време, когато нищо не се знаеше за свободните електрони в металите.)
На екрана е слайд номер 13.
Ние не виждаме директно движението на частиците в проводник. За наличието на електрически ток трябва да се съди по действията или явленията, които го придружават.
На екрана е слайд номер 14.
Топлинен ефект на електрически ток. Проводникът, през който протича токът, се нагрява (светва крушка с нажежаема жичка);
На екрана е слайд номер 15.
Магнитен ефект на електрически ток. Проводник с ток привлича или магнетизира тела, завърта се перпендикулярно на проводника с ток, магнитна стрелка;
На екрана е слайд номер 16.
Химично действие на електрическия ток. Електрическият ток може да промени химичния състав на проводник, например, освобождавайки неговите химически съставки (водородът и кислородът се отделят от подкислена вода, излята в U-образен стъклен съд).
Магнитният ефект е основен, тъй като се наблюдава във всички проводници, топлинният ефект отсъства при свръхпроводниците, а химичният ефект се наблюдава само в разтвори и стопилки на електролити.
На екрана е слайд номер 17.
Подобно на много физични явления, електрическият ток има количествена характеристика, наречена сила на тока: ако през напречното сечение проводникът носи заряд ∆q за времето ∆t, тогава средната стойност на тока е: I=∆q/∆t(силата на тока е равна на отношението на заряда към времето).
По този начин средната сила на тока е равна на съотношението на заряда ∆q, преминаващ през напречното сечение на проводника през интервала от време ∆t към този период от време.
В SI (Международна система) единицата за ток е ампер, означен като 1 A = 1 C/s (един ампер е равен на отношението 1 кулон за 1 секунда)
Моля, обърнете внимание: ако токът не се променя с течение на времето, токът се нарича постоянен.
На екрана е слайд номер 18.
Силата на тока може да бъде положителна стойност, ако посоката на тока съвпада с условно избраната положителна посока по протежение на проводника. В противен случай токът е отрицателен.
На екрана е слайд номер 19.
За измерване на тока се използва устройство, наречено амперметър. Принципът на проектиране на тези устройства се основава на магнитното действие на тока. Амперметърът е свързан в електрическа верига последователно към устройството, от което трябва да се измерва токът. Схематично представяне на амперметър е кръг с буквата А в центъра.
На екрана е слайд номер 20.
В допълнение силата на тока е свързана със скоростта на насоченото движение на частиците. Нека да покажем тази връзка.
Нека цилиндричен проводник има напречно сечение S. Нека вземем посоката отляво надясно като положителна посока в проводника. Зарядът на всяка частица ще се счита за равен на q 0. Обемът на проводника, ограничен от напречни сечения 1 и 2 с разстояние ∆L между тях, съдържа частици N = n·S·∆L, където n е концентрацията от частици.
На екрана е слайд номер 21.
Общият им заряд в избрания обем е q = q 0 ·n·S·∆L (зарядът е равен на произведението на заряда на частицата по концентрация, площ и разстояние). Ако частиците се движат отляво надясно със средна скорост v, тогава за време ∆t = ∆L/v, равно на отношението на разстоянието към скоростта, всички частици, съдържащи се в разглеждания обем, ще преминат през напречно сечение 2. Следователно, силата на тока се намира по следната формула.
I = ∆q/∆t = (q 0 ·n·S·∆L·v)/∆L= q 0 ·n·S·v
На екрана е слайд номер 22.
Използвайки тази формула, нека се опитаме да определим скоростта на подредено движение на електрони в проводник.
V = I/( д·n·S),
Където д– модул на заряда на електрона.
На екрана е слайд номер 23.
Нека силата на тока I = 1A и площта на напречното сечение на проводника S = 10 -6 m 2, за мед концентрацията n = 8,5 10 28 m -3. следователно
V=1/(1.6 ·10 -19 · 8.5·10 28 ·10 -6)=7·10 -5 m/s
Както виждаме, скоростта на подредено движение на електрони в проводник е ниска.
На екрана е слайд номер 24.
За да прецените колко малък, nНека си представим много дълга токова верига, например телеграфна линия между два града, отдалечени един от друг, да речем, на 1000 км. Внимателни експерименти показват, че ефектите от тока във втория град ще започнат да се проявяват, тоест електроните в проводниците, разположени там, ще започнат да се движат, приблизително 1/300 от секундата след движението им по жиците в първия започна градът. Често се казва, не много строго, но много ясно, че токът се движи през проводниците със скорост от 300 000 km/s. Това обаче не означава, че движението на носителите на заряд в проводника става с тази огромна скорост, така че електрон или йон, който в нашия пример е бил в първия град, ще достигне втория за 1/800 от секундата . Въобще не. Движението на носители в проводник почти винаги става много бавно, със скорост от няколко милиметра в секунда, а често дори и по-малко. Следователно виждаме, че трябва внимателно да разграничаваме и да не бъркаме понятията „текуща скорост“ и „скорост на носителите на заряд“.
На екрана е слайд номер 25.
По този начин скоростта, която за краткост наричаме „текуща скорост“, е скоростта на разпространение на промените в електрическото поле по протежение на проводника, а не изобщо скоростта на движение на носителите на заряд в него.
Нека обясним това с механична аналогия. Нека си представим, че два града са свързани с нефтопровод и че в един от тези градове помпа е започнала да работи, повишавайки налягането на петрола на това място. Това повишено налягане ще се разпространява през течността в тръбата с висока скорост - около километър в секунда. Така за секунда частиците ще започнат да се движат на разстояние, да речем, 1 км от помпата, след две секунди - на разстояние 2 км, след минута - на разстояние 60 км и т.н. След около след четвърт час маслото ще започне да изтича от тръбата във втория град. Но движението на самите петролни частици става много по-бавно и може да минат няколко дни, преди някакви конкретни маслени частици да достигнат от първия град до втория. Връщайки се към електрическия ток, трябва да кажем, че „скоростта на тока“ (скоростта на разпространение на електрическото поле) е подобна на скоростта на разпространение на налягането през нефтопровода, а „скоростта на носителите“ е подобна на скоростта на движението на частиците на самото масло.
5. Консолидация.
На екрана – слайд номер 26
Днес в клас разгледахме основната концепция на електродинамиката:
Електричество;
Необходими условия за съществуване на електрически ток;
Количествени характеристики на електрическия ток.
На екрана – слайд № 27
Сега нека разгледаме решаването на типични проблеми:
1. Плочката е включена в осветителната мрежа. Колко електричество преминава през него за 10 минути, ако токът в захранващия кабел е 5А?
Решение: Време в система SI 10 минути = 600s,
По дефиниция токът е равен на отношението на заряда към времето.
Следователно зарядът е равен на произведението на тока и времето.
Q = I t = 5A 600 s = 3000 C
На екрана – слайд №28
2. Колко електрона преминават през нишката на лампа с нажежаема жичка за 1 s, когато токът в лампата е 1,6 A?
Решение: Зарядът на електрона е д= 1,6 · 10 -19 С,
Цялата такса може да се изчисли по формулата:
Q = I t – зарядът е равен на произведението на тока и времето.
Броят на електроните е равен на съотношението на общия заряд към заряда на един електрон:
N = q/ д
това предполага
N = I t / д= 1.6A 1s/1.6 10 -19 Cl = 10 19
На екрана – слайд № 29
3. Ток от 1 A протича през проводник за една година. Намерете масата на електроните, преминали през напречното сечение на проводника за този период от време. Съотношението на заряда на електрона към неговата маса д/м e = 1,76 10 +11 C/kg.
Решение: Масата на електроните може да се определи като произведението на броя на електроните и масата на електрона M = N мд. Използвайки формулата N = I t / д(вижте предишната задача), намираме, че масата е равна на
М = m e I t / д= 1A 365 24 60 60s/(1,76 10 +11 C/kg) = 1,8 10 -4 kg.
На екрана – слайд номер 30
4. В проводник с напречно сечение от 1 mm 2 токът е 1,6 A. Концентрацията на електрони в проводника е 10 23 m -3 при температура 20 0 C. Намерете средната скорост на насочено движение на електроните и я сравнете с топлинната скорост на електроните.
Решение: За да определим средната скорост на насочено движение на електроните, използваме формулата
Q = q 0 n S v t (зарядът е равен на произведението на заряда на частицата по концентрация, площ, скорост и време).
Тъй като I = q/t (силата на тока е равна на съотношението на заряда към времето),
Тогава I = q 0 n S v => v= I/ (q 0 n S)
Нека изчислим и получим стойността на скоростта на движение на електрона
V= 1,6 A/(10 23 m -3 10 -6 m 1,6 10 -19 C) = 100 m/s
M v 2 /2 = (3/ 2) k T => (следва от тук)
= 11500 m/s
Скоростта на топлинното движение е 115 пъти по-голяма.
Обобщаване.
На екрана – слайд номер 31
Запишете си домашното.
В.А.Касянов Учебник по физика 11 клас. §1,2, задачи §2 (1-5).
На екрана – слайд номер 32.
Благодаря за вниманието. Желаем ви успех в самостоятелните упражнения по тази тема!
Резюмето е проверено
Методист на отдел "Образование":_____________________________________________
Експертен съвет на Ереванския държавен педагогически университет:_______________________________________
Дата на:_____________________________________________________________
Подписи:__________________________________________________________
