Tema: Električno polje. Jačina električnog polja. Princip superpozicije polja
Cilj: otkrivanje materijalne prirode električnog polja i formiranje pojma jakosti električnog polja
Ciljevi lekcije: upoznati studente s karakteristikama snage električnog polja;
∙ formirati neformalna znanja u tumačenju pojma „jačina električnog polja;
∙ njegovati svjestan stav prema učenju i interes za proučavanje fizike.
Lekcija: učenje novog materijala
Oprema: laki metalni tuljac od folije, štapić od pleksiglasa, perjanice na stalku, elektrofor, kuglica na svilenoj niti, ploče kondenzatora, prezentacija, flash animacija
Tijekom nastave
Ponavljanje naučenog
Navedite Coulombov zakon
Koje je fizikalno značenje koeficijenta k?
Odredite granice primjenjivosti Coulombova zakona?
Fizički diktat. Zakon održanja električnog naboja. Coulombov zakon. (međusobna provjera)
Učenje novog gradiva
1. Je li moguće stvoriti električni naboj?
2. Stvaramo li električni naboj tijekom naelektrisanja?
3. Može li naboj postojati odvojeno od čestice?
4. Tijelo čiji je ukupni pozitivni naboj čestica jednak ukupnom negativnom naboju čestica je…..
5. Sila međudjelovanja nabijenih čestica s povećanjem naboja bilo koje od tih čestica…..
6. Kada se naboj stavi u medij, sila međudjelovanja između njih….
7. S povećanjem udaljenosti između naboja za 3 puta, međudjelovanje sila......
8. Veličina koja karakterizira električna svojstva medija naziva se...
9. U kojim jedinicama se mjeri električni naboj?
(1, da; 2. Ne; 3. Ne; 4. Neutralan; 5. Povećava se; 6. Smanjuje; 7. Smanjit će se 9 puta; 8. Dielektrična konstanta; 9. U privjescima)
Učenje novog gradiva
Međudjelovanje naboja prema Coulombovom zakonu je eksperimentalno utvrđena činjenica. ( slajd 1 )Međutim, ne otkriva fizičku sliku samog procesa interakcije. I ne odgovara na pitanje kako dolazi do djelovanja jednog naboja na drugi.
Eksperiment 1 (s tuljcem) Okomito postavljenu ploču od pleksiglasa lagano približite tuljcu od lake metalne folije okačenom na konac, prethodno ga nabivši vunom.
-Što se događa?( nema kontakta, ali rukavac je odstupio od okomice)
Eksperiment 2 ( elektroforski stroj, ploče sferičnog kondenzatora, teniska loptica obješena na svilenu nit ) Nakon što smo naelektrisali ploče, promatramo kretanje kuglice između njih. Zašto?
Tako dolazi do interakcije na daljinu. Možda je to zrak između tijela?
Eksperiment 3 (gledanje video fragmenta, flash animacija) Dok ispumpavamo zrak, opažamo da se listići elektroskopa nastavljaju međusobno odbijati.
Što se može zaključiti? ( zrak ne sudjeluje u interakciji )
Kako se onda odvija interakcija?
Faraday daje sljedeće objašnjenje:
Oko svakog električnog naboja uvijek postoji električno polje. ( slajd 2)
Za karakterizaciju E.P. morate unijeti vrijednosti.
Prva karakteristika Polja je NAPETOST.
Vratimo se opet Coulombovom zakonu ( slajd 3 )
Razmotrimo utjecaj polja na naboj unesen u polje ispitnog naboja.
……………………………………………
Dakle, ako pogledamo omjer, dobit ćemo vrijednost koja će karakterizirati djelovanje polja u određenoj točki.
Označava se slovom E.
Napetost E.P.
Napetost E.P. ne ovisi o veličini naboja, vektorskoj veličini (karakteristika jakosti polja) Pokazuje kojom silom polje djeluje na naboj smješten u ovom polju.
Zamjenom izraza za silu u formulu dobivamo izraz za jakost polja točkastog naboja
Kako možete okarakterizirati polje stvoreno od nekoliko naboja?
Moramo upotrijebiti vektorsko zbrajanje sila koje djeluju na naboj uveden u polje i dobiti rezultirajući intenzitet E.P. Ovaj slučaj se naziva NAČELO SUPERPOZICIJE
(slajd 6)
Eksperiment 4. Pokusi demonstracije spektra električnih polja 1. Pokusi sa sultanima postavljenim na izolacijske stalke i nabijeni iz električnog folijskog stroja 2. Pokusi s pločama kondenzatora na koje su na jednom kraju zalijepljene papirnate trake.)
Električno polje zgodno je prikazati grafičkim linijama – VODOVIMA. LINIJE POLJA su linije koje označavaju smjer sile koja u tom polju djeluje na pozitivno nabijenu česticu smještenu u njemu ( slajdovi 9,10,11)
Linije polja koje stvaraju pozitivno (a) i negativno (b) nabijene čestice
Najzanimljiviji je slučaj E.P. stvoren između dvije duge nabijene ploče. Tada se između njih stvara homogeni E.P.
Objašnjenje principa superpozicije, korištenjem grafičkog prikaza ( slajdovi11,12,13)
III. Konsolidacija znanja, sposobnosti, vještina
Pregled pitanja
∙ Analiza pitanja:
a) Kako shvatiti da u datoj točki postoji električno polje?
b) Kako shvatiti da je napetost u točki A veća od napetosti u točki B?
c) Kako shvatiti da je intenzitet u datoj točki polja 6 N/kl?
d) Koja se vrijednost može odrediti ako je poznata jakost u datoj točki polja?
∙ 2. Analiza kvalitativnih problema
800. Dva naboja jednake veličine nalaze se na određenoj udaljenosti jedan od drugog. U kojem slučaju je napetost u točki koja leži na pola udaljenosti između njih veća: jesu li ti naboji slični ili različiti?? (Različito. S točkastim nabojima istog imena, napetost će biti jednaka nuli.)
801. Zašto ptice lete s visokonaponskih žica kada je struja uključena? (Kada se uključi struja visokog napona, na ptičjem perju se pojavi statički električni naboj, uslijed čega se ptičje perje nakostriješi i raziđe (kao rese papirnatog perja spojenog na elektrostatički stroj). To pticu plaši. , odleti sa žice.)
∙ Analiza računskih problema [Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike, 10.-11. – M.: Bustard, 2003.]:
698. U nekoj točki polja na naboj od 2 nC djeluje sila od 0,4 μN. Pronađite jakost polja u ovoj točki. (200 V/m)
699. Koja sila djeluje na naboj od 12 nC postavljen u točku gdje je jakost električnog polja 2 kN/Cl? (24 µN)
Sažimanje lekcije.
Književnost:
Udžbenik Fizika 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev, izdavačka kuća "Mektep" 2010
[Tulchinsky M.E. Kvalitativni problemi iz fizike u srednjoj školi. – M.: Obrazovanje, 1972.]:
Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike, 10.-11. – M.: Bustard, 2003
V.A.Volkov. Za pomoć školskom učitelju.
Disciplina jedinstvenog državnog ispita: _________ _
Ukupno lekcija u temi –_18___
№ lekcija iz ove teme _4____
Tema lekcije « Struja. Snaga struje »
Dostavljen sažetak lekcije
PUNO IME. _ __ Bryleva Liliya Zakirzyanovna_
Akademsko zvanje, radno mjesto: Učiteljica fizike
Mjesto rada: Gradska obrazovna ustanova Srednja škola br.6
Bilješke za lekcije iz fizike
„Struja. Trenutna snaga."
Ciljevi lekcije:
Edukativni – dati pojam električne struje i otkriti uvjete pod kojima ona nastaje. Unesite veličine koje karakteriziraju električnu struju.
Razvojni - formirati intelektualne sposobnosti za analizu i usporedbu rezultata pokusa; aktivirati mišljenje učenika i sposobnost samostalnog zaključivanja.
obrazovni - razvoj kognitivnog interesa za predmet, širenje horizonata učenika, pokazivanje mogućnosti korištenja znanja stečenog u nastavi u životnim situacijama.
Vrsta lekcije: lekcija učenja novih znanja.
Oprema: prezentacija na temu „Električna struja. Trenutna snaga."
Plan učenja.
Organiziranje vremena.
Obnavljanje znanja.
Učenje novog gradiva.
Konsolidacija.
Sažimajući.
1. Organizacijski trenutak.
Priprema za učenje novog gradiva.
Danas ćemo se upoznati s pojmovima: električna struja, jakost struje i uvjeti potrebni za postojanje električne struje.
3. Obnavljanje znanja.
Na ekranu je slajd broj 2.
Svi dobro znate izraz “električna struja”, ali češće koristimo riječ “struja”. Ovi koncepti su postali dio naših života tako davno da čak i ne razmišljamo o njihovom značenju. Dakle, što oni znače?
U prethodnim lekcijama smo se djelomično dotakli ove teme, naime, proučavali smo nepokretna nabijena tijela. Kao što se sjećate, ova grana fizike zove se elektrostatika.
Na ekranu je slajd broj 3.
U redu, sad razmisli o tome. Što znači riječ "struja"?
Pokret! To znači "električna struja", to je kretanje nabijenih čestica. To je fenomen koji ćemo proučavati u sljedećim lekcijama.
U 8. razredu smo djelomično proučavali ovaj fizikalni fenomen. Zatim smo rekli da je: "električna struja usmjereno kretanje nabijenih čestica."
Danas ćemo u lekciji razmotriti najjednostavniji slučaj usmjerenog kretanja nabijenih čestica - istosmjernu električnu struju.
Učenje novog gradiva.
Za nastanak i postojanje stalne električne struje u tvari potrebna je prisutnost slobodnih nabijenih čestica čije kretanje u vodiču uzrokuje prijenos električnog naboja s jednog mjesta na drugo.
Na ekranu je slajd broj 5.
Međutim, ako nabijene čestice prolaze kroz nasumično toplinsko gibanje, kao što su slobodni elektroni u metalu, tada se ne događa prijenos naboja, što znači da nema električne struje.
Na ekranu je slajd broj 6.
Električna struja nastaje samo pri uređenom (usmjerenom) kretanju nabijenih čestica (elektrona ili iona).
Na ekranu – slajd broj 7.
Kako natjerati nabijene čestice da se kreću na uredan način?
Potrebna nam je sila koja na njih djeluje u određenom smjeru. Čim ova sila prestane djelovati, prestat će uređeno kretanje čestica zbog električnog otpora koji njihovom kretanju pružaju ioni kristalne rešetke metala ili neutralne molekule elektrolita.
Na ekranu – slajd broj 8.
Dakle, odakle dolazi ta moć? Rekli smo da na nabijene čestice djeluje Coulombova sila F = q E (Coulombova sila jednaka je umnošku naboja i vektora intenziteta), koja je u izravnoj vezi s električnim poljem.
Na ekranu je slajd broj 9.
Tipično, električno polje unutar vodiča uzrokuje i održava uređeno kretanje nabijenih čestica. Ako unutar vodiča postoji električno polje, tada postoji razlika potencijala između krajeva vodiča. Kad se razlika potencijala tijekom vremena ne mijenja, u vodiču se uspostavlja stalna električna struja.
Na ekranu – slajd broj 10
To znači da je osim nabijenih čestica za postojanje električne struje potrebna prisutnost električno polje.
Kada se stvori razlika potencijala (napon) između bilo koje točke vodiča, ravnoteža naboja će se poremetiti i doći će do kretanja naboja u vodiču, što se naziva električna struja.
Na ekranu – slajd broj 11.
Dakle, utvrdili smo dva uvjeta za postojanje električne struje:
prisutnost besplatnih naknada,
prisutnost električnog polja.
Na ekranu je slajd broj 12.
Dakle: ELEKTRIČNA STRUJA je usmjereno, uređeno kretanje nabijenih čestica (elektrona, iona i drugih nabijenih čestica.). Oni. električna struja ima određeni smjer. Za smjer struje uzima se smjer gibanja pozitivno nabijenih čestica. Iz toga slijedi da se smjer struje podudara sa smjerom vektora jakosti električnog polja. Ako struja nastaje kretanjem negativno nabijenih čestica, tada se smjer struje smatra suprotnim od smjera gibanja čestica. (Ovakav izbor smjera struje nije baš uspješan, budući da u većini slučajeva struja predstavlja uređeno kretanje elektrona – negativno nabijenih čestica. Odabir smjera struje napravljen je u vrijeme kada se ništa nije znalo o slobodnim elektronima u metalima.)
Na ekranu je slajd broj 13.
Ne vidimo izravno kretanje čestica u vodiču. Prisutnost električne struje mora se prosuđivati prema radnjama ili pojavama koje je prate.
Na ekranu je slajd broj 14.
Toplinski učinak električne struje. Vodič kroz koji teče struja se zagrijava (svijetli žarulja sa žarnom niti);
Na ekranu je slajd broj 15.
Magnetski učinak električne struje. Vodič sa strujom privlači ili magnetizira tijela, okreće se okomito na žicu sa strujom, magnetska strelica;
Na ekranu je slajd broj 16.
Kemijsko djelovanje električne struje. Električna struja može promijeniti kemijski sastav vodiča, na primjer, oslobađajući njegove kemijske sastojke (vodik i kisik oslobađaju se iz zakiseljene vode ulivene u staklenu posudu u obliku slova U).
Magnetski učinak je glavni, jer se opaža u svim vodičima, toplinski učinak je odsutan u supravodičima, a kemijski učinak se opaža samo u otopinama i talinama elektrolita.
Na ekranu je slajd broj 17.
Kao i mnogi fizikalni fenomeni, električna struja ima kvantitativnu karakteristiku koja se naziva jakost struje: ako kroz presjek vodič nosi naboj ∆q tijekom vremena ∆t, tada je prosječna vrijednost struje: I=∆q/∆t(jačina struje jednaka je omjeru naboja i vremena).
Dakle, prosječna jakost struje jednaka je omjeru naboja ∆q koji prolazi kroz poprečni presjek vodiča tijekom vremenskog intervala ∆t i ovog vremenskog razdoblja.
U SI (Međunarodnom sustavu) jedinica struje je amper, označen kao 1 A = 1 C/s (jedan amper jednak je omjeru 1 kulona po 1 sekundi)
Imajte na umu: ako se struja ne mijenja tijekom vremena, tada se struja naziva konstantnom.
Na ekranu je slajd broj 18.
Jakost struje može biti pozitivna vrijednost ako se smjer struje podudara s konvencionalno odabranim pozitivnim smjerom duž vodiča. Inače je struja negativna.
Na ekranu je slajd broj 19.
Za mjerenje struje koristi se uređaj koji se zove ampermetar. Načelo dizajna ovih uređaja temelji se na magnetskom djelovanju struje. Ampermetar je spojen u električni krug u seriju s uređajem kojim se mjeri struja. Shematski prikaz ampermetra je krug sa slovom A u sredini.
Na ekranu je slajd broj 20.
Osim toga, jakost struje povezana je s brzinom usmjerenog kretanja čestica. Pokažimo ovu vezu.
Neka cilindrični vodič ima presjek S. Uzmimo smjer slijeva nadesno kao pozitivan smjer u vodiču. Naboj svake čestice smatrat ćemo jednakim q 0. Volumen vodiča, ograničen presjecima 1 i 2 s razmakom ∆L između njih, sadrži čestice N = n·S·∆L, gdje je n koncentracija od čestica.
Na ekranu je slajd broj 21.
Njihov ukupni naboj u odabranom volumenu je q = q 0 ·n·S·∆L (naboj je jednak umnošku naboja čestice s koncentracijom, površinom i udaljenošću). Ako se čestice gibaju slijeva nadesno prosječnom brzinom v, tada će u vremenu ∆t = ∆L/v jednakom omjeru udaljenosti i brzine sve čestice sadržane u promatranom volumenu proći kroz presjek 2. Prema tome, jakost struje nalazi se pomoću sljedeće formule.
I = ∆q/∆t = (q 0 ·n·S·∆L·v)/∆L= q 0 ·n·S·v
Na ekranu je slajd broj 22.
Pomoću ove formule pokušajmo odrediti brzinu uređenog kretanja elektrona u vodiču.
V = I/( e·n·S),
Gdje e– modul naboja elektrona.
Na ekranu je slajd broj 23.
Neka je jakost struje I = 1A, a površina poprečnog presjeka vodiča S = 10 -6 m 2, za bakar koncentracija n = 8,5 10 28 m -3. Stoga,
V=1/(1,6 ·10 -19 · 8,5·10 28 ·10 -6)=7·10 -5 m/s
Kao što vidimo, brzina uređenog kretanja elektrona u vodiču je mala.
Na ekranu je slajd broj 24.
Procijeniti koliko malen, n Zamislimo vrlo dug strujni krug, na primjer telegrafsku liniju između dva grada udaljena jedan od drugoga, recimo, 1000 km. Pažljivi eksperimenti pokazuju da će se učinci struje u drugom gradu početi manifestirati, odnosno da će se elektroni u vodičima koji se tamo nalaze početi kretati, otprilike 1/300 sekunde nakon njihovog kretanja duž žica u prvom grad počeo. Često se kaže, ne baš striktno, ali vrlo jasno, da struja putuje žicama brzinom od 300 000 km/s. To, međutim, ne znači da se kretanje nositelja naboja u vodiču događa ovom ogromnom brzinom, tako da će elektron ili ion, koji je u našem primjeru bio u prvom gradu, doći do drugog za 1/800 sekunde. . Nikako. Gibanje nositelja u vodiču gotovo se uvijek događa vrlo sporo, brzinom od nekoliko milimetara u sekundi, a često i manje. Vidimo, dakle, da je potrebno pažljivo razlikovati i ne brkati pojmove “brzina struje” i “brzina nositelja naboja”.
Na ekranu je slajd broj 25.
Dakle, brzina koju ukratko nazivamo "brzina struje" je brzina širenja promjena električnog polja duž vodiča, a ne uopće brzina kretanja nositelja naboja u njemu.
Objasnimo to mehaničkom analogijom. Zamislimo da su dva grada povezana naftovodom i da je u jednom od tih gradova proradila pumpa koja povećava pritisak nafte na tom mjestu. Taj povećani tlak širit će se tekućinom u cijevi velikom brzinom – oko kilometar u sekundi. Tako će se u sekundi čestice početi kretati na udaljenosti od, recimo, 1 km od pumpe, nakon dvije sekunde - na udaljenosti od 2 km, u minuti - na udaljenosti od 60 km itd. Nakon otprilike četvrt sata, nafta će početi istjecati iz cijevi u drugom gradu. Ali kretanje samih čestica ulja događa se puno sporije i može proći nekoliko dana prije nego što bilo koja određena čestica ulja stigne iz prvog grada u drugi. Vraćajući se na električnu struju, moramo reći da je “brzina struje” (brzina širenja električnog polja) slična brzini širenja tlaka kroz naftovod, a “brzina nositelja” je slična brzini kretanja samih čestica ulja.
5. Konsolidacija.
Na ekranu – slajd broj 26
Danas smo u razredu pogledali osnovni koncept elektrodinamike:
Struja;
Uvjeti potrebni za postojanje električne struje;
Kvantitativne karakteristike električne struje.
Na ekranu – slajd br.27
Sada pogledajmo rješavanje tipičnih problema:
1. Pločica je uključena u rasvjetnu mrežu. Koliko struje prođe kroz njega za 10 minuta ako je struja u napojnom kabelu 5A?
Rješenje: Vrijeme u SI sustavu 10 minuta = 600 s,
Prema definiciji, struja je jednaka omjeru naboja i vremena.
Dakle, naboj je jednak umnošku struje i vremena.
Q = I t = 5A 600 s = 3000 C
Na ekranu – slajd br.28
2. Koliko elektrona prođe kroz žarnu nit žarulje sa žarnom niti za 1 s kad je struja u žarulji 1,6 A?
Rješenje: Naboj elektrona je e= 1,6 · 10 -19 C,
Ukupna naknada može se izračunati pomoću formule:
Q = I t – naboj je jednak umnošku struje i vremena.
Broj elektrona jednak je omjeru ukupnog naboja i naboja jednog elektrona:
N = q/ e
iz čega slijedi
N = I t / e= 1,6 A 1 s/1,6 10 -19 Cl = 10 19
Na ekranu – slajd br. 29
3. Kroz vodič teče struja od 1 A godinu dana. Odredite masu elektrona koji su prošli kroz presjek vodiča za to vrijeme. Omjer naboja elektrona i njegove mase e/m e = 1,76 10 +11 C/kg.
Rješenje: Masa elektrona može se definirati kao umnožak broja elektrona i mase elektrona M = N m e. Upotrebom formule N = I t / e(vidi prethodni zadatak), nalazimo da je masa jednaka
M = m e I t / e= 1A 365 24 60 60s/(1,76 10 +11 C/kg) = 1,8 10 -4 kg.
Na ekranu – slajd br. 30
4. U vodiču s površinom poprečnog presjeka od 1 mm 2, struja je 1,6 A. Koncentracija elektrona u vodiču je 10 23 m -3 pri temperaturi od 20 0 C. Odredite srednju brzinu usmjerenog gibanja elektrona i usporedite je s toplinskom brzinom elektrona.
Rješenje: Za određivanje prosječne brzine usmjerenog kretanja elektrona koristimo se formulom
Q = q 0 n S v t (naboj je jednak umnošku naboja čestice s koncentracijom, površinom, brzinom i vremenom).
Budući da je I = q/t (jačina struje jednaka je omjeru naboja i vremena),
Tada je I = q 0 n S v => v= I/ (q 0 n S)
Izračunajmo i dobijmo vrijednost brzine kretanja elektrona
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 => (odavde slijedi)
= 11500 m/s
Brzina toplinskog kretanja je 115 puta veća.
Sažimajući.
Na ekranu – slajd br.31
Zapiši domaću zadaću.
V.A.Kasyanov Udžbenik fizike za 11. razred. §1,2, zadaci §2 (1-5).
Na ekranu – slajd broj 32.
Hvala vam na pažnji. Želimo vam uspjeh u samostalnim vježbama na ovu temu!
Sažetak provjeren
Metodičar Zavoda za školstvo:________________________________________________
Stručno vijeće Erevanskog državnog pedagoškog sveučilišta:_______________________________________
Datum od:_____________________________________________________________
Potpisi:_____________________________________________________________
Svrha lekcije: upoznati učenike s poviješću borbe između pojmova bliske akcije i akcije na daljinu; uz nedostatke teorija, uvesti pojam jakosti električnog polja, razvijati sposobnost grafičkog prikazivanja električnih polja; koristiti princip superpozicije za izračunavanje polja sustava nabijenih tijela.
Tijekom nastave
Provjera domaće zadaće metodom samostalnog rada
opcija 1
1. Je li moguće stvoriti ili uništiti električni naboj? Zašto? Objasnite bit zakona održanja električnog naboja.
2. U zraku se nalaze dva tijela koja imaju jednake negativne električne naboje, a međusobno se odbijaju silom od 0,9 N. Izračunajte masu viška elektrona u svakom tijelu njihov broj.
Riješenje. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (kg); N = √Fr2/k e ; N= 5·1012 (elektrona)
Opcija-2
1 Zašto se raznorodna tijela pri trenju naelektriziraju, a homogena ne?
2 Došle su u dodir tri vodljive kuglice, prva kuglica je imala naboj od 1,8 10-8 C, druga je imala naboj od 0,3 10-8 C, treća kuglica nije imala naboj. Kako je naboj raspoređen između kuglica? Kolikom će silom međusobno djelovati njih dvoje u vakuumu na međusobnoj udaljenosti od 5 cm?
Riješenje. q1+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0,5·10-8(C)
F= k q2/r2; F= 9·10-5 (H)
Učenje novog gradiva
1. Rasprava o pitanju prijenosa učinka jedne naplate na drugu. Govornici se čuju od “pobornika” teorije kratkog dometa (polje se širi brzinom svjetlosti) i teorije djelovanja na daljinu (sve interakcije se šire trenutno). Nastupe učenika prati demonstracija pokusa međudjelovanja naelektriziranih tijela. Učenici mogu postavljati pitanja o zagovornicima jedne ili druge teorije.
Nastavnik pomaže učenicima u pravilnom zaključivanju i navodi učenike na formiranje pojma električnog polja.
2. Električno polje - Poseban oblik materije koji postoji neovisno o nama i našem znanju o njemu.
3. Glavno svojstvo električnog polja- djelovanje na električne naboje nekom silom.
| Elektrostatičko polje | Elektrostatičko polje stacionarnih naboja uopće se ne mijenja i neraskidivo je povezano s nabojima koji ga tvore. | ||
| Jačina električnog polja: E= F/ Q | Omjer sile kojom električno polje djeluje na testni pozitivni naboj i vrijednosti tog naboja. Vektor Ē̄̄̄̄̄ poklapa se sa smjerom sile koja djeluje na pozitivni naboj. | ||
| Jakost električnog polja točkastog naboja. E =Q0/4πξ0ξr2 |
Jakost električnog polja točkastog naboja u određenoj točki prostora izravno je razmjerna modulu naboja izvora polja i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti od izvora polja do određene točke u prostoru. | ||
| Linije elektrostatičkog polja | To su linije čije se tangente u svakoj točki polja poklapaju sa smjerom jakosti polja u toj točki. | ||
| Princip superpozicije polja: E = E1+E2+E3+…
|
Kada se polja iz nekoliko točkastih naboja superponiraju, nastaje elektrostatsko polje čija je jakost u bilo kojoj točki jednaka geometrijskom zbroju jakosti iz svakog od komponentnih polja. | ||
| Demonstracija iskustva: “Opravdanost principa superpozicije polja” | Objesite "probno punjenje" (pjenastu ploču) na najlonsku nit. Udar na "probni naboj" nabijenim tijelom. Zatim donesite drugo nabijeno tijelo i promatrajte njegov učinak na “probni naboj”. Uklonite prvo nabijeno tijelo i promatrajte djelovanje drugog nabijenog tijela. Izvući zaključak. | ||
Samostalan rad s knjigom.
1. Pročitajte definiciju silnica električnog polja u udžbeniku.
2. Pažljivo pogledaj slike 181 – 184 na kojima su prikazani primjeri napetih linija raznih nabijenih tijela i sustava tijela.
3. Odgovorite na pitanja.
A) Kako je veličina vektora napetosti prikazana na slikama? Po kojem se vanjskom znaku može razlikovati polje s intenzivnim djelovanjem?
B) Gdje počinju i gdje završavaju silnice električnog polja?
P) Ima li prekida u zateznim vodovima?
D) Kako se nalaze silnice električnog polja u odnosu na površinu nabijenog tijela?
D) U kojem se slučaju električno polje može smatrati uniformnim?
E) Usporedite sliku linija polja točkastog naboja i jednoliko nabijene kuglice.
G) Utvrdite pomoću koje formule iu kojim prihvatljivim granicama možete izračunati jakost polja provodne lopte.
Sažmimo lekciju
Domaća zadaća: §92 – 94.
Lekcija 57 Tema: Električno polje. Jačina električnog polja. Princip superpozicije polja Cilj: otkrivanje materijalne prirode električnog polja i formiranje pojma jakosti električnog polja
Ciljevi lekcije: upoznati studente s karakteristikama snage električnog polja;
∙ formirati neformalna znanja u tumačenju pojma „jačina električnog polja;
∙ njegovati svjestan stav prema učenju i interes za proučavanje fizike.
Lekcija: učenje novog materijala Oprema: lagani metalni omot od folije, štapić od pleksiglasa, perjanice na stalku, elektrofor, kuglica na svilenoj niti, ploče kondenzatora, prezentacija, flash animacija Tijek nastave
- Ponavljanje naučenog
- Formulirajte Coulombov zakon Koje je fizikalno značenje koeficijenta k? Odredite granice primjenjivosti Coulombova zakona?
- Fizički diktat. Zakon održanja električnog naboja. Coulombov zakon. (međusobna provjera)
Učenje novog gradiva
- Učenje novog gradiva
- E.P. napetost
E.P. napetost ne ovisi o veličini naboja, vektorska veličina (sila karakteristična za polje) Pokazuje kojom silom polje djeluje na naboj smješten u ovom polju. 
Zamjenom izraza za silu u formulu dobivamo izraz za jakost polja točkastog naboja
Kako možete okarakterizirati polje stvoreno od nekoliko naboja? Moramo upotrijebiti vektorsko zbrajanje sila koje djeluju na naboj uveden u polje i dobiti rezultirajući intenzitet E.P. Ovaj slučaj se naziva NAČELO SUPERPOZICIJE ( slajd 6)Eksperiment 4. Pokusi demonstracije spektra električnih polja 1. Pokusi sa sultanima postavljenim na izolacijske stalke i nabijeni iz električnog stroja za foliju 2. Pokusi s pločama kondenzatora na koje su na jednom kraju zalijepljene papirnate trake. električno polje s grafičkim linijama - ELEKTRIČNI VODOVI. LINIJE POLJA su linije koje označavaju smjer sile koja u tom polju djeluje na pozitivno nabijenu česticu smještenu u njemu ( slajdovi 9,10,11)
Linije polja koje stvaraju pozitivno (a) i negativno (b) nabijene čestice 
Najzanimljiviji je slučaj E.P. stvoren između dvije duge nabijene ploče. Tada se između njih stvara homogeni E.P. + - 1 2 3Objašnjenje principa superpozicije, korištenjem grafičkog prikaza ( slajdovi11,12,13)
III.Konsolidacija znanja, sposobnosti, vještina
Pregled pitanja
∙ Analiza pitanja:
a) Kako shvatiti da u datoj točki postoji električno polje?
b) Kako shvatiti da je napetost u točki A veća od napetosti u točki B?
c) Kako shvatiti da je intenzitet u datoj točki polja 6 N/kl?
d) Koja se vrijednost može odrediti ako je poznata jakost u datoj točki polja?
∙ 2. Analiza kvalitativnih problema
800. Dva naboja jednake veličine nalaze se na određenoj udaljenosti jedan od drugog. U kojem slučaju je napetost u točki koja leži na pola udaljenosti između njih veća: jesu li ti naboji slični ili različiti?? (Različito. S točkastim nabojima istog imena, napetost će biti jednaka nuli.)
801. Zašto ptice lete s visokonaponskih žica kada je struja uključena? (Kada se uključi struja visokog napona, na ptičjem perju se pojavi statički električni naboj, uslijed čega se ptičje perje nakostriješi i raziđe (kao rese papirnatog perja spojenog na elektrostatički stroj). To pticu plaši. , odleti sa žice.)
∙ Analiza računskih problema [Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike, 10.-11. – M.: Bustard, 2003.]:
698. U nekoj točki polja na naboj od 2 nC djeluje sila od 0,4 μN. Pronađite jakost polja u ovoj točki. (200 V/m)
699. Koja sila djeluje na naboj od 12 nC postavljen u točku gdje je jakost električnog polja 2 kN/Cl? (24 µN)
Sažimanje lekcije.
Književnost:
Udžbenik Fizika 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev, izdavačka kuća "Mektep" 2010
[Tulchinsky M.E. Kvalitativni problemi iz fizike u srednjoj školi. – M.: Obrazovanje, 1972.]:
Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike, 10.-11. – M.: Bustard, 2003
V.A.Volkov. Za pomoć školskom učitelju.
Vrsta lekcije: problemsko-razvojni
Svrha lekcije: Stvorite uvjete za:
- formiranje predodžbi o električnom polju i njegovom djelovanju na tijelo; električna sila i njezina ovisnost o udaljenosti između tijela.
- razvoj komunikacijske kompetencije kroz sposobnost analize, usporedbe i zaključivanja;
- njegovanje tolerancije i svjesnog odnosa prema učenju.
Oprema:
- drveno ravnalo,
- staklena i ebonitna šipka,
- elektrostatički rukavci,
- portreti D. Maxwella, O. Coulona.
Tehnologija lekcije: dijalog.
Oblici obuke: frontalni, grupni, individualni, u paru.
Nastavne metode: verbalno, praktično.
Lekcija o napretku
1. Organizacijski trenutak(1 minuta.)
Iskustvo: Ravnalo se postavlja na naslon stolice tako da bude u ravnoteži. Uzima se ebonitni nabijeni štapić i nosi prema ravnalu ne dodirujući ga. Vladar izlazi iz mirovanja.
2. Obnavljanje znanja.
- Kako možete objasniti rezultate eksperimenta?
- Zašto se ravnalo pomiče?
Pri proučavanju mehanike naučili smo da se djelovanje jednog tijela na drugo događa direktno međudjelovanjem tijela, a u ovom pokusu ne promatramo dodir, već promatramo kretanje.
- Kako možemo objasniti međudjelovanje tijela u ovom slučaju?
Zapisujemo ključne riječi na ploču: snaga, interakcija.
- Može se pretpostaviti da oko nabijenog tijela postoji prostor s posebnim svojstvima. Postoji problem koji treba riješiti.
Zapis na ploči s lijeve strane (znak?).
Zacrtajmo ciljeve našeg sata (učenici formuliraju cilj sata, a nastavnik ga precizira). Dokazano je iskustvo za rješavanje problema. Mirno visećoj čahuri približava se ebonitna palica, a zatim staklena, dok se razmak između čahure i nabijenog tijela mijenja. Rezultate pokusa učenici analiziraju.
Pisati na ploču:
- Odbijanje.
- Privlačnost.
- Što određuje silu kojom međudjeluju električna tijela?
Zapisivanje na ploču. Iz daljine.
- Kako oni međusobno djeluju? (učenici zaključuju: što je veći razmak između tijela, to su jače međudjelovanje sila i obrnuto).
Gledajući i analizirajući pokuse, proučili smo kako dolazi do međudjelovanja nabijenih tijela, a na koji način se to međudjelovanje događa, još ne znamo.
Učitelj: Mnogi su znanstvenici proučavali međudjelovanje nabijenih tijela, ali M. Faraday i D. Maxwell, O. Coulomb dali su poseban doprinos. Kao rezultat toga, utvrđeno je da je svako nabijeno tijelo okruženo posebnim svojstvom materije, koje se naziva električno polje.
Dakle, kakav je to prostor s posebnim svojstvima kroz koji dolazi do interakcije između nabijenih tijela?
Pisanje na ploču. Električno polje.
Na ploči se pojavljuje prateći nacrt.
Rad s udžbenikom, s referentnom literaturom (učenici daju definiciju električnog polja, karakteristike električnog polja).
3. Usustavljivanje znanja.
Učiteljica: danas smo se na satu upoznali s jednom posebnom vrstom materije koja postoji neovisno o nama i našem znanju o njoj. I to se zove električno polje koje postoji oko nabijenog tijela i polje jednog naboja djeluje na polje drugog naboja nekom silom i ta sila se zove električna sila (rad s referentnim bilješkama).
Radite u grupama, u jednoj minuti morate pronaći rješenje problema koje će vam biti ponuđeno.
- K-1. Kako možete upotrijebiti električno polje u blizini nabijenog štapića da natjerate komad pamuka da lebdi u zraku? Pokažite iskustvo i dajte objašnjenje za njega.
- K-2. Prikažite djelovanje električnog polja koristeći dostupne materijale i dajte objašnjenje.
- K-3. Brišemo li prilikom generalnog čišćenja kuće polirane površine i stakla suhom krpom od sintetičke tkanine, a one obojene uljanom bojom brišemo vlažnom krpom? Zašto drugačije “osjećamo” čišćenje?
A onda trebate ocijeniti svoj rad na satu. Dobiveni su listići za provjeru znanja. Gdje trebate odgovoriti na pitanja. Tada ćete pustiti svog kolegu da provjeri vaše odgovore, gdje će vam dati ocjenu.
4. Faza refleksije.
Listić za provjeru znanja
