Pamokos tikslas: supažindinti mokinius su artimo veiksmo ir veiksmo per atstumą sąvokų kovos istorija; su teorijų trūkumais supažindinti su elektrinio lauko stiprio samprata, ugdyti gebėjimą grafiškai pavaizduoti elektrinius laukus; naudokite superpozicijos principą įkrautų kūnų sistemos laukams apskaičiuoti.
Per užsiėmimus
Namų darbų tikrinimas savarankiško darbo metodu
1 variantas
1. Ar įmanoma sukurti ar sunaikinti elektros krūvį? Kodėl? Paaiškinkite elektros krūvio tvermės dėsnio esmę.
2. Ore yra du kūnai, kurių neigiami elektriniai krūviai atstumia vienas kitą 0,9 N. Atstumas tarp krūvių yra 8 cm jų skaičius.
Sprendimas. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/k e ; N = 5 · 1012 (elektronai)
2 variantas
1 Kodėl trinties metu skirtingi kūnai įsielektrina, o vienarūšiai neįsielektrina?
Susisiekė trys laidūs rutuliai, pirmojo rutulio įkrova buvo 1,8 10-8 C, antrojo - 0,3 10-8 C, trečiojo - be krūvio. Kaip krūvis pasiskirsto tarp kamuoliukų? Su kokia jėga du iš jų sąveikaus vakuume 5 cm atstumu vienas nuo kito?
Sprendimas. q1+q2+q3= 3q; q = (q1 + q2 + q3) / 3q = 0,5 · 10–8 (C)
F= k q2/r2; F = 9,10-5 (H)
Naujos medžiagos mokymasis
1. Vieno mokesčio poveikio perkėlimo kitam klausimo aptarimas. Kalbama iš trumpojo nuotolio veiksmo teorijos (laukas sklinda šviesos greičiu) ir veiksmo per atstumą teorijos (visos sąveikos sklinda akimirksniu) „šalininkų“. Mokinių pasirodymus lydi elektrifikuotų kūnų sąveikos eksperimentų demonstravimas. Studentai gali užduoti klausimus apie vienos ar kitos teorijos šalininkus.
Mokytojas padeda mokiniams padaryti teisingas išvadas ir veda mokinius susidaryti elektrinio lauko sampratą.
2. Elektrinis laukas - ypatinga materijos forma, kuri egzistuoja nepriklausomai nuo mūsų ir mūsų žinių apie ją.
3. Pagrindinė elektrinio lauko savybė- elektros krūvių veikimas tam tikra jėga.
| Elektrostatinis laukas | Stacionarių krūvių elektrostatinis laukas visiškai nekinta ir yra neatsiejamai susijęs su jį formuojančiais krūviais. | ||
| Elektrinio lauko stiprumas: E= F/ q | Jėgos, kuria elektrinis laukas veikia bandomąjį teigiamą krūvį, ir šio krūvio vertės santykis. Vektorius Ē̄̄̄̄̄ sutampa su teigiamą krūvį veikiančios jėgos kryptimi. | ||
| Taškinio krūvio elektrinio lauko stipris. E =q0/4πξ0ξr2 | Taškinio krūvio elektrinio lauko stipris tam tikrame erdvės taške yra tiesiogiai proporcingas lauko šaltinio krūvio moduliui ir atvirkščiai proporcingas atstumo nuo lauko šaltinio iki tam tikro erdvės taško kvadratui. | ||
| Elektrostatinio lauko linijos | Tai tiesės, kurių liestinės kiekviename lauko taške sutampa su lauko stiprumo kryptimi tame taške. | ||
| Lauko superpozicijos principas: E = E1+E2+E3+… | Kai uždengiami kelių taškinių krūvių laukai, susidaro elektrostatinis laukas, kurio stiprumas bet kuriame taške yra lygus kiekvieno komponentinio lauko stiprių geometrinei sumai. | ||
| Patirties demonstravimas: „Laukų superpozicijos principo pagrindimas“ | Pakabinkite „bandomąjį įkrovą“ (putplasčio plokštę) ant nailono sriegio. Smūgis „bandomasis įkrovimas“ su įkrautu kūnu. Tada atsineškite kitą įkrautą kūną ir stebėkite jo poveikį „bandomajam įkrovimui“. Išimkite pirmąjį įkrautą kūną ir stebėkite antrojo įkrauto kūno veikimą. Padarykite išvadą. | ||
Savarankiškas darbas su knyga.
1. Vadovėlyje perskaitykite elektrinio lauko linijų apibrėžimą.
2. Atidžiai pažiūrėkite į 181 – 184 paveikslus, kuriuose pavaizduoti įvairių įkrautų kūnų ir kūnų sistemų įtempimo linijų pavyzdžiai.
3. Atsakykite į klausimus.
A) Kaip paveiksluose pavaizduotas tempimo vektoriaus dydis? Pagal kokį išorinį požymį galima atskirti lauką, kuriame intensyvus veiksmas?
B) Kur prasideda ir baigiasi elektrinio lauko linijos?
K) Ar įtempimo linijose yra trūkių?
D) Kaip išsidėsčiusios elektrinio lauko linijos įkrauto kūno paviršiaus atžvilgiu?
D) Kokiu atveju elektrinis laukas gali būti laikomas vienodu?
E) Palyginkite taškinio krūvio ir vienodai įkrauto rutulio lauko linijų paveikslėlį.
G) Išsiaiškinkite, kokia formule ir kokiomis leistinomis ribomis galite apskaičiuoti laidžiojo rutulio lauko stiprumą.
Apibendrinkime pamoką
Namų darbai: §92 – 94.
- Pamokos tikslas: suformuoti idėjas apie elektrostatinio lauko potencialumą, nustatyti elektrostatinių jėgų darbo nepriklausomumą nuo trajektorijos formos, supažindinti su potencialo sąvoka, išsiaiškinti potencialo fizikinę reikšmę. skirtumą, išvesti...
- Pamokos tikslas: kontroliuoti mokinių žinias ir įgūdžius, įgytas studijuojant šią temą. Pamokos eiga Organizacinis momentas Variantas – 1 (lygis – 1) 1. Du balai...
- Pamokos tikslas: remiantis metalinio laidininko modeliu, tirti elektrostatinės indukcijos reiškinį; išsiaiškinti dielektrikų elgesį elektrostatiniame lauke; pristatyti dielektrinės konstantos sąvoką. Pamokos eiga Namų darbų tikrinimas...
- Pamokos tikslas: suformuoti idėją apie elektromagnetinę bangą kaip elektrinių ir magnetinių laukų sąveiką; palyginkite elektromagnetines bangas su mechaninėmis bangomis pagal tam tikras charakteristikas, bendras abiem...
- Pamokos tikslas: ugdyti gebėjimus spręsti problemas naudojant įtempimo, potencialo, elektrinio lauko darbo krūviui judinti sąvokas; toliau ugdyti gebėjimą mąstyti, lyginti, daryti išvadas, formuluoti...
- Pamokos tikslas: suformuoti mokiniams idėją apie elektrinį ir magnetinį lauką kaip vieną visumą - elektromagnetinį lauką. Pamokos eiga Namų darbų tikrinimas naudojant testavimą...
- Pamokos tikslas: išvesti elektrinio lauko stiprio ir potencialų skirtumo ryšio formulę, supažindinti su ekvipotencialių paviršių samprata, ugdyti gebėjimą pritaikyti įgytas teorines žinias sprendžiant kokybinio...
- Pamokos tikslas: išsiaiškinti mokinių teorinių žinių lygį
Tema: Elektrinis laukas. Elektrinio lauko stiprumas. Lauko superpozicijos principas
Pamokos tikslas: tęsti „elektrinio lauko“ sąvokos formavimą, supažindinti su pagrindine jos charakteristika; ištirti elektrinių laukų superpozicijos principą.
Užsiėmimų metu:
1.Organizavimo momentas. Pamokos tikslų ir uždavinių nustatymas.
2. Žinių testas:
Fizinis diktantas
Kėbulų elektrifikavimas. Krūvio išsaugojimo dėsnis. Kulono dėsnis
Kaip vadinasi fizikos šaka, tirianti stacionarius įkrautus kūnus? /elektrostatika/
Kokia sąveika vyksta tarp įkrautų kūnų ir dalelių? /elektromagnetinis/
Koks fizikinis dydis lemia elektromagnetinę sąveiką? /elektros krūvis/
Ar krūvio dydis priklauso nuo pasirinkto atskaitos rėmo? /ne/
Ar galime sakyti, kad sistemos krūvis susideda iš į sistemą įtrauktų kūnų krūvių? /Gali/
Kaip vadinamas procesas, dėl kurio ant kūnų atsiranda elektros krūviai? /Elektrifikacija/
Jei kūnas yra elektra neutralus, ar tai reiškia, kad jame nėra elektros krūvių? /ne/
Ar tiesa, kad uždaroje sistemoje visų sistemos kūnų krūvių algebrinė suma išlieka pastovi? /taip/
Jei uždaroje sistemoje sumažėjo įkrautų dalelių, ar tai reiškia, kad sumažėjo ir visos sistemos krūvis? /ne/
Ar elektrifikuodami sukuriame elektros krūvį? /ne/
Ar gali krūvis egzistuoti nepriklausomai nuo dalelės? /ne/
Kūnas, kurio bendras teigiamas dalelių krūvis yra lygus bendram neigiamam dalelių krūviui, yra... /Neutralus/
Kaip pasikeis įkrautų dalelių sąveikos jėga, padidėjus bet kurios iš šių dalelių krūviui? /Padidės/
Kaip pasikeis sąveikos jėga, kai krūviai pateks į terpę? /Sumažės/
Kaip pasikeis sąveikos jėga, kai atstumas tarp krūvių padidės 3 kartus? /Sumažės 9 kartus/
Kaip vadinasi dydis, apibūdinantis terpės elektrines savybes? /terpės dielektrinė konstanta/
Kokiais vienetais matuojamas elektros krūvis? /Pakabučiuose/
3.Naujos medžiagos mokymasis
Elektrinis laukas
Krūvinių sąveika pagal Kulono dėsnį yra eksperimentiškai nustatytas faktas. Tačiau tai neatskleidžia paties sąveikos proceso fizinio vaizdo. Ir tai neatsako į klausimą, kaip vyksta vieno krūvio veikimas kitam.
Faradėjus pateikė tokį paaiškinimą: Aplink kiekvieną elektros krūvį visada yra elektrinis laukas. Elektrinis laukas yra materialus objektas, kuris yra ištisinis erdvėje ir gali veikti kitus elektros krūvius. Elektros krūvių sąveika yra įkrautų kūnų lauko veikimo rezultatas.
Elektrinis laukas – stacionarių elektros krūvių sukurtas laukas.
Elektrinį lauką galima aptikti, jei į tam tikrą tašką įvedamas bandomasis (teigiamas) krūvis.
Bandymo taško krūvis – tai krūvis, neiškraipantis tiriamo lauko (nesukeliantis lauką sukuriančių krūvių perskirstymo).
Elektrinio lauko savybės:
Veikia pagal kaltinimus su tam tikra jėga.
Nejudančio krūvio sukuriamas elektrinis laukas, t.y. elektrostatinės laikui bėgant nesikeičia.
Elektrinis laukas yra ypatinga materijos rūšis, kurios judėjimas nepaklūsta Niutono mechanikos dėsniams. Šio tipo medžiaga turi savo dėsnius, savybes, kurių negalima supainioti su niekuo kitu aplinkiniame pasaulyje.
Elektrinio lauko stiprumas
Fizinis dydis, lygus jėgos, kuria elektrinis laukas veikia bandomąjį krūvį, santykiuiq, iki šio krūvio vertės vadinamaelektrinio lauko stiprumas
ir yra paskirtas 
:
.
Įtempimo vienetas yra 1N/C arba 1V/m.
Elektrinis laukas ir Kulono jėgos intensyvumo vektoriai yra nukreipti kartu.
Elektrinis laukas, kurio stiprumas visuose erdvės taškuose yra vienodas, vadinamas vienodu.
Įtempimo linijos (lauko linijos) – linijos, kurių liestinės kiekviename taške sutampa su vektoriaus kryptimi .
Tam, kad įtempimo linijas būtų galima apibūdinti ne tik elektrostatinio lauko krypties, bet ir intensyvumo reikšmei, jos brėžiamos tam tikru tankiu: įtempimo linijų, prasiskverbiančių į vienetinį paviršiaus plotą, statmeną įtempimo linijoms, skaičius turi būti lygus vektoriaus modulis .
Jei lauką sukuria taškinis krūvis, tai intensyvumo linijos yra radialinės tiesės, kylančios iš krūvio, jei jis teigiamas, ir įtrauktas į jį, jei mokestis neigiamas.
Lauko superpozicijos principas
Patirtis rodo, kad jei elektros krūvis q kelių šaltinių elektriniai laukai veikia vienu metu, tada susidariusi jėga pasirodo lygi sumai, veikiančiai iš kiekvieno lauko atskirai.
Elektriniai laukai paklūsta superpozicijos principui:
Krūvių sistemos sukurto lauko stiprumas yra lygus lauko stiprių, kuriuos tam tikrame taške sukuria kiekvienas krūvis atskirai, geometrinei sumai:
arba 
4. Medžiagos tvirtinimas
Problemų sprendimas iš kolekcijos. problemos red. Rymkevičius Nr.696 697 698
Namų darbai: §92,93,94
Pamokos tipas: probleminis-vystomasis
Pamokos tikslas: Sukurkite sąlygas:
- idėjų apie elektrinį lauką ir jo poveikį organizmui formavimas; elektrinė jėga ir jos priklausomybė nuo atstumo tarp kūnų.
- komunikacinės kompetencijos ugdymas per gebėjimą analizuoti, lyginti ir daryti išvadas;
- tolerancijos ir sąmoningo požiūrio į mokymąsi ugdymas.
Įranga:
- medinė liniuotė,
- stiklo ir ebonito strypas,
- elektrostatinės rankovės,
- D. Maxwell, O. Coulon portretai.
Pamokos technologija: dialogą.
Treniruočių formos: frontalinis, grupinis, individualus, poromis.
Mokymo metodai:žodinis, praktiškas.
Pažangos pamoka
1. Organizacinis momentas(1 minutė.)
Patirtis: Liniuotė dedama ant kėdės atlošo, kad ji būtų pusiausvyroje. Ebonito įkrauta lazda paimama ir nešama link liniuotės jos neliečiant. Valdovas išeina iš poilsio.
2. Žinių atnaujinimas.
- Kaip galite paaiškinti eksperimento rezultatus?
- Kodėl valdovas juda?
Studijuodami mechaniką sužinojome, kad vieno kūno veikimas kitam vyksta tiesiogiai per kūnų sąveiką ir šiame eksperimente stebime ne kontaktą, o judėjimą.
- Kaip šiuo atveju paaiškintume kūnų sąveiką?
Lentoje užrašome pagrindinius žodžius: jėga, sąveika.
- Galima daryti prielaidą, kad aplink įkrautą kūną egzistuoja erdvė su ypatingomis savybėmis. Yra problema, kurią reikia išspręsti.
Raštas lentoje kairėje (ženklas?).
Nubrėžkime savo pamokos tikslus (mokiniai suformuluoja pamokos tikslą, o mokytojas patikslina). Parodyta, kad patirtis padeda išspręsti problemą. Prie ramiai kabančio šovinio korpuso priartėja ebonito strypas, o paskui stiklinis, o atstumas tarp šovinio korpuso ir įkrauto korpuso keičiasi. Eksperimento rezultatus analizuoja studentai.
Rašyti ant lentos:
- Atstūmimas.
- Atrakcija.
- Kas lemia jėgą, su kuria sąveikauja elektriniai kūnai?
Rašyti ant lentos. Iš atstumo.
- Kaip jie sąveikauja? (mokiniai daro išvadą: kuo artimesnis atstumas tarp kūnų, tuo stipresnės sąveikos jėgos ir atvirkščiai).
Peržiūrėję ir išanalizavę eksperimentus, ištyrėme, kaip vyksta įkrautų kūnų sąveika ir kokiomis priemonėmis ši sąveika vyksta, kol kas nežinome.
Mokytojas: Daugelis mokslininkų tyrė įkrautų kūnų sąveiką, tačiau M. Faradėjus ir D. Maksvelas, O. Kulonas įnešė ypatingą indėlį. Dėl to buvo nustatyta, kad kiekvieną įkrautą kūną supa ypatinga materijos savybė, kuri vadinama elektriniu lauku.
Taigi, kas yra ši erdvė su ypatingomis savybėmis, per kurias vyksta sąveika tarp įkrautų kūnų?
Rašyti ant lentos. Elektrinis laukas.
Lentoje rodoma pagalbinė santrauka.
Darbas su vadovėliu, su informacine literatūra (mokiniai pateikia elektrinio lauko apibrėžimą, elektrinio lauko ypatybes).
3. Žinių sisteminimas.
Mokytojas: Šiandien klasėje susipažinome su ypatinga materijos rūšimi, kuri egzistuoja nepriklausomai nuo mūsų ir mūsų žinių apie ją. Ir tai vadinama elektriniu lauku, kuris egzistuoja aplink įkrautą kūną, o vieno krūvio laukas veikia kito krūvio lauką tam tikra jėga ir ši jėga vadinama elektrine jėga (darbas su atskaitos natomis).
Dirbkite grupėse, per vieną minutę turite rasti problemos sprendimą, kuris jums bus pasiūlytas.
- K-1. Kaip galite panaudoti elektrinį lauką šalia įkrautos lazdos, kad medvilnės gabalėlis plūduriuotų ore? Parodykite patirtį ir paaiškinkite ją.
- K-2. Naudodami turimas medžiagas parodykite elektrinio lauko poveikį ir paaiškinkite.
- K-3. Ar generalinio namų valymo metu nublizgintus paviršius ir stiklus nuvalome sausa šluoste iš sintetinio audinio, o nudažytus aliejiniais dažais – drėgna šluoste? Kodėl valydami „jaučiame“ skirtingai?
Ir tada reikia įvertinti savo darbą klasėje. Pateikiami žinių patikrinimo lapai. Kur reikia atsakyti į klausimus. Tada leisite savo kolegai patikrinti jūsų atsakymus, kur jis jums įvertins.
4. Refleksijos stadija.
Žinių testo lapas
Tema: Elektrinis laukas. Elektrinio lauko stiprumas
Pamokos tikslas : 1) Prisiminkite elektrinio lauko sąvoką. Suformuokite elektrinio lauko stiprumo sampratą
Ugdykite loginį ir abstraktų mąstymą, gebėjimą samprotauti, ginti savo požiūrį, daryti išvadas.
Aktyvios gyvenimo pozicijos puoselėjimas, mokslinės pasaulėžiūros ugdymas.
Įranga : Edukacinis pristatymas, video, interaktyvi lenta
Per užsiėmimus
1. Įvadas . Pamokos tikslų ir uždavinių nustatymas
2. Namų darbų kontrolė
Mokiniai patys pasirenka atsakymo temą.
Darbas su periodine lentele
Kiek elektronų yra vandens molekulėje H 2 O (10)
Kiek elektronų yra anglies dioksido molekulėje CO 2 (28)
Kiek protonų yra geležies oksido molekulėje Fe 2 O 3 (56)
Charleso Coulono patirtis
valstijos Kulono dėsnis
Proporcingumo koeficiento fizinė reikšmė
Kulono dėsnio taikymo ribos
Problemos, susijusios su Kulono dėsnio taikymu
Kaip pasikeis Kulono sąveikos jėga tarp dviejų taškinių krūvių, kai kiekvienas krūvis padidės tris kartus? (padidėja 9)
Kaip pasikeis krūvių sąveikos jėga, jei atstumas sumažės 2 kartus? (padidės 4 kartus)
Kaip pasikeis dviejų taškinių krūvių Kulono sąveikos jėga, kai kiekvienas krūvis padidės tris kartus, jei atstumas bus sumažintas 2 kartus? (padidinti 36 kartus)
Du identiški metaliniai rutuliai yra įkrauti vienodo dydžio, bet priešingo ženklo krūviais. Kamuoliai buvo sujungti ir atskirti. Nustatykite krūvių sąveikos jėgą. (0)
3. Naujos medžiagos paaiškinimas. (Pokalbis)
Atsakėme į klausimą Kaipįkrauti kūnai sąveikauja. Tačiau jie nieko nesakė apie tai, kaip atliekamas vieno kaltinimo veiksmas kitam.
Pirmiausia aptarkime klausimą, kaip apskritai vyksta sąveika tarp kūnų.
1) Veiksmo per atstumą teorija ( Kūnai sąveikauja vienas su kitu per atstumą ir sąveika perduodama akimirksniu)
2) Trumpojo nuotolio veikimo teorija(Sąveikai įvykti reikalingas tarpinis agentas)
Kuri teorija labiausiai tinka įkrautų kūnų sąveikai apibūdinti?
3) Michaelas Faradėjus. ( Yra elektrinis laukas)
Jamesas Maxwellas. ( Sukūrė elektromagnetinio lauko teoriją)
4) Elektrinis laukas yra ypatinga materijos forma
Savybės:
Užtaisą veikia tam tikra jėga
Sukurtas elektros krūvių
Aptikta pagal jo poveikį elektros krūviams
5) Įtampa – elektriniam laukui būdinga jėga
Apibrėžimas:Įtempimas yra fizikinis dydis, lygus jėgos, kuria elektrinis laukas veikia bandomąjį elektros krūvį, ir šio krūvio vertės santykiui.
Vienetai:(Nepriklausomai) N/C
Įtempimo vektoriaus kryptis sutampa su jėgos, veikiančios iš elektrinio lauko teigiamą krūvį, kryptimi
Nubrėžkite įtempimo vektorius taškuose A ir B
6) Taškinio krūvio lauko stiprio formulės išvedimas. (savarankiškai)
7) Laukų superpozicijos principas
8) Elektrinio lauko stiprumo linijos
Tiesės, kurių liestinės sutampa su intensyvumo vektoriaus kryptimi tam tikrame lauko taške
9) Elektrinio lauko linijų savybės
§ 91-94
17 pratimas (1)
Pradėkite nuo teigiamų ir baigkite neigiamais krūviais
Nesikryžkite
Ką naujo išmokote? (Formulės)
6) Namų darbai
Įvertinimas
Vieningo valstybinio egzamino disciplinos skyrius: _________ _
Iš viso pamokų temoje –_18___
№ pamoka iš šios temos _4____
Pamokos tema « Elektra. Srovės stiprumas »
Pateikta pamokos santrauka
PILNAS VARDAS. _ __ Bryleva Lilija Zakirzyanovna_
Akademinis vardas, pareigos: Fizikos mokytojas
Darbo vieta: Savivaldybės ugdymo įstaiga 6 vidurinė mokykla
Fizikos pamokų užrašai
"Elektra. Dabartinė jėga“.
Pamokos tikslai:
Mokomoji – pateikite elektros srovės sampratą ir išsiaiškinkite, kokiomis sąlygomis ji atsiranda. Įveskite elektros srovę apibūdinančius kiekius.
Lavinamieji – formuoti intelektinius įgūdžius analizuoti ir lyginti eksperimentų rezultatus; suaktyvinti mokinių mąstymą ir gebėjimą daryti išvadas.
edukacinis - pažintinio domėjimosi dalyku ugdymas, mokinių akiračio plėtimas, pamokų metu įgytų žinių panaudojimo gyvenimiškose situacijose parodymas.
Pamokos tipas: pamoka apie naujų žinių mokymąsi.
Įranga: pranešimas tema „Elektros srovė. Dabartinė jėga“.
Pamokos planas.
Laiko organizavimas.
Žinių atnaujinimas.
Naujos medžiagos mokymasis.
Konsolidavimas.
Apibendrinant.
1. Organizacinis momentas.
Pasiruošimas mokytis naujos medžiagos.
Šiandien susipažinsime su sąvokomis: elektros srovė, srovės stipris ir elektros srovės egzistavimo sąlygos.
3. Žinių atnaujinimas.
Ekrane yra skaidrės numeris 2.
Visi puikiai žinote posakį „elektros srovė“, bet dažniau vartojame žodį „elektra“. Šios sąvokos taip seniai tapo mūsų gyvenimo dalimi, kad net nesusimąstome apie jų reikšmę. Taigi ką jie reiškia?
Ankstesnėse pamokose iš dalies palietėme šią temą, būtent, studijavome stacionarius įkrautus kūnus. Kaip prisimenate, ši fizikos šaka vadinama elektrostatika.
Ekrane yra skaidrės numeris 3.
Gerai, dabar pagalvok. Ką reiškia žodis „dabartinis“?
Judėjimas! Tai reiškia „elektros srovę“, tai yra įkrautų dalelių judėjimas. Būtent šį reiškinį ir nagrinėsime tolesnėse pamokose.
8 klasėje iš dalies tyrėme šį fizikinį reiškinį. Tada mes pasakėme, kad „elektros srovė yra nukreiptas įkrautų dalelių judėjimas“.
Šiandien pamokoje nagrinėsime paprasčiausią įkrautų dalelių kryptingo judėjimo atvejį – nuolatinę elektros srovę.
Naujos medžiagos mokymasis.
Nuolatinei elektros srovei atsirasti ir egzistuoti medžiagoje būtina laisvų įkrautų dalelių buvimas, kurių judėjimas laidininke sukelia elektros krūvio perkėlimą iš vienos vietos į kitą.
Ekrane yra skaidrės numeris 5.
Tačiau jei įkrautos dalelės patiria atsitiktinį terminį judėjimą, pavyzdžiui, laisvieji elektronai metale, tada krūvio perdavimas nevyksta, o tai reiškia, kad nėra elektros srovės.
Ekrane yra 6 skaidrės numeris.
Elektros srovė atsiranda tik tvarkingai (kryptingai) įkrautų dalelių (elektronų ar jonų) judėjimui.
Ekrane – skaidrės numeris 7.
Kaip priversti įkrautas daleles tvarkingai judėti?
Mums reikia jėgos, veikiančios juos tam tikra kryptimi. Kai tik ši jėga nustos veikti, tvarkingas dalelių judėjimas nutrūks dėl elektrinės varžos, kurią jų judėjimui sukelia metalų kristalinės gardelės jonai arba neutralios elektrolitų molekulės.
Ekrane – skaidrės numeris 8.
Taigi iš kur ši galia? Sakėme, kad įkrautas daleles veikia Kulono jėga F = q E (Kulono jėga lygi krūvio ir intensyvumo vektoriaus sandaugai), kuri yra tiesiogiai susijusi su elektriniu lauku.
Ekrane yra skaidrės numeris 9.
Paprastai tai yra elektrinis laukas laidininko viduje, kuris sukelia ir palaiko tvarkingą įkrautų dalelių judėjimą. Jei laidininko viduje yra elektrinis laukas, tai yra potencialų skirtumas tarp laidininko galų. Kai potencialų skirtumas laikui bėgant nekinta, laidininke susidaro pastovi elektros srovė.
Ekrane – skaidrės numeris 10
Tai reiškia, kad be įkrautų dalelių, elektros srovės egzistavimui, yra ir elektrinis laukas.
Kai tarp bet kurių laidininko taškų susidaro potencialų skirtumas (įtampa), sutrinka krūvių balansas ir laidininke įvyks krūvių judėjimas, vadinamas elektros srove.
Ekrane – skaidrės numeris 11.
Taigi nustatėme dvi elektros srovės egzistavimo sąlygas:
nemokamų mokesčių buvimas,
elektrinio lauko buvimas.
Ekrane yra skaidrės numeris 12.
Taigi: ELEKTROS SROVĖ – tai kryptingas, tvarkingas įkrautų dalelių (elektronų, jonų ir kitų įkrautų dalelių) judėjimas. Tie. elektros srovė turi tam tikrą kryptį. Srovės kryptis laikoma teigiamai įkrautų dalelių judėjimo kryptimi. Iš to išplaukia, kad srovės kryptis sutampa su elektrinio lauko stiprumo vektoriaus kryptimi. Jei srovė susidaro judant neigiamo krūvio dalelėms, tai srovės kryptis laikoma priešinga dalelių judėjimo krypčiai. (Šis srovės krypties pasirinkimas nėra labai sėkmingas, nes dažniausiai srovė atspindi tvarkingą elektronų – neigiamai įkrautų dalelių – judėjimą. Srovės kryptis buvo pasirinkta tuo metu, kai apie laisvuosius elektronus metaluose nieko nebuvo žinoma.)
Ekrane yra skaidrės numeris 13.
Mes tiesiogiai nematome dalelių judėjimo laidininke. Apie elektros srovės buvimą reikia spręsti pagal ją lydinčius veiksmus ar reiškinius.
Ekrane yra skaidrės numeris 14.
Šiluminis elektros srovės poveikis. Laidas, kuriuo teka srovė, įkaista (užsidega kaitrinė lemputė);
Ekrane yra skaidrės numeris 15.
Elektros srovės magnetinis poveikis. Laidininkas su srove pritraukia arba įmagnetina kūnus, su srove sukasi statmenai vielai, magnetinė rodyklė;
Ekrane yra 16 skaidrė.
Cheminis elektros srovės poveikis. Elektros srovė gali pakeisti cheminę laidininko sudėtį, pavyzdžiui, išskirdama jo chemines sudedamąsias dalis (vandenilis ir deguonis išsiskiria iš parūgštinto vandens, pilamo į U formos stiklinį indą).
Magnetinis efektas yra pagrindinis, nes jis stebimas visuose laidininkuose, superlaidininkuose šiluminio efekto nėra, o cheminis poveikis pastebimas tik tirpaluose ir elektrolitų lydaluose.
Ekrane yra skaidrės numeris 17.
Kaip ir daugelis fizikinių reiškinių, elektros srovė turi kiekybinę charakteristiką, vadinamą srovės stipriu: jei per skerspjūvį laidininkas per laiką ∆t neša krūvį ∆q, tada vidutinė srovės vertė yra: I=∆q/∆t(srovės stiprumas lygus įkrovos ir laiko santykiui).
Taigi vidutinė srovės stipris yra lygus krūvio ∆q, einančio per laidininko skerspjūvį per laiko intervalą ∆t, santykiui su šiuo laikotarpiu.
SI (tarptautinėje sistemoje) srovės vienetas yra amperas, žymimas 1 A = 1 C/s (vienas amperas yra lygus 1 kulonui per 1 sekundę)
Atkreipkite dėmesį: jei srovė laikui bėgant nesikeičia, srovė vadinama pastovia.
Ekrane yra skaidrės numeris 18.
Srovės stipris gali būti teigiama reikšmė, jei srovės kryptis sutampa su įprastai parinkta teigiama kryptimi išilgai laidininko. Priešingu atveju srovė yra neigiama.
Ekrane yra skaidrės numeris 19.
Srovės stiprumui matuoti naudojamas prietaisas - ampermetras. Šių prietaisų projektavimo principas pagrįstas magnetiniu srovės veikimu. Elektros grandinėje ampermetras nuosekliai prijungiamas prie prietaiso, iš kurio turi būti matuojama srovė. Scheminis ampermetro vaizdas yra apskritimas, kurio centre yra raidė A.
Ekrane yra skaidrės numeris 20.
Be to, srovės stiprumas yra susijęs su dalelių kryptingo judėjimo greičiu. Parodykime šį ryšį.
Tegul cilindrinis laidininkas turi skerspjūvį S. Laikykime teigiamą laidininko kryptį iš kairės į dešinę. Kiekvienos dalelės krūvis bus laikomas lygiu q 0. Laidininko tūris, apribotas 1 ir 2 skerspjūviais, kurių atstumas ∆L, yra dalelių N = n·S·∆L, kur n yra koncentracija dalelių.
Ekrane yra skaidrės numeris 21.
Jų bendras krūvis pasirinktame tūryje lygus q = q 0 ·n·S·∆L (krūvis lygus dalelių krūvio sandaugai pagal koncentraciją, plotą ir atstumą). Jei dalelės juda iš kairės į dešinę vidutiniu greičiu v, tai per laiką ∆t = ∆L/v, lygų atstumo ir greičio santykiui, visos nagrinėjamame tūryje esančios dalelės praeis per 2 skerspjūvį. srovės stiprumas randamas pagal šią formulę.
I = ∆q/∆t = (q 0 · n · S · ∆L · v) / ∆L= q 0 · n · S · v
Ekrane yra skaidrės numeris 22.
Naudodamiesi šia formule, pabandykime nustatyti elektronų tvarkingo judėjimo laidininke greitį.
V = I/( e·n·S),
Kur e– elektronų krūvio modulis.
Ekrane yra skaidrės numeris 23.
Tegul srovės stipris I = 1A, o laidininko skerspjūvio plotas S = 10 -6 m 2, vario koncentracija n = 8,5 10 28 m -3. Vadinasi,
V = 1/(1,6 · 10 -19 · 8,5 · 10 28 · 10 -6) = 7 · 10 -5 m/s
Kaip matome, tvarkingo elektronų judėjimo laidininke greitis yra mažas.
Ekrane yra skaidrės numeris 24.
Norėdami įvertinti, koks mažas, pĮsivaizduokime labai ilgą srovės grandinę, pavyzdžiui, telegrafo liniją tarp dviejų miestų, atskirtų vienas nuo kito, tarkime, 1000 km. Kruopštūs eksperimentai rodo, kad srovės poveikis antrajame mieste pradės reikštis, tai yra, ten esančiuose laidininkuose elektronai pradės judėti maždaug po 1/300 sekundės po judėjimo laidus pirmame mieste. prasidėjo miestas. Dažnai ne itin griežtai, bet labai aiškiai sakoma, kad srovė laidais sklinda 300 000 km/s greičiu. Tačiau tai nereiškia, kad krūvininkų judėjimas laidininke vyksta tokiu didžiuliu greičiu, kad elektronas arba jonas, kuris mūsų pavyzdyje buvo pirmame mieste, antrąjį pasieks per 1/800 sekundės. . Visai ne. Nešėjų judėjimas laidininke beveik visada vyksta labai lėtai, kelių milimetrų per sekundę greičiu, o dažnai ir dar mažesniu greičiu. Todėl matome, kad turime atidžiai atskirti ir nepainioti sąvokų „dabartinis greitis“ ir „krūvininkų greitis“.
Ekrane yra skaidrės numeris 25.
Taigi greitis, kurį trumpumui vadiname „srovės greičiu“, yra elektrinio lauko pokyčių sklidimo išilgai laidininko greitis, o ne krūvininkų judėjimo jame greitis.
Paaiškinkime tai mechanine analogija. Įsivaizduokime, kad du miestus jungia naftotiekis ir viename iš šių miestų pradėjo veikti siurblys, padidinantis alyvos slėgį toje vietoje. Šis padidėjęs slėgis vamzdyje esančiu skysčiu pasklis dideliu greičiu – apie kilometrą per sekundę. Taigi, per sekundę dalelės pradės judėti, tarkime, 1 km atstumu nuo siurblio, po dviejų sekundžių - 2 km atstumu, per minutę - 60 km atstumu ir tt Po maždaug ketvirtį valandos iš antrojo miesto vamzdžio pradės tekėti nafta. Tačiau pačios naftos dalelės juda daug lėčiau ir gali praeiti kelios dienos, kol konkrečios naftos dalelės pasieks iš pirmojo miesto į antrą. Grįžtant prie elektros srovės, reikia pasakyti, kad „srovės greitis“ (elektrinio lauko sklidimo greitis) yra panašus į slėgio sklidimo naftotiekiu greitį, o „nešiklių greitis“ yra panašus į greitį. paties aliejaus dalelių judėjimo.
5. Konsolidavimas.
Ekrane – skaidrės numeris 26
Šiandien klasėje apžvelgėme pagrindinę elektrodinamikos koncepciją:
Elektra;
Sąlygos, būtinos elektros srovei egzistuoti;
Elektros srovės kiekybinės charakteristikos.
Ekrane – skaidrė Nr.27
Dabar pažvelkime į tipiškų problemų sprendimą:
1. Plytelė įtraukta į apšvietimo tinklą. Kiek elektros prateka per 10 minučių, jei srovė maitinimo laide yra 5A?
Sprendimas: laikas SI sistemoje 10 minučių = 600 s,
Pagal apibrėžimą srovė yra lygi įkrovos ir laiko santykiui.
Vadinasi, krūvis yra lygus srovės ir laiko sandaugai.
Q = I t = 5A 600 s = 3000 C
Ekrane – skaidrė Nr.28
2. Kiek elektronų praeina per kaitrinės lempos siūlą per 1 s, kai srovė lempoje yra 1,6 A?
Sprendimas: elektrono krūvis yra e= 1,6 10 -19 C,
Visą mokestį galima apskaičiuoti pagal formulę:
Q = I t – krūvis lygus srovės ir laiko sandaugai.
Elektronų skaičius lygus bendro krūvio ir vieno elektrono krūvio santykiui:
N = q/ e
tai reiškia
N = I t / e= 1,6 A 1 s / 1,6 10 -19 Cl = 10 19
Ekrane – skaidrė Nr.29
3. Laidininku per metus teka 1 A srovė. Raskite elektronų masę, perėjusią per laidininko skerspjūvį. Elektrono krūvio ir jo masės santykis e/m e = 1,76 10 +11 C/kg.
Sprendimas: elektronų masę galima apibrėžti kaip elektronų skaičiaus ir elektrono masės sandaugą M = N m e. Naudojant formulę N = I t / e(žr. ankstesnę problemą), mes nustatome, kad masė yra lygi
М = m e I t / e= 1A 365 24 60 60 s/(1,76 10 +11 C/kg) = 1,8 10 -4 kg.
Ekrane – skaidrė Nr.30
4. Laidyje, kurio skerspjūvio plotas yra 1 mm 2, srovė yra 1,6 A. Elektronų koncentracija laidininke yra 10 23 m -3, kai temperatūra 20 0 C. Raskite vidutinį elektronų kryptingo judėjimo greitį ir palyginkite jį su elektronų šiluminiu greičiu.
Sprendimas: Norėdami nustatyti vidutinį elektronų kryptingo judėjimo greitį, naudojame formulę
Q = q 0 n S v t (krūvis lygus dalelių krūvio sandaugai pagal koncentraciją, plotą, greitį ir laiką).
Kadangi I = q/t (srovės stipris yra lygus įkrovos ir laiko santykiui),
Tada I = q 0 n S v => v = I/ (q 0 n S)
Apskaičiuokime ir gaukime elektronų judėjimo greičio reikšmę
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 => (iš čia išplaukia)
= 11500 m/s
Šiluminio judėjimo greitis yra 115 kartų didesnis.
Apibendrinant.
Ekrane – skaidrės numeris 31
Užsirašykite savo namų darbus.
V.A.Kasjanovo fizikos vadovėlis 11 kl. §1,2, problemos §2 (1-5).
Ekrane – skaidrės numeris 32.
Ačiū už dėmesį. Linkime sėkmės atliekant savarankiškus pratimus šia tema!
Anotacija patikrinta
Švietimo skyriaus metodininkė:__________________________________________________
Jerevano valstybinio pedagoginio universiteto ekspertų taryba:_______________________________________________
Data:_____________________________________________________________
Parašai:_________________________________________________________________
