Objetivo de la lección: familiarizar a los estudiantes con la historia de la lucha entre los conceptos de acción cercana y acción a distancia; con las deficiencias de las teorías, introducir el concepto de intensidad de campo eléctrico, desarrollar la capacidad de representar gráficamente campos eléctricos; Utilice el principio de superposición para calcular los campos de un sistema de cuerpos cargados.
durante las clases
Revisar los deberes mediante el método de trabajo independiente.
Opción 1
1. ¿Es posible crear o destruir una carga eléctrica? ¿Por qué? Explique la esencia de la ley de conservación de la carga eléctrica.
2. Hay dos cuerpos en el aire que tienen cargas eléctricas negativas iguales; los cuerpos se repelen con una fuerza de 0,9 N. La distancia entre las cargas es de 8 cm Calcula la masa de los electrones sobrantes en cada cuerpo. su número.
Solución. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/k e ; N= 5·1012 (electrones)
Opcion 2
1 ¿Por qué los cuerpos diferentes se electrifican durante la fricción, pero los cuerpos homogéneos no se electrifican?
Se pusieron en contacto tres bolas conductoras, la primera bola tenía una carga de 1,8 · 10-8 C, la segunda tenía una carga de 0,3 · 10-8 C y la tercera bola no tenía carga. ¿Cómo se distribuye la carga entre las bolas? ¿Con qué fuerza interactuarán dos de ellos en el vacío a una distancia de 5 cm entre sí?
Solución. q1+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0,5·10-8(C)
F=kq2/r2; F= 9·10-5 (H)
Aprendiendo nuevo material
1. Discusión de la cuestión de la transferencia del efecto de un cargo a otro. Se escucha a los oradores "partidarios" de la teoría de la acción de corto alcance (el campo se propaga a la velocidad de la luz) y la teoría de la acción a distancia (todas las interacciones se propagan instantáneamente). Las actuaciones de los estudiantes van acompañadas de demostraciones de experimentos sobre la interacción de cuerpos electrificados. Los estudiantes pueden hacer preguntas sobre los defensores de una teoría u otra.
El profesor ayuda a los estudiantes a sacar conclusiones correctas y los lleva a formar el concepto de campo eléctrico.
2. Campo eléctrico - una forma especial de materia que existe independientemente de nosotros y de nuestro conocimiento sobre ella.
3. La principal propiedad del campo eléctrico.- acción sobre cargas eléctricas con cierta fuerza.
| Campo electrostático | El campo electrostático de cargas estacionarias no cambia en absoluto y está indisolublemente ligado a las cargas que lo forman. | ||
| Intensidad del campo eléctrico: mi= F/ q | La relación entre la fuerza con la que actúa el campo eléctrico sobre una carga positiva de prueba y el valor de esta carga. Vector mī̄̄̄̄̄ coincide con la dirección de la fuerza que actúa sobre la carga positiva. | ||
| Intensidad del campo eléctrico de una carga puntual. mi =q0/4πξ0ξr2 | La intensidad del campo eléctrico de una carga puntual en un determinado punto del espacio es directamente proporcional al módulo de la carga de la fuente del campo e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde la fuente del campo a un punto dado en el espacio. | ||
| Líneas de campo electrostático | Son líneas cuyas tangentes en cada punto del campo coinciden con la dirección de la intensidad del campo en ese punto. | ||
| Principio de superposición de campos: mi = mi1+mi2+mi3+… | Cuando se superponen campos de varias cargas puntuales, se forma un campo electrostático cuya intensidad en cualquier punto es igual a la suma geométrica de las intensidades de cada uno de los campos componentes. | ||
| Demostración de experiencia: “Justificación del principio de superposición de campos” | Cuelgue una “carga de prueba” (placa de espuma) de un hilo de nailon. Impactar la “carga de prueba” con un cuerpo cargado. Luego trae otro cuerpo cargado y observa su efecto sobre la “carga de prueba”. Retire el primer cuerpo cargado y observe la acción del segundo cuerpo cargado. Obtener una conclusión. | ||
Trabajo independiente con el libro.
1. Lea la definición de líneas de campo eléctrico en el libro de texto.
2. Mire atentamente las Figuras 181 a 184, que muestran ejemplos de líneas de tensión de varios cuerpos cargados y sistemas de cuerpos.
3. Responda las preguntas.
A) ¿Cómo se muestra la magnitud del vector de tensión en las figuras? ¿Por qué signo externo se puede distinguir un campo de acción intensa?
B) ¿Dónde comienzan y terminan las líneas del campo eléctrico?
P) ¿Hay roturas en las líneas de tensión?
D) ¿Cómo se ubican las líneas del campo eléctrico con respecto a la superficie de un cuerpo cargado?
D) ¿En qué caso se puede considerar uniforme el campo eléctrico?
E) Compare la imagen de las líneas de campo de una carga puntual y una bola cargada uniformemente.
G) Descubra con qué fórmula y dentro de qué límites aceptables se puede calcular la intensidad de campo de una bola conductora.
Resumamos la lección.
Tarea: §92 – 94.
- El propósito de la lección: formar ideas sobre la potencialidad del campo electrostático, establecer la independencia del trabajo de las fuerzas electrostáticas de la forma de la trayectoria, introducir el concepto de potencial, descubrir el significado físico del potencial. diferencia, derivar...
- Objeto de la lección: controlar los conocimientos y habilidades que los estudiantes adquieren durante el estudio de este tema. Curso de la lección Momento organizacional Opción – 1 (nivel – 1) 1. Dos puntos...
- Objetivo de la lección: basándose en el modelo de un conductor metálico, estudiar el fenómeno de la inducción electrostática; conocer el comportamiento de los dieléctricos en un campo electrostático; Introducir el concepto de constante dieléctrica. Progreso de la lección Comprobando la tarea...
- El propósito de la lección: formarse una idea de una onda electromagnética como la interacción de campos eléctricos y magnéticos; comparar ondas electromagnéticas con ondas mecánicas según una serie de características comunes a ambas...
- Propósito de la lección: desarrollar habilidades para resolver problemas utilizando los conceptos de tensión, potencial y trabajo de un campo eléctrico para mover una carga; seguir desarrollando la capacidad de pensar, comparar, sacar conclusiones, formular...
- El propósito de la lección: formar en los estudiantes una idea del campo eléctrico y magnético como un todo: el campo electromagnético. Progreso de la lección Comprobar la tarea mediante pruebas...
- El propósito de la lección: derivar una fórmula para la relación entre la intensidad del campo eléctrico y la diferencia de potencial, introducir el concepto de superficies equipotenciales, desarrollar la capacidad de aplicar los conocimientos teóricos adquiridos para resolver problemas cualitativos...
- Objetivo de la lección: conocer el nivel de conocimientos teóricos de los estudiantes.
Sujeto : Campo eléctrico. Intensidad del campo eléctrico. Principio de superposición de campos.
El propósito de la lección: continuar la formación del concepto de “campo eléctrico”, introducir su característica principal; Estudiar el principio de superposición de campos eléctricos.
Durante las clases:
1.Momento organizador. Establecer las metas y objetivos de la lección.
2.Prueba de conocimientos:
Dictado físico
Electrificación de carrocerías. Ley de conservación de la carga. ley de Coulomb
¿Cómo se llama la rama de la física que estudia los cuerpos cargados estacionarios? /electrostática/
¿Qué interacción existe entre cuerpos cargados y partículas? /electromagnético/
¿Qué magnitud física determina la interacción electromagnética? /carga eléctrica/
¿Depende la magnitud de la carga de la elección del sistema de referencia? /No/
¿Podemos decir que la carga de un sistema está formada por las cargas de los cuerpos incluidos en el sistema? /Poder/
¿Cómo se llama el proceso que conduce a la aparición de cargas eléctricas en los cuerpos? /Electrificación/
Si un cuerpo es eléctricamente neutro, ¿significa esto que no contiene cargas eléctricas? /No/
¿Es cierto que en un sistema cerrado la suma algebraica de las cargas de todos los cuerpos del sistema permanece constante? /Sí/
Si el número de partículas cargadas en un sistema cerrado ha disminuido, ¿significa esto que la carga de todo el sistema también ha disminuido? /No/
¿Creamos una carga eléctrica al electrificar? /No/
¿Puede existir una carga independientemente de una partícula? /No/
Un cuerpo cuya carga total positiva de partículas es igual a la carga total negativa de partículas es... /Neutral/
¿Cómo cambiará la fuerza de interacción entre partículas cargadas a medida que aumenta la carga de cualquiera de estas partículas? /Incrementará/
¿Cómo cambiará la fuerza de interacción cuando las cargas entren en el medio? /Va a disminuir/
¿Cómo cambiará la fuerza de interacción a medida que la distancia entre cargas aumente 3 veces? /Disminuirá 9 veces/
¿Cómo se llama la magnitud que caracteriza las propiedades eléctricas de un medio? /Constante dieléctrica del medio/
¿En qué unidades se mide la carga eléctrica? /En colgantes/
3.Aprender material nuevo
Campo eléctrico
La interacción de cargas según la ley de Coulomb es un hecho establecido experimentalmente. Sin embargo, no revela la imagen física del proceso de interacción en sí. Y no responde a la pregunta de cómo se produce la acción de una carga sobre otra.
Faraday dio la siguiente explicación: Siempre hay un campo eléctrico alrededor de cada carga eléctrica. Un campo eléctrico es un objeto material continuo en el espacio y capaz de actuar sobre otras cargas eléctricas. La interacción de cargas eléctricas es el resultado de la acción del campo de cuerpos cargados.
El campo eléctrico es un campo creado por cargas eléctricas estacionarias.
Se puede detectar un campo eléctrico si se introduce una carga de prueba (positiva) en un punto determinado.
Una carga de punto de prueba es una carga que no distorsiona el campo bajo estudio (no causa una redistribución de las cargas que crean el campo).
Propiedades del campo eléctrico:
Actúa sobre cargos con cierta fuerza.
El campo eléctrico creado por una carga estacionaria, es decir. electrostático no cambia con el tiempo.
Un campo eléctrico es un tipo especial de materia cuyo movimiento no obedece las leyes de la mecánica de Newton. Este tipo de materia tiene sus propias leyes, propiedades que no se pueden confundir con ninguna otra cosa del mundo circundante.
Intensidad del campo eléctrico
Cantidad física igual a la relación de la fuerza con la que el campo eléctrico actúa sobre la carga de prueba.q, al valor de este cargo se le llamaintensidad del campo eléctrico
y es designado 
:
.
La unidad de tensión es 1N/C o 1V/m.
Los vectores de intensidad de fuerza de Coulomb y el campo eléctrico están codirigidos.
Un campo eléctrico cuya intensidad es la misma en todos los puntos del espacio se llama uniforme.
Líneas de tensión (líneas de campo): líneas cuyas tangentes en cada punto coinciden con la dirección del vector. .
Para utilizar líneas de tensión para caracterizar no solo la dirección, sino también el valor de intensidad del campo electrostático, se dibujan con una cierta densidad: el número de líneas de tensión que penetran en una unidad de superficie perpendicular a las líneas de tensión debe ser igual a el módulo vectorial .
Si el campo es creado por una carga puntual, entonces las líneas de intensidad son líneas rectas radiales que emergen de la carga, si positivo, e incluido en él, si el cargo negativo.
Principio de superposición de campos.
La experiencia demuestra que si una carga eléctrica q Los campos eléctricos de varias fuentes actúan simultáneamente, entonces la fuerza resultante resulta ser igual a la suma que actúa desde cada campo por separado.
Los campos eléctricos obedecen al principio de superposición:
La intensidad del campo resultante creado por el sistema de cargas es igual a la suma geométrica de las intensidades de campo creadas en un punto dado por cada una de las cargas por separado:
o 
4. Fijación del material
Resolver problemas de la colección. problemas ed. Rymkevich nº 696.697.698
Tarea: §92,93,94
Tipo de lección: problema de desarrollo
El propósito de la lección: Crear condiciones para:
- formación de ideas sobre el campo eléctrico y su efecto en el cuerpo; Fuerza eléctrica y su dependencia de la distancia entre cuerpos.
- desarrollo de la competencia comunicativa a través de la capacidad de analizar, comparar y sacar conclusiones;
- Fomentar la tolerancia y una actitud consciente hacia el aprendizaje.
Equipo:
- regla de madera,
- varilla de vidrio y ebonita,
- mangas electrostáticas,
- retratos de D. Maxwell, O. Coulon.
Tecnología de la lección: diálogo.
Formas de formación: frontal, grupal, individual, por parejas.
Métodos de enseñanza: verbal, práctico.
Lección de progreso
1. Momento organizacional(1 minuto.)
Experiencia: La regla se coloca en el respaldo de la silla para que quede en equilibrio. Se toma un palo cargado de ebonita y se lleva hacia la regla sin tocarlo. El gobernante sale del reposo.
2. Actualización de conocimientos.
- ¿Cómo puedes explicar los resultados del experimento?
- ¿Por qué se mueve el gobernante?
Al estudiar mecánica aprendimos que la acción de un cuerpo sobre otro se produce directamente a través de la interacción de los cuerpos, y en este experimento no observamos el contacto, pero sí el movimiento.
- ¿Cómo podemos explicar la interacción de los cuerpos en este caso?
Anotamos en la pizarra las palabras clave: fuerza, interacción.
- Se puede suponer que alrededor de un cuerpo cargado existe un espacio con propiedades especiales. Hay un problema que hay que resolver.
La escritura en la pizarra de la izquierda (¿signo?).
Resumamos los objetivos de nuestra lección (los estudiantes formulan el objetivo de la lección y el maestro lo especifica). Se demuestra experiencia para resolver el problema. Una varilla de ebonita se acerca a la vaina que cuelga tranquilamente, y luego a una de vidrio, mientras cambia la distancia entre la vaina y el cuerpo cargado. Los resultados del experimento son analizados por los estudiantes.
Escribe en la pizarra:
- Repulsión.
- Atracción.
- ¿Qué determina la fuerza con la que interactúan los cuerpos eléctricos?
Escribiendo en la pizarra. Desde la distancia.
- ¿Cómo interactúan? (los estudiantes concluyen: cuanto menor es la distancia entre los cuerpos, más fuertes son las fuerzas de interacción y viceversa).
Después de observar y analizar los experimentos, hemos estudiado cómo se produce la interacción de cuerpos cargados, y aún no sabemos por qué medios se produce esta interacción.
Maestro: Muchos científicos estudiaron la interacción de cuerpos cargados, pero M. Faraday y D. Maxwell, O. Coulomb hicieron una contribución especial. Como resultado, se encontró que cada cuerpo cargado está rodeado por una propiedad especial de la materia, que se llama campo eléctrico.
Entonces, ¿qué es ese espacio con propiedades especiales a través del cual se produce la interacción entre cuerpos cargados?
Escribiendo en la pizarra. Campo eléctrico.
En la pizarra aparece un esquema de apoyo.
Trabajar con un libro de texto, con literatura de referencia (los estudiantes dan una definición de campo eléctrico, características del campo eléctrico).
3. Sistematización del conocimiento.
Maestro: hoy en clase conocimos un tipo especial de materia que existe independientemente de nosotros y de nuestro conocimiento sobre ella. Y a esto se le llama campo eléctrico que existe alrededor de un cuerpo cargado y el campo de una carga actúa sobre el campo de otra carga con cierta fuerza y esta fuerza se llama fuerza eléctrica (trabajo con notas de referencia).
Trabaja en grupos, en un minuto debéis encontrar una solución al problema que se os planteará.
- K-1. ¿Cómo se puede utilizar un campo eléctrico cerca de un palo cargado para hacer que un trozo de algodón flote en el aire? Muestra la experiencia y da una explicación de la misma.
- K-2. Muestre el efecto de un campo eléctrico utilizando materiales disponibles y dé una explicación.
- K-3. Durante la limpieza general de la casa, ¿limpiamos las superficies pulidas y los cristales con un paño seco de tejido sintético y las pintadas con pintura al óleo con un paño húmedo? ¿Por qué “sentimos” diferente acerca de la limpieza?
Y luego debes evaluar tu trabajo en clase. Se proporcionan hojas de prueba de conocimientos. Donde debes responder las preguntas. Luego dejarás que tu compañero de escritorio revise tus respuestas, donde te dará una calificación.
4. Etapa de reflexión.
hoja de prueba de conocimientos
Sujeto: Campo eléctrico. Intensidad del campo eléctrico
El propósito de la lección. : 1) Recuerda el concepto de campo eléctrico. Formar el concepto de intensidad de campo eléctrico.
Desarrollo del pensamiento lógico y abstracto, la capacidad de razonar, defender el punto de vista y sacar conclusiones.
Fomentar una posición de vida activa, desarrollar una cosmovisión científica.
Equipo : Presentación educativa, vídeo, pizarra interactiva.
durante las clases
1. Introducción . Determinar las metas y objetivos de la lección.
2. control de tareas
Los estudiantes eligen su propio tema de respuesta.
Trabajando con la tabla periódica
¿Cuántos electrones hay en la molécula de agua H 2 O (10)
¿Cuántos electrones hay en la molécula de dióxido de carbono CO 2 (28)
¿Cuántos protones hay en la molécula de óxido de hierro Fe 2 O 3 (56)?
La experiencia de Charles Coulon
Ley estatal de Coulomb
Significado físico del coeficiente de proporcionalidad.
Límites de aplicabilidad de la ley de Coulomb
Problemas relacionados con la aplicación de la ley de Coulomb.
¿Cómo cambiará la fuerza de la interacción de Coulomb entre dos cargas puntuales cuando cada carga se triplique? (aumenta en 9)
¿Cómo cambiará la fuerza de interacción entre cargas si la distancia se reduce 2 veces? (aumentar 4 veces)
¿Cómo cambiará la fuerza de la interacción de Coulomb entre dos cargas puntuales cuando cada carga se triplique, si la distancia se reduce en un factor de 2? (aumentar 36 veces)
Dos bolas de metal idénticas están cargadas con cargas iguales en magnitud pero de signo opuesto. Las bolas entraron en interacción y se separaron. Determine la fuerza de interacción entre cargas. (0)
3. Explicación de material nuevo. (Conversación)
Respondimos la pregunta Cómo Los cuerpos cargados interactúan. Sin embargo, no dijeron nada sobre cómo se lleva a cabo la acción de un cargo sobre otro.
Primero analicemos la cuestión de cómo se produce la interacción entre cuerpos en general.
1) Teoría de la acción a distancia ( Los cuerpos interactúan entre sí a distancia y la interacción se transmite instantáneamente)
2) La teoría de la acción de corto alcance.(Se requiere un agente intermedio para que se produzca la interacción)
¿Qué teoría es más adecuada para describir la interacción de cuerpos cargados?
3) Michael Faraday. ( Hay un campo eléctrico)
James Maxwell. ( Creó la teoría del campo electromagnético)
4) El campo eléctrico es una forma especial de materia.
Propiedades:
Actúa sobre la carga con cierta fuerza.
Generado por cargas eléctricas.
Detectado por su efecto sobre las cargas eléctricas.
5) Tensión - fuerza característica del campo eléctrico
Definición: La tensión es una cantidad física igual a la relación entre la fuerza con la que actúa el campo eléctrico sobre una carga eléctrica de prueba y el valor de esta carga.
Unidades:(Independientemente) N/C
Dirección del vector de tensión coincide con la dirección de la fuerza que actúa desde el campo eléctrico sobre la carga positiva
Dibuja los vectores de tensión en los puntos A y B.
6) Derivación de la fórmula para la intensidad de campo de una carga puntual.. (Por propia cuenta)
7) El principio de superposición de campos.
8) Líneas de intensidad de campo eléctrico
Rectas cuyas tangentes coinciden con la dirección del vector de intensidad en un punto dado del campo
9) Propiedades de las líneas de campo eléctrico.
§ 91-94
Ejercicio 17 (1)
Comienza con cargas positivas y termina con cargas negativas.
no cruzarse
¿Qué novedades has aprendido? (Fórmulas)
6) Tarea
Calificación
Sección de disciplina del Examen Estatal Unificado: _________ _
Lecciones totales en el tema –_18___
№ lección de este tema _4____
Tema de la lección « Electricidad. Fuerza actual »
Resumen de la lección proporcionado
NOMBRE COMPLETO. _ __ Bryleva Liliya Zakirzyanovna_
Título académico, cargo: Profesor de física
Lugar de trabajo: Institución educativa municipal escuela secundaria No. 6
Notas de la lección de física.
"Electricidad. Fuerza actual."
Objetivos de la lección:
Educativo: dar el concepto de corriente eléctrica y descubrir las condiciones en las que ocurre. Ingrese las cantidades que caracterizan la corriente eléctrica.
De desarrollo: formar habilidades intelectuales para analizar y comparar los resultados de los experimentos; Activar el pensamiento de los estudiantes y su capacidad para sacar sus propias conclusiones.
educativo - desarrollo del interés cognitivo por la materia, ampliando los horizontes de los estudiantes, mostrando la posibilidad de utilizar los conocimientos adquiridos en las lecciones en situaciones de la vida.
Tipo de lección: lección sobre el aprendizaje de nuevos conocimientos.
Equipo: presentación sobre el tema “Corriente eléctrica. Fuerza actual."
Plan de estudios.
Organizar el tiempo.
Actualización de conocimientos.
Aprender material nuevo.
Consolidación.
Resumiendo.
1. Momento organizacional.
Preparándose para aprender material nuevo.
Hoy nos familiarizaremos con los conceptos: corriente eléctrica, intensidad de corriente y las condiciones necesarias para la existencia de corriente eléctrica.
3. Actualización de conocimientos.
En la pantalla está la diapositiva número 2.
Todos conocéis bien la frase "corriente eléctrica", pero más a menudo utilizamos la palabra "electricidad". Estos conceptos han pasado a formar parte de nuestras vidas hace tanto tiempo que ni siquiera pensamos en su significado. Entonces, ¿qué quieren decir?
En lecciones anteriores, abordamos parcialmente este tema, es decir, estudiamos cuerpos cargados estacionarios. Como recordarás, esta rama de la física se llama electrostática.
En la pantalla está la diapositiva número 3.
Bien, ahora piénsalo. ¿Qué significa la palabra "actual"?
¡Movimiento! Esto significa "corriente eléctrica", es el movimiento de partículas cargadas. Es este fenómeno el que estudiaremos en las siguientes lecciones.
En octavo grado estudiamos parcialmente este fenómeno físico. Luego dijimos que: “la corriente eléctrica es el movimiento dirigido de partículas cargadas”.
Hoy en la lección consideraremos el caso más simple de movimiento direccional de partículas cargadas: la corriente eléctrica continua.
Aprender material nuevo.
Para el surgimiento y existencia de una corriente eléctrica constante en una sustancia es necesaria la presencia de partículas cargadas libres, cuyo movimiento en un conductor provoca la transferencia de carga eléctrica de un lugar a otro.
En la pantalla está la diapositiva número 5.
Sin embargo, si las partículas cargadas experimentan un movimiento térmico aleatorio, como los electrones libres en un metal, entonces no se produce transferencia de carga, lo que significa que no hay corriente eléctrica.
En la pantalla está la diapositiva número 6.
La corriente eléctrica ocurre solo con el movimiento ordenado (dirigido) de partículas cargadas (electrones o iones).
En la pantalla – diapositiva número 7.
¿Cómo hacer que las partículas cargadas se muevan de forma ordenada?
Necesitamos una fuerza que actúe sobre ellos en una determinada dirección. Tan pronto como esta fuerza deje de actuar, el movimiento ordenado de las partículas cesará debido a la resistencia eléctrica que ejercen a su movimiento los iones de la red cristalina de los metales o las moléculas neutras de electrolitos.
En la pantalla – diapositiva número 8.
Entonces, ¿de dónde viene este poder? Dijimos que sobre las partículas cargadas actúa la fuerza de Coulomb F = q E (la fuerza de Coulomb es igual al producto de la carga por el vector de intensidad), que está directamente relacionada con el campo eléctrico.
En la pantalla está la diapositiva número 9.
Normalmente, es el campo eléctrico dentro del conductor el que provoca y mantiene el movimiento ordenado de las partículas cargadas. Si hay un campo eléctrico dentro de un conductor, entonces existe una diferencia de potencial entre los extremos del conductor. Cuando la diferencia de potencial no cambia con el tiempo, se establece una corriente eléctrica constante en el conductor.
En la pantalla – diapositiva numero 10
Esto significa que además de las partículas cargadas, para la existencia de una corriente eléctrica, es necesaria la presencia de campo eléctrico.
Cuando se crea una diferencia de potencial (voltaje) entre cualquier punto de un conductor, se altera el equilibrio de cargas y se produce un movimiento de cargas en el conductor, lo que se denomina corriente eléctrica.
En la pantalla – diapositiva número 11.
Así, hemos establecido dos condiciones para la existencia de corriente eléctrica:
presencia de cargos gratuitos,
Presencia de un campo eléctrico.
En la pantalla está la diapositiva número 12.
Entonces: LA CORRIENTE ELÉCTRICA es el movimiento dirigido y ordenado de partículas cargadas (electrones, iones y otras partículas cargadas). Aquellos. La corriente eléctrica tiene una dirección determinada. Se considera que la dirección de la corriente es la dirección del movimiento de las partículas cargadas positivamente. De ello se deduce que la dirección de la corriente coincide con la dirección del vector de intensidad del campo eléctrico. Si la corriente se forma por el movimiento de partículas cargadas negativamente, entonces la dirección de la corriente se considera opuesta a la dirección del movimiento de las partículas. (Esta elección de la dirección de la corriente no es muy exitosa, ya que en la mayoría de los casos la corriente representa el movimiento ordenado de electrones, partículas cargadas negativamente. La elección de la dirección de la corriente se hizo en un momento en que no se sabía nada sobre los electrones libres en los metales).
En la pantalla está la diapositiva número 13.
No vemos directamente el movimiento de partículas en un conductor. La presencia de corriente eléctrica debe juzgarse por las acciones o fenómenos que la acompañan.
En la pantalla está la diapositiva número 14.
Efecto térmico de la corriente eléctrica. El conductor por el que fluye la corriente se calienta (se enciende una bombilla incandescente);
En la pantalla está la diapositiva número 15.
Efecto magnético de la corriente eléctrica. Un conductor con corriente atrae o magnetiza cuerpos, gira perpendicular al cable con corriente, una flecha magnética;
En la pantalla está la diapositiva número 16.
Acción química de la corriente eléctrica. Una corriente eléctrica puede cambiar la composición química de un conductor, por ejemplo, liberando sus componentes químicos (el hidrógeno y el oxígeno se liberan del agua acidificada que se vierte en un recipiente de vidrio en forma de U).
El efecto magnético es el principal, ya que se observa en todos los conductores, el efecto térmico está ausente en los superconductores y el efecto químico se observa solo en soluciones y electrolitos fundidos.
En la pantalla está la diapositiva número 17.
Como muchos fenómenos físicos, la corriente eléctrica tiene una característica cuantitativa llamada intensidad de corriente: si pasa por la sección transversal el conductor lleva una carga ∆q durante el tiempo ∆t, entonces el valor promedio de la corriente es: I=∆q/∆t(la intensidad de la corriente es igual a la relación entre carga y tiempo).
Por lo tanto, la intensidad de la corriente promedio es igual a la relación entre la carga ∆q que pasa a través de la sección transversal del conductor durante el intervalo de tiempo ∆t y este período de tiempo.
En el SI (Sistema Internacional) la unidad de corriente es el amperio, denotado 1 A = 1 C/s (Un amperio es igual a la relación de 1 culombio por 1 segundo)
Tenga en cuenta: si la corriente no cambia con el tiempo, entonces la corriente se llama constante.
En la pantalla está la diapositiva número 18.
La intensidad de la corriente puede ser un valor positivo si la dirección de la corriente coincide con la dirección positiva seleccionada convencionalmente a lo largo del conductor. De lo contrario, la corriente es negativa.
En la pantalla está la diapositiva número 19.
Para medir la intensidad de la corriente, se utiliza un dispositivo: un amperímetro. El principio de diseño de estos dispositivos se basa en la acción magnética de la corriente. Un amperímetro está conectado en un circuito eléctrico en serie al dispositivo desde el cual se va a medir la corriente. Una representación esquemática de un amperímetro es un círculo con la letra A en el centro.
En la pantalla está la diapositiva número 20.
Además, la intensidad de la corriente está relacionada con la velocidad del movimiento direccional de las partículas. Mostremos esta conexión.
Supongamos que un conductor cilíndrico tiene una sección transversal S. Tomemos la dirección de izquierda a derecha como dirección positiva en el conductor. La carga de cada partícula se considerará igual a q 0. El volumen del conductor, limitado por las secciones 1 y 2 con una distancia ∆L entre ellas, contiene partículas N = n·S·∆L, donde n es la concentración de partículas.
En la pantalla está la diapositiva número 21.
Su carga total en el volumen seleccionado es q = q 0 ·n·S·∆L (la carga es igual al producto de la carga de las partículas por la concentración, el área y la distancia). Si las partículas se mueven de izquierda a derecha con una velocidad promedio v, entonces en un tiempo ∆t = ∆L/v igual a la relación entre la distancia y la velocidad, todas las partículas contenidas en el volumen considerado pasarán por la sección transversal 2. Por lo tanto, La fuerza actual se encuentra usando la siguiente fórmula.
I = ∆q/∆t = (q 0 ·n·S·∆L·v)/∆L= q 0 ·n·S·v
En la pantalla está la diapositiva número 22.
Usando esta fórmula, intentemos determinar la velocidad del movimiento ordenado de los electrones en un conductor.
V = yo/( mi·n·S),
Dónde mi– módulo de carga de electrones.
En la pantalla está la diapositiva número 23.
Sea la intensidad de la corriente I = 1A y el área de la sección transversal del conductor S = 10 -6 m 2, para el cobre la concentración n = 8,5 · 10 28 m -3. Por eso,
V=1/(1,6 ·10 -19 · 8,5·10 28 ·10 -6)=7·10 -5 m/s
Como vemos, la velocidad del movimiento ordenado de los electrones en un conductor es baja.
En la pantalla está la diapositiva número 24.
Para estimar qué tan pequeño, p Imaginemos un circuito de corriente muy largo, por ejemplo una línea telegráfica entre dos ciudades separadas entre sí, digamos, 1000 km. Experimentos cuidadosos muestran que los efectos de la corriente en la segunda ciudad comenzarán a manifestarse, es decir, los electrones en los conductores ubicados allí comenzarán a moverse, aproximadamente 1/300 de segundo después de su movimiento a lo largo de los cables en la primera. comenzó la ciudad. A menudo se dice, no de manera muy estricta, pero sí muy clara, que la corriente viaja a través de cables a una velocidad de 300.000 km/s. Esto, sin embargo, no significa que el movimiento de los portadores de carga en el conductor se produzca a esta enorme velocidad, de modo que un electrón o un ion, que en nuestro ejemplo se encontraba en la primera ciudad, alcanzará la segunda en 1/800 de segundo. . De nada. El movimiento de los soportes en un conductor casi siempre se produce muy lentamente, a una velocidad de varios milímetros por segundo y, a menudo, incluso menos. Por lo tanto, vemos que debemos distinguir cuidadosamente y no confundir los conceptos de "velocidad actual" y "velocidad de los portadores de carga".
En la pantalla está la diapositiva número 25.
Por tanto, la velocidad que llamamos "velocidad actual" para abreviar es la velocidad de propagación de los cambios en el campo eléctrico a lo largo de un conductor, y no la velocidad de movimiento de los portadores de carga en él.
Expliquemos esto con una analogía mecánica. Imaginemos que dos ciudades están conectadas por un oleoducto y que en una de estas ciudades ha comenzado a funcionar una bomba, aumentando la presión del petróleo en ese lugar. Este aumento de presión se propagará a través del líquido en la tubería a gran velocidad, aproximadamente un kilómetro por segundo. Así, en un segundo, las partículas comenzarán a moverse a una distancia de, digamos, 1 km de la bomba, después de dos segundos - a una distancia de 2 km, en un minuto - a una distancia de 60 km, etc. Después de un cuarto de hora, el petróleo comenzará a salir de la tubería en la segunda ciudad. Pero el movimiento de las partículas de petróleo ocurre mucho más lentamente, y pueden pasar varios días antes de que alguna partícula de petróleo específica llegue de la primera ciudad a la segunda. Volviendo a la corriente eléctrica, debemos decir que la “velocidad de la corriente” (la velocidad de propagación del campo eléctrico) es similar a la velocidad de propagación de la presión a través del oleoducto, y la “velocidad de los portadores” es similar a la velocidad del movimiento de las partículas del propio aceite.
5. Consolidación.
En la pantalla – diapositiva No. 26
Hoy en clase analizamos el concepto básico de electrodinámica:
Electricidad;
Condiciones necesarias para la existencia de corriente eléctrica;
Características cuantitativas de la corriente eléctrica.
En la pantalla – diapositiva No. 27
Ahora veamos cómo resolver problemas típicos:
1. La teja está incluida en la red de iluminación. ¿Cuánta electricidad fluye a través de él en 10 minutos si la corriente en el cable de alimentación es de 5 A?
Solución: Tiempo en el sistema SI 10 minutos = 600 s,
Por definición, la corriente es igual a la relación entre carga y tiempo.
Por tanto, la carga es igual al producto de la corriente por el tiempo.
Q = It = 5A 600 s = 3000 C
En la pantalla – diapositiva No. 28
2. ¿Cuántos electrones pasan a través del filamento de una lámpara incandescente en 1 s cuando la corriente en la lámpara es de 1,6 A?
Solución: La carga de un electrón es mi= 1,6·10-19°C,
El cargo total se puede calcular mediante la fórmula:
Q = I t – la carga es igual al producto de la corriente y el tiempo.
El número de electrones es igual a la relación entre la carga total y la carga de un electrón:
norte = q/ mi
esto implica
norte = yo t / mi= 1,6A 1s/1,6 10 -19 Cl = 10 19
En la pantalla – diapositiva número 29
3. Una corriente de 1 A fluye a través de un conductor durante un año. Encuentre la masa de electrones que pasaron por la sección transversal del conductor durante este período de tiempo. Relación entre la carga del electrón y su masa. mi/metro e = 1,76·10+11 C/kg.
Solución: La masa de los electrones se puede definir como el producto del número de electrones por la masa del electrón M = N. metro mi. Usando la fórmula N = I t / mi(ver problema anterior), encontramos que la masa es igual a
М = m mi yo t / mi= 1A 365 24 60 60s/(1,76 10 +11 C/kg) = 1,8 10 -4 kg.
En la pantalla – diapositiva número 30
4. En un conductor con una sección transversal de 1 mm 2, la corriente es 1,6 A. La concentración de electrones en un conductor es 10 23 m -3 a una temperatura de 20 0 C. Encuentre la velocidad promedio del movimiento direccional de los electrones y compárela con la velocidad térmica de los electrones.
Solución: Para determinar la velocidad promedio del movimiento direccional de los electrones, usamos la fórmula
Q = q 0 n S v t (la carga es igual al producto de la carga de la partícula por la concentración, el área, la velocidad y el tiempo).
Dado que I = q/t (la intensidad de la corriente es igual a la relación entre carga y tiempo),
Entonces I = q 0 n S v => v= I/ (q 0 n S)
Calculemos y obtengamos el valor de la velocidad del movimiento de los electrones.
V= 1,6A/(10 23 m -3 10 -6 m 1,6 10 -19 C) = 100 m/s
M v 2 /2 = (3/ 2) k T => (se sigue de aquí)
= 11500 m/s
La velocidad del movimiento térmico es 115 veces mayor.
Resumiendo.
En la pantalla – diapositiva número 31
Escribe tu tarea.
V.A.Kasyanov Libro de texto de física de 11º grado. §1,2, problemas §2 (1-5).
En la pantalla – diapositiva número 32.
Gracias por su atención. ¡Le deseamos éxito en sus ejercicios independientes sobre este tema!
Resumen comprobado
Metodólogo del Departamento de Educación:________________________________________________________
Consejo de Expertos de la Universidad Pedagógica Estatal de Ereván:__________________________________________
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Firmas:__________________________________________________________
