Lektion 57 Ämne: Elektriskt fält. Elektrisk fältstyrka. Principen för fältsuperposition Mål: avslöjande av det elektriska fältets materiella natur och bildandet av begreppet elektrisk fältstyrka
Lektionens mål: bekanta eleverna med det elektriska fältets effektegenskaper;
∙ att bilda informell kunskap i tolkningen av begreppet "elektrisk fältstyrka;
∙ odla en medveten inställning till lärande och intresse för att studera fysik.
Lektion: lära sig nytt material Utrustning: lättmetallhylsa av folie, plexiglassticka, plymer på stativ, elektroformaskin, kula på en sidentråd, kondensatorplattor, presentation, blixtanimation Lektionens framsteg
- Upprepning av det man har lärt sig
- Formulera Coulombs lag Vad är den fysiska betydelsen av koefficienten k? Bestäm gränserna för tillämpligheten av Coulombs lag?
- Fysisk diktering. Lagen om bevarande av elektrisk laddning. Coulombs lag. (ömsesidig verifiering)
Att lära sig nytt material
- Att lära sig nytt material
- E.P
E.P beror inte på laddningens storlek, en vektormängd (kraftkarakteristisk för fältet) Den visar med vilken kraft fältet verkar på en laddning placerad i detta fält. 
Genom att ersätta uttrycket för kraft i formeln får vi uttrycket för fältstyrkan för en punktladdning
Hur kan man karakterisera ett fält skapat av flera laddningar? Vi måste använda vektoradditionen av krafterna som verkar på laddningen som införs i fältet och erhålla den resulterande E.P. Detta fall kallas SUPERPOSITION PRINCIPEN( bild 6)Experiment 4. Experiment med att demonstrera spektra av elektriska fält (1. Experiment med sultaner installerade på isolerande stativ och laddade från en elektrisk foliemaskin. 2. Experiment med kondensatorplattor på vilka pappersremsor är limmade i ena änden.) Det är bekvämt att avbilda den. elektriskt fält med grafiska linjer - POWER LINES. FÄLTLINER är linjer som indikerar riktningen för kraften som verkar i detta fält på en positivt laddad partikel placerad i den ( diabilder 9,10,11)
Fältlinjer skapade av positivt (a) och negativt (b) laddade partiklar 
Det mest intressanta fallet är E.P. skapas mellan två långa laddade plattor. Sedan skapas en homogen E.P. + - 1 2 3Förklaring av principen för superposition, med hjälp av en grafisk representation ( slides11,12,13)
III.Konsolidering av kunskap, förmågor, färdigheter
Granska frågor
∙ Analys av frågor:
a) Hur ska vi förstå att ett elektriskt fält existerar vid en given punkt?
b) Hur ska vi förstå att spänningen i punkt A är större än spänningen i punkt B?
c) Hur ska vi förstå att intensiteten vid en given punkt i fältet är 6 N/kl?
d) Vilket värde kan bestämmas om intensiteten vid en given punkt i fältet är känd?
∙ 2. Analys av kvalitativa problem
800. Två laddningar av samma storlek är belägna på något avstånd från varandra. I vilket fall är spänningen vid en punkt som ligger halva avståndet mellan dem större: om dessa laddningar är lika eller olika?? (Olika. Med punktladdningar med samma namn blir spänningen noll.)
801. Varför flyger fåglar från högspänningsledningar när strömmen slås på? (När en högspänningsström slås på uppstår en statisk elektrisk laddning på fågelns fjädrar, som ett resultat av vilken fågelns fjädrar borstar och divergerar (som tofsarna på en pappersplym kopplad till en elektrostatisk maskin). Detta skrämmer fågeln. , den flyger av tråden.)
∙ Analys av beräkningsproblem [Rymkevich A.P. Samling av problem i fysik, årskurs 10-11. – M.: Bustard, 2003.]:
698. Vid någon punkt i fältet verkar en kraft på 0,4 μN på en laddning på 2 nC. Hitta fältstyrkan vid denna punkt. (200 V/m)
699. Vilken kraft verkar på en 12 nC laddning placerad vid en punkt där det elektriska fältets styrka är 2 kN/Cl? (24 µN)
Sammanfattning av lektionen.
Litteratur:
Lärobok Fysik 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev, förlag "Mektep" 2010
[Tulchinsky M.E. Kvalitativa problem i fysik på gymnasiet. – M.: Utbildning, 1972.]:
Rymkevich A.P. Samling av problem i fysik, årskurs 10-11. – M.: Bustard, 2003
V.A.Volkov. För att hjälpa skolläraren.
Ämne : Elektriskt fält. Elektrisk fältstyrka. Principen för fältsuperposition
Syftet med lektionen: fortsätta bildandet av begreppet "elektriskt fält", introducera dess huvudkaraktär; studera principen för superposition av elektriska fält.
Under lektionerna:
1.Organiserande ögonblick. Att sätta upp mål och mål för lektionen.
2. Kunskapstest:
Fysisk diktering
Elektrifiering av kroppar. Lagen om bevarande av laddning. Coulombs lag
Vad heter den gren av fysiken som studerar stationärt laddade kroppar? /elektrostatik/
Vilken interaktion finns mellan laddade kroppar och partiklar? /elektromagnetiska/
Vilken fysisk storhet bestämmer den elektromagnetiska interaktionen? /elektrisk laddning/
Beror laddningens storlek på valet av referensram? /Nej/
Kan vi säga att avgiften för ett system består av avgifterna från de organ som ingår i systemet? /Burk/
Vad heter processen som leder till uppkomsten av elektriska laddningar på kroppar? /Elektrifiering/
Om en kropp är elektriskt neutral, betyder det att den inte innehåller några elektriska laddningar? /Nej/
Är det sant att i ett slutet system förblir den algebraiska summan av laddningarna för alla kroppar i systemet konstant? /Ja/
Om antalet laddade partiklar i ett slutet system har minskat, betyder det att laddningen i hela systemet också har minskat? /Nej/
Skapar vi en elektrisk laddning när vi elektrifierar? /Nej/
Kan en laddning existera oberoende av en partikel? /Nej/
En kropp vars totala positiva laddning av partiklar är lika med den totala negativa laddningen av partiklar är... /Neutral/
Hur kommer kraften i växelverkan mellan laddade partiklar att förändras när laddningen av någon av dessa partiklar ökar? /Kommer att öka/
Hur kommer interaktionskraften att förändras när laddningar rör sig in i mediet? /Kommer att minska/
Hur kommer interaktionskraften att förändras när avståndet mellan laddningarna ökar med 3 gånger? /Kommer att minska med 9 gånger/
Vad heter den kvantitet som kännetecknar de elektriska egenskaperna hos ett medium? /Mediets dielektriska konstant/
I vilka enheter mäts elektrisk laddning? /I hängen/
3. Lära sig nytt material
Elektriskt fält
Samspelet mellan laddningar enligt Coulombs lag är ett experimentellt etablerat faktum. Den avslöjar dock inte den fysiska bilden av själva interaktionsprocessen. Och det svarar inte på frågan om hur en laddnings verkan på en annan sker.
Faraday gav följande förklaring: Det finns alltid ett elektriskt fält runt varje elektrisk laddning. Ett elektriskt fält är ett materiellt föremål som är kontinuerligt i rymden och kan verka på andra elektriska laddningar. Samspelet mellan elektriska laddningar är resultatet av verkan av fältet av laddade kroppar.
Elektriskt fält är ett fält som skapas av stationära elektriska laddningar.
Ett elektriskt fält kan detekteras om en testladdning (positiv) införs till en given punkt.
En testpunktsladdning är en laddning som inte förvränger fältet som studeras (orsakar inte en omfördelning av avgifter som skapar fältet).
Elektriska fältegenskaper:
Agerar på anklagelser med viss kraft.
Det elektriska fältet som skapas av en stationär laddning, dvs. elektrostatisk förändras inte över tiden.
Ett elektriskt fält är en speciell typ av materia, vars rörelse inte följer Newtons mekaniklagar. Den här typen av materia har sina egna lagar, egenskaper som inte kan förväxlas med något annat i omvärlden.
Elektrisk fältstyrka
Fysisk kvantitet lika med förhållandet mellan kraften med vilken det elektriska fältet verkar på testladdningenq, till värdet av denna avgift kallaselektrisk fältstyrka
och är utsedd 
:
.
Spänningsenheten är 1N/C eller 1V/m.
Det elektriska fältet och Coulomb kraftintensitetsvektorerna är samriktade.
Ett elektriskt fält vars styrka är densamma på alla punkter i rymden kallas enhetligt.
Spänningslinjer (fältlinjer) - linjer vars tangenter i varje punkt sammanfaller med vektorns riktning .
För att använda spänningslinjer för att karakterisera inte bara riktningen utan också intensitetsvärdet för det elektrostatiska fältet, ritas de med en viss densitet: antalet spänningslinjer som penetrerar en enhetsyta vinkelrät mot spänningslinjerna måste vara lika med vektormodulen .
Om fältet skapas av en punktladdning, är intensitetslinjerna radiella räta linjer som kommer ut från laddningen, om det positiv, och ingår i den, om avgiften negativ.
Principen för fältsuperposition
Erfarenheten visar att om en elektrisk laddning q elektriska fält från flera källor verkar samtidigt, då visar sig den resulterande kraften vara lika med summan som verkar från varje fält separat.
Elektriska fält följer superpositionsprincipen:
Styrkan på det resulterande fältet som skapas av laddningssystemet är lika med den geometriska summan av fältstyrkorna som skapas vid en given punkt av var och en av laddningarna separat:
eller 
4. Fixering av materialet
Lösa problem från samlingen. problem red. Rymkevich nr. 696,697,698
Läxor: §92,93,94
Artikel: FysikUnified State Exam disciplinsektion: _________ _
Totalt antal lektioner i ämnet –_18___
№ lektion från detta ämne _4____
Lektionens ämne « Elektricitet. Aktuell styrka »
Lektionssammanfattning tillhandahålls
FULLSTÄNDIGA NAMN. _ __ Bryleva Liliya Zakirzyanovna_
Akademisk titel, befattning: Fysikalärare
Arbetsplats: Kommunal läroanstalt gymnasieskola nr 6
Fysik lektionsanteckningar
"Elektricitet. Nuvarande styrka."
Lektionens mål:
Pedagogisk - ge begreppet elektrisk ström och ta reda på de förhållanden under vilka den uppstår. Ange de mängder som kännetecknar den elektriska strömmen.
Utvecklingsmässig - att bilda intellektuella färdigheter för att analysera och jämföra resultaten av experiment; aktivera elevernas tänkande och förmåga att dra egna slutsatser.
pedagogisk - utveckling av kognitivt intresse för ämnet, vidga elevernas vyer, visa möjligheten att använda de kunskaper som erhållits på lektioner i livssituationer.
Lektionstyp: lektion om att lära sig ny kunskap.
Utrustning: presentation på ämnet "Elektrisk ström. Nuvarande styrka."
Lektionsplanering.
Organisera tid.
Uppdaterar kunskap.
Att lära sig nytt material.
Konsolidering.
Sammanfattande.
1. Organisatoriskt ögonblick.
Förbereder sig för att lära sig nytt material.
Idag kommer vi att bekanta oss med begreppen: elektrisk ström, strömstyrka och de villkor som är nödvändiga för existensen av elektrisk ström.
3. Uppdatering av kunskap.
På skärmen är bild nummer 2.
Ni känner alla till frasen "elektrisk ström" men oftare använder vi ordet "el". Dessa begrepp har blivit en del av våra liv för så länge sedan att vi inte ens tänker på deras innebörd. Så vad menar de?
I tidigare lektioner berörde vi delvis detta ämne, nämligen vi studerade stationärt laddade kroppar. Som ni minns kallas denna gren av fysiken elektrostatik.
På skärmen är bild nummer 3.
Okej, tänk på det nu. Vad betyder ordet "aktuell"?
Rörelse! Detta betyder "elektrisk ström", detta är rörelsen av laddade partiklar. Det är detta fenomen som vi kommer att studera i följande lektioner.
I 8:e klass studerade vi delvis detta fysiska fenomen. Sedan sa vi att: "elektrisk ström är den riktade rörelsen av laddade partiklar."
Idag i lektionen kommer vi att överväga det enklaste fallet med riktad rörelse av laddade partiklar - likström.
Att lära sig nytt material.
För uppkomsten och existensen av en konstant elektrisk ström i ett ämne är närvaron av fria laddade partiklar nödvändig, vars rörelse i en ledare orsakar överföring av elektrisk laddning från en plats till en annan.
På skärmen finns bild nummer 5.
Men om laddade partiklar genomgår slumpmässig termisk rörelse, såsom fria elektroner i en metall, sker ingen laddningsöverföring, vilket betyder att det inte finns någon elektrisk ström.
På skärmen finns bild nummer 6.
Elektrisk ström uppstår endast under den ordnade (riktade) rörelsen av laddade partiklar (elektroner eller joner).
På skärmen – bild nummer 7.
Hur får man laddade partiklar att röra sig på ett ordnat sätt?
Vi behöver en kraft som verkar på dem i en viss riktning. Så snart denna kraft upphör att verka, kommer den ordnade rörelsen av partiklar att upphöra på grund av det elektriska motståndet som utövas för deras rörelse av joner i kristallgittret av metaller eller neutrala molekyler av elektrolyter.
På skärmen – bild nummer 8.
Så var kommer denna kraft ifrån? Vi sa att laddade partiklar påverkas av Coulombkraften F = q E (Coulombkraften är lika med produkten av laddningen och intensitetsvektorn), som är direkt relaterad till det elektriska fältet.
På skärmen finns bild nummer 9.
Vanligtvis är det det elektriska fältet inuti ledaren som orsakar och upprätthåller den ordnade rörelsen av laddade partiklar. Om det finns ett elektriskt fält inuti en ledare, så finns det en potentialskillnad mellan ledarens ändar. När potentialskillnaden inte förändras över tiden etableras en konstant elektrisk ström i ledaren.
På skärmen – bild nummer 10
Detta innebär att förutom laddade partiklar, för existensen av en elektrisk ström, närvaron av elektriskt fält.
När en potentialskillnad (spänning) skapas mellan några punkter i en ledare, kommer laddningsbalansen att störas och en rörelse av laddningar kommer att ske i ledaren, vilket kallas en elektrisk ström.
På skärmen – bild nummer 11.
Således har vi fastställt två villkor för existensen av elektrisk ström:
förekomst av gratis avgifter,
närvaron av ett elektriskt fält.
På skärmen finns bild nummer 12.
Så: ELEKTRISK STRÖM är den riktade, ordnade rörelsen av laddade partiklar (elektroner, joner och andra laddade partiklar.). De där. elektrisk ström har en viss riktning. Strömriktningen anses vara rörelseriktningen för positivt laddade partiklar. Det följer att strömmens riktning sammanfaller med riktningen för vektorn för elektrisk fältstyrka. Om strömmen bildas av rörelsen av negativt laddade partiklar, anses strömriktningen vara motsatt till partiklarnas rörelseriktning. (Detta val av strömriktning är inte särskilt framgångsrikt, eftersom strömmen i de flesta fall representerar den ordnade rörelsen av elektroner - negativt laddade partiklar. Valet av strömriktning gjordes vid en tidpunkt då man inte visste något om fria elektroner i metaller.)
På skärmen finns bild nummer 13.
Vi ser inte direkt partiklars rörelse i en ledare. Närvaron av elektrisk ström måste bedömas av de handlingar eller fenomen som åtföljer den.
På skärmen finns bild nummer 14.
Termisk effekt av elektrisk ström. Ledaren genom vilken strömmen flyter värms upp (en glödlampa tänds);
På skärmen finns bild nummer 15.
Magnetisk effekt av elektrisk ström. En ledare med ström lockar eller magnetiserar kroppar, vänder sig vinkelrätt mot tråden med ström, en magnetisk pil;
På skärmen är bild nummer 16.
Kemisk verkan av elektrisk ström. En elektrisk ström kan förändra den kemiska sammansättningen av en ledare, till exempel genom att frigöra dess kemiska beståndsdelar (väte och syre frigörs från surgjort vatten som hälls i ett U-format glaskärl).
Den magnetiska effekten är den viktigaste, eftersom den observeras i alla ledare, den termiska effekten saknas i supraledare, och den kemiska effekten observeras endast i lösningar och smältor av elektrolyter.
På skärmen är bild nummer 17.
Liksom många fysiska fenomen har elektrisk ström en kvantitativ egenskap som kallas strömstyrka: om genom tvärsnittet ledaren bär en laddning ∆q under tiden ∆t, då är medelvärdet av strömmen: I=∆q/∆t(strömstyrkan är lika med förhållandet mellan laddning och tid).
Således är medelströmstyrkan lika med förhållandet mellan laddningen ∆q som passerar genom ledarens tvärsnitt under tidsintervallet ∆t till denna tidsperiod.
I SI (International System) är strömenheten ampere, betecknad 1 A = 1 C/s (En ampere är lika med förhållandet 1 coulomb per 1 sekund)
Observera: om strömmen inte ändras över tiden, kallas strömmen konstant.
På skärmen är bild nummer 18.
Strömstyrkan kan vara ett positivt värde om strömriktningen sammanfaller med den konventionellt valda positiva riktningen längs ledaren. Annars är strömmen negativ.
På skärmen finns bild nummer 19.
För att mäta ström används en enhet som kallas amperemeter. Designprincipen för dessa enheter är baserad på den magnetiska verkan av ström. En amperemeter kopplas i en elektrisk krets i serie till den anordning från vilken strömmen ska mätas. En schematisk representation av en amperemeter är en cirkel med bokstaven A i mitten.
På skärmen är bild nummer 20.
Dessutom är strömstyrkan relaterad till hastigheten för riktningsrörelse hos partiklar. Låt oss visa detta samband.
Låt en cylindrisk ledare ha ett tvärsnitt S. Låt oss ta riktningen från vänster till höger som positiv riktning i ledaren. Laddningen av varje partikel kommer att anses vara lika med q 0. Ledarens volym, begränsad av tvärsnitt 1 och 2 med ett avstånd ∆L mellan dem, innehåller partiklar N = n·S·∆L, där n är koncentrationen av partiklar.
På skärmen finns bild nummer 21.
Deras totala laddning i den valda volymen är q = q 0 ·n·S·∆L (laddningen är lika med produkten av partikelladdningen efter koncentration, area och avstånd). Om partiklar rör sig från vänster till höger med en medelhastighet v, då på en tid ∆t = ∆L/v lika med förhållandet mellan avstånd och hastighet, kommer alla partiklar som ingår i den aktuella volymen att passera genom tvärsnitt 2. Därför, strömstyrkan hittas med följande formel.
I = ∆q/∆t = (q 0 ·n·S·∆L·v)/∆L= q 0 ·n·S·v
På skärmen är bild nummer 22.
Med hjälp av denna formel, låt oss försöka bestämma hastigheten för ordnad rörelse av elektroner i en ledare.
V = I/( e·n·S),
Var e– elektronladdningsmodul.
På skärmen finns bild nummer 23.
Låt strömstyrkan I = 1A, och ledarens tvärsnittsarea S = 10 -6 m 2, för koppar koncentrationen n = 8,5 10 28 m -3. Därav,
V=1/(1,6 ·10 -19 · 8,5·10 28 ·10 -6)=7·10 -5 m/s
Som vi ser är hastigheten för ordnad rörelse av elektroner i en ledare låg.
På skärmen finns bild nummer 24.
För att uppskatta hur liten, n Låt oss föreställa oss en mycket lång strömkrets, till exempel en telegraflinje mellan två städer separerade från varandra, säg 1000 km. Noggranna experiment visar att effekterna av strömmen i den andra staden kommer att börja visa sig, det vill säga elektronerna i ledarna som finns där kommer att börja röra sig, ungefär 1/300 av en sekund efter deras rörelse längs ledarna i den första staden började. Det sägs ofta, inte särskilt strikt, men mycket tydligt, att ström går genom ledningar med en hastighet av 300 000 km/s. Detta betyder dock inte att rörelsen av laddningsbärare i ledaren sker med denna enorma hastighet, så att en elektron eller jon, som i vårt exempel var i den första staden, kommer att nå den andra på 1/800 av en sekund . Inte alls. Rörelsen av bärare i en ledare sker nästan alltid mycket långsamt, med en hastighet av flera millimeter per sekund, och ofta ännu mindre. Vi ser därför att vi måste noggrant särskilja och inte blanda ihop begreppen "nuvarande hastighet" och "hastighet för laddningsbärare."
På skärmen finns bild nummer 25.
Således är hastigheten som vi kallar "strömhastighet" för korthetens skull hastigheten för utbredning av förändringar i det elektriska fältet längs ledaren, och inte alls hastigheten för rörelse av laddningsbärare i den.
Låt oss förklara detta med en mekanisk analogi. Låt oss föreställa oss att två städer är förbundna med en oljeledning och att en pump i en av dessa städer har börjat fungera, vilket ökar oljetrycket på den platsen. Detta ökade tryck kommer att spridas genom vätskan i röret med hög hastighet - ungefär en kilometer per sekund. På en sekund kommer alltså partiklar att börja röra sig på ett avstånd av exempelvis 1 km från pumpen, efter två sekunder - på ett avstånd av 2 km, på en minut - på ett avstånd av 60 km, etc. Efter ca. en kvart börjar olja rinna ut ur röret i den andra staden. Men själva oljepartiklarnas rörelse sker mycket långsammare, och det kan gå flera dagar innan några specifika oljepartiklar når från den första staden till den andra. För att återgå till elektrisk ström måste vi säga att "strömhastigheten" (hastigheten för utbredning av det elektriska fältet) liknar hastigheten för tryckutbredning genom oljerörledningen, och "bärarnas hastighet" liknar hastigheten rörelse av själva oljans partiklar.
5. Konsolidering.
På skärmen – bild nummer 26
Idag i klassen tittade vi på det grundläggande konceptet för elektrodynamik:
Elektricitet;
Villkor som är nödvändiga för existensen av elektrisk ström;
Kvantitativa egenskaper hos elektrisk ström.
På skärmen – bild nr 27
Låt oss nu titta på att lösa typiska problem:
1. Kakelplattan ingår i belysningsnätet. Hur mycket el flödar genom den på 10 minuter om strömmen i nätsladden är 5A?
Lösning: Tid i SI-system 10 minuter = 600s,
Per definition är ström lika med förhållandet mellan laddning och tid.
Därför är laddningen lika med produkten av ström och tid.
Q = I t = 5A 600 s = 3000 C
På skärmen – bild nr 28
2. Hur många elektroner passerar glödtråden i en glödlampa på 1 s när strömmen i lampan är 1,6 A?
Lösning: Laddningen av en elektron är e= 1,6 10 -19 C,
Hela avgiften kan beräknas med formeln:
Q = I t – laddningen är lika med produkten av ström och tid.
Antalet elektroner är lika med förhållandet mellan den totala laddningen och laddningen av en elektron:
N = q/ e
detta innebär
N = I t / e= 1,6A 1s/1,6 10 -19 Cl = 10 19
På skärmen – rutschkana nr 29
3. En ström på 1 A flyter genom en ledare under ett år. Hitta mängden elektroner som passerade genom ledarens tvärsnitt under denna tidsperiod. Förhållandet mellan elektronladdning och dess massa e/m e = 1,76 10 +11 C/kg.
Lösning: Elektronernas massa kan definieras som produkten av antalet elektroner och elektronens massa M = N m e. Använd formeln N = I t / e(se föregående problem), finner vi att massan är lika med
М = m e I t / e= 1A 365 24 60 60s/(1,76 10 +11 C/kg) = 1,8 10-4 kg.
På skärmen – bild nummer 30
4. I en ledare med en tvärsnittsarea på 1 mm 2 är strömmen 1,6 A. Elektronkoncentrationen i ledaren är 10 23 m -3 vid en temperatur av 20 0 C. Hitta medelhastigheten för elektronernas riktningsrörelser och jämför den med elektronernas termiska hastighet.
Lösning: För att bestämma medelhastigheten för riktningsrörelse för elektroner använder vi formeln
Q = q 0 n S v t (laddning är lika med produkten av partikelladdningen efter koncentration, area, hastighet och tid).
Eftersom I = q/t (strömstyrkan är lika med förhållandet mellan laddning och tid),
Då I = q 0 n S v => v= I/ (q 0 n S)
Låt oss beräkna och få värdet på elektronrörelsens hastighet
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 => (det följer härifrån)
= 11500 m/s
Hastigheten för termisk rörelse är 115 gånger högre.
Sammanfattande.
På skärmen – bild nummer 31
Skriv ner dina läxor.
V.A.Kasyanov lärobok i fysik årskurs 11. §1,2, problem §2 (1-5).
På skärmen – bild nummer 32.
Tack för din uppmärksamhet. Vi önskar dig framgång i dina oberoende övningar om detta ämne!
Abstrakt kontrollerat
Utbildningsavdelningens metodolog:____________________________________________
Expertråd vid Yerevan State Pedagogical University:________________________________________________
Datum för:_____________________________________________________________
Underskrifter:__________________________________________________________
Mål: avslöjande av det elektriska fältets materiella natur och bildandet av begreppet elektrisk fältstyrka
Lektionens mål: bekanta eleverna med det elektriska fältets effektegenskaper;
Att bilda informell kunskap i tolkningen av begreppet ”elektrisk fältstyrka;
Främja en medveten inställning till lärande och intresse för att studera fysik.
Utrustning: lätt metallhylsa av folie, plexiglassticka, plymer på stativ, elektroformaskin, kula på silkestråd, kondensatorplattor, presentation, blixtanimation
Under lektionerna
- Upprepning av det man har lärt sig
- staten Coulombs lag
- Vad är den fysiska betydelsen av koefficienten k?
- Bestäm gränserna för tillämpligheten av Coulombs lag?
- Fysisk diktering. Lagen om bevarande av elektrisk laddning. Coulombs lag. (ömsesidig verifiering)
- Att lära sig nytt material
1. Är det möjligt att skapa en elektrisk laddning?
2. Skapar vi en elektrisk laddning under elektrifiering?
3. Kan en laddning existera separat från en partikel?
4. En kropp vars totala positiva laddning av partiklar är lika med den totala negativa laddningen av partiklar är...
5. Samverkanskraften mellan laddade partiklar och ökande laddning av någon av dessa partiklar...
6. När en laddning placeras i ett medium, växelverkanskraften mellan dem….
7. Med en ökning av avståndet mellan laddningarna med 3 gånger, interaktionskraften......
8. Den kvantitet som kännetecknar mediets elektriska egenskaper kallas...
9. I vilka enheter mäts elektrisk laddning?
(1, Ja; 2. Nej; 3. Nej; 4. Neutral; 5. Ökar; 6. Minskar; 7. Kommer att minska med 9 gånger; 8. Dielektrisk konstant; 9. I hängen)
- Att lära sig nytt material
Samspelet mellan laddningar enligt Coulombs lag är ett experimentellt etablerat faktum. ( glida 1 )Den avslöjar dock inte den fysiska bilden av själva interaktionsprocessen. Och det svarar inte på frågan om hur en laddnings verkan på en annan sker.
Experimentera 1 (med hylsa) För långsamt en vertikalt placerad plexiglasplatta till en lätt metallfoliehylsa som är upphängd på en tråd, efter att ha laddat den med ull tidigare.
-Vad händer?( det finns ingen kontakt, men hylsan har avvikit från vertikalen)
Experiment 2 ( elektroformaskin, plattor av en sfärisk kondensator, tennisboll upphängd på en sidentråd ) Efter att ha laddat plattorna observerar vi bollens rörelse mellan dem. Varför?
Det är så interaktion sker på avstånd. Kanske är det luften mellan kropparna?
Experiment 3 (tittar på ett videofragment, blixtanimation) Medan vi pumpar ut luften ser vi att elektroskopets blad fortsätter att stöta bort varandra.
Vad kan man dra slutsatsen? ( luft deltar inte i interaktionen )
Hur sker då interaktion?
Faraday ger följande förklaring:
Det finns alltid ett elektriskt fält runt varje elektrisk laddning. ( bild 2)
För att karakterisera E.P. du måste ange värden.
Den första egenskapen hos fältet är SPÄNNING.
Låt oss återgå till Coulombs lag ( glida 3 )
Låt oss överväga effekten av fältet på laddningen som införs i testladdningens fält.
……………………………………………
Om vi tittar på förhållandet kommer vi alltså att få ett värde som kommer att karakterisera fältets verkan vid en given punkt.
Betecknas med bokstaven E.
- E.P
E.P beror inte på laddningens storlek, en vektormängd (kraftkarakteristisk för fältet) Den visar med vilken kraft fältet verkar på en laddning placerad i detta fält.
Genom att ersätta uttrycket för kraft i formeln får vi uttrycket för fältstyrkan för en punktladdning
Hur kan man karakterisera ett fält skapat av flera laddningar?
Vi måste använda vektoradditionen av krafterna som verkar på laddningen som införs i fältet och erhålla den resulterande E.P. Detta fall kallas SUPERPOSITION PRINCIPEN
(bild 6)
Experiment 4. Experiment med att demonstrera spektra av elektriska fält (1. Experiment med sultaner installerade på isoleringsstativ och laddade från en elektrisk foliemaskin. 2. Experiment med kondensatorplattor som pappersremsor limmas på i ena änden.)
Det är bekvämt att representera det elektriska fältet med grafiska linjer - POWER LINES. FÄLTLINER är linjer som indikerar riktningen för kraften som verkar i detta fält på en positivt laddad partikel placerad i den ( diabilder 9,10,11)
Fältlinjer skapade av positivt (a) och negativt (b) laddade partiklar
Det mest intressanta fallet är E.P. skapas mellan två långa laddade plattor. Sedan skapas en homogen E.P.
Förklaring av principen för superposition, med hjälp av en grafisk representation ( slides11,12,13)
III.Konsolidering av kunskap, förmågor, färdigheter
1. Granska frågor
? Analys av frågor:
a) Hur ska vi förstå att ett elektriskt fält existerar vid en given punkt?
b) Hur ska vi förstå att spänningen i punkt A är större än spänningen i punkt B?
c) Hur ska vi förstå att intensiteten vid en given punkt i fältet är 6 N/kl?
d) Vilket värde kan bestämmas om intensiteten vid en given punkt i fältet är känd?
? 2. Analys av kvalitativa problem [Tulchinsky M.E. Kvalitativa problem i fysik på gymnasiet. - M.: Utbildning, 1972.]:
800. Två laddningar av samma storlek är belägna på ett visst avstånd från varandra. I vilket fall är spänningen vid en punkt som ligger halva avståndet mellan dem större: om dessa laddningar är lika eller olika? ? (Olika. Med punktladdningar med samma namn blir spänningen noll.)
801. (När en högspänningsström slås på uppstår en statisk elektrisk laddning på fågelns fjädrar, som ett resultat av vilken fågelns fjädrar borstar och divergerar (som tofsarna på en pappersplym kopplad till en elektrostatisk maskin). Detta skrämmer fågeln. , den flyger av tråden.)
? Analys av beräkningsproblem [Rymkevich A.P. Samling av problem i fysik, årskurs 10-11. - M.: Bustard, 2003.]:
698. (200 V/m)
699. Vilken kraft verkar på en 12 nC laddning placerad vid en punkt där det elektriska fältets styrka är 2 kN/Cl? (24 µN)
Sammanfattning av lektionen.
Läxa:
- Lärobok Fysik 10 G.A. Myakishev, B.B. Bukhovtsev § 88-89
- Rymkevich A.P. nr. 703, 705
Visa dokumentinnehåll
”Lektionssammanfattning med presentation. Elektriskt fält. Elektrisk fältstyrka. Principen för fältsuperposition"
ELEKTRISKT FÄLT.
Spänning
ELEKTRISKT FÄLT - det är en speciell form av materia. Det skapas av elektriska laddningar i vila och manifesterar sig genom att verka på andra elektriska laddningar.
E.P beror inte på laddningens storlek, vektorkvantitet (fältstyrkekarakteristik)
- fältstyrka för en punktladdning
- superpositionsprincipen - fältstyrkan som skapas av ett system av laddningar är lika med vektorsumman av fältstyrkorna som skapas av varje laddning separat
KRAFTLEDNINGAR- dessa är linjer som indikerar riktningen för kraften som verkar i detta fält på en positivt laddad partikel placerad i den
Fältlinjer skapade av positivt (a) och negativt (b) laddade partiklar
SPÄNNINGSLINJERär kontinuerliga linjer vars tangenter vid varje punkt sammanfaller med fältstyrkevektorn vid den punkten
Egenskaper för spänningslinjer
- Linjerna är inte stängda. Börja med + och avsluta med –
- Linjerna går inte över
- Där linjerna är tjockare är fältet starkare
- Varför flyger fåglar från högspänningsledningar när strömmen slås på?
- Två laddningar av samma storlek är belägna på något avstånd från varandra. I vilket fall är spänningen vid en punkt som ligger halva avståndet mellan dem större: om dessa laddningar är lika eller olika? ?
- Vid någon punkt i fältet verkar en kraft på 0,4 μN på en laddning på 2 nC. Hitta fältstyrkan vid denna punkt.
- Vilken kraft verkar på en 12 nC laddning placerad vid en punkt där den elektriska fältstyrkan är 2 kN/C
| Lektionssammanfattning i ämnet: ”Effekten av ett elektriskt fält på elektriska laddningar. Elektrisk fältenergi" Fullständigt namn: Tyutyugina N.A. |
| Arbetsplats: Republiken Kazakstans statliga budgetinstitution "KSS "Simeiz" |
| Befattning: fysiklärare |
| Ämne: fysik |
| Klass 8 |
| Ämne och lektionsnummer i ämnet: ämne 1, lektioner nr 3, 4 |
| Grundläggande handledning: |
Mål:
Pedagogisk: känna till och förstå begreppen: elektrisk laddning, elektriskt fält, diskret laddning, interaktion av laddningar.
Pedagogisk: främja utvecklingen av tal, tänkande, kognitiva och allmänna arbetsfärdigheter; främja behärskning av vetenskapliga forskningsmetoder: analys och syntes.
Pedagogisk: att bilda en samvetsgrann inställning till pedagogiskt arbete, positiv motivation för lärande och kommunikationsförmåga; bidra till utbildning av mänskligheten, disciplin och estetisk uppfattning om världen.
Lektionstyp: En lektion i att lära sig nytt material.
Lektionsformulär : kombinerad lektion.
Lektionsmetoder : verbal, visuell, praktisk.
Under lektionerna
1. Organisationsstadiet.
2. Uppdatering av grundläggande kunskaper.
3. Stadium för att skaffa ny kunskap.
4. Stadium av generalisering och konsolidering av nytt material. .
5. Sista etappen. 3 min.
3.
Ett elektriskt fält är en speciell form av materia genom vilken växelverkan mellan elektriskt laddade partiklar sker.
Införandet av begreppet ett elektriskt fält var nödvändigt för att förklara interaktionen mellan elektriska laddningar, det vill säga för att svara på frågorna: varför uppstår krafter som verkar på laddningar, och hur överförs de från en laddning till en annan?
Begreppen elektriska och magnetiska fält introducerades av den store engelske fysikern Michael Faraday. Enligt Faradays idé verkar elektriska laddningar inte direkt på varandra. Var och en av dem skapar ett elektriskt fält i det omgivande rummet. Fältet för en laddning verkar på en annan laddning, och vice versa. När du rör dig bort från laddningen försvagas fältet.
Med introduktionen av begreppet fält i fysiken etablerades teorin om kortdistanshandling, vars huvudskillnad från teorin om långdistanshandling är idén om förekomsten av en viss process i rymden mellan att interagera kroppar, som varar en begränsad tid.
Denna idé bekräftades i verk av den store engelsmannen J.C. Maxwell, som teoretiskt bevisade det elektromagnetiska interaktioner måste fortplanta sig i rymden med en ändlig hastighet - s, lika med ljusets hastighet i vakuum (300 000 km/s). Experimentellt bevis på detta uttalande var radions uppfinning.
Ett elektriskt fält uppstår i utrymmet som omger en stationär laddning, precis som ett magnetfält uppstår runt rörliga laddningar – strömmar eller permanentmagneter. Magnetiska och elektriska fält kan omvandlas till varandra och bilda ett enda elektromagnetiskt fält. Det elektriska fältet (som magnetfältet) är bara ett specialfall av det allmänna elektromagnetiska fältet. Alternerande elektriska och magnetiska fält kan existera utan de laddningar och strömmar som genererade dem. Ett elektromagnetiskt fält överför en viss mängd energi, såväl som rörelsemängd och massa. Således är det elektromagnetiska fältet en fysisk enhet som har vissa fysiska egenskaper.
Så det elektriska fältets natur är som följer:
1. Det elektriska fältet är materiellt det existerar oberoende av vårt medvetande.
2. Det elektriska fältets huvudsakliga egenskap är dess effekt på elektriska laddningar med viss kraft. Genom denna handling fastställs faktumet att dess existens finns. Ett fälts verkan på en enhetsladdning - fältstyrka - är en av dess huvudegenskaper, genom vilken fördelningen av fältet i rymden studeras.
Det elektriska fältet för stationära laddningar kallas elektrostatiskt. Med tiden förändras den inte, är oupplösligt kopplad till laddningarna som genererade den och finns i utrymmet som omger dem.
Definition. Fysisk kvantitet lika med kraftförhållande F, med vilket det elektriska fältet verkar på testladdningen q, till värdet av denna laddning, kallas den elektriska fältstyrkan och betecknas E.Granska frågor
1. Vad är ett elektriskt fält?
2. Vilka är huvudegenskaperna hos det elektriska fältet?
3. Vilket fält kallas elektriskt?
4. Vad kallas den elektriska fältstyrkan?
5. Vad är det elektriska fältets styrka?
6. Hur bestämmer man fältstyrkan för en punktladdning?
7. Vilket elektriskt fält kallas enhetligt?
