4. Электрическое поле создано положительным и отрицательным электрическими
зарядами, равными по модулю. В какой точке прямой, соединяющей заряды,
результирующий вектор напряженности полей равен 0?
а) Ни в одной из точек результирующий
вектор не равен 0
б) В точке А
с) В точке В
д) В точке С
Учитель. Основное содержание темы урока составляют следующие понятия:
электрический заряд, закон сохранения электрического заряда, закон Кулона электрическое
поле, напряженность поля, электрические свойства вещества. Урок направлен на проверку
глубины понимания учащимися учебного материала, изучение связей и качества их знаний.
V.
Подведение итогов урока
Дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся.
Подведение итогов самостоятельной работы учащихся.
Замечания и выводы по уроку, устранение выявленных пробелов.
Выставление оценок.
VI.
Домашнее задание
«
Физика 10 класс», упр.16, №9-12
.
Обеспечить понимание учащимися цели, содержания и способов.
Выполнения домашнего задания.
Проверить, как учащиеся поняли содержание домашней работы.
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА НА ТЕМУ «ЗАКОН КУЛОНА − ОСНОВНОЙ ЗАКОН
ЭЛЕКТРОСТАТИКИ. СВОЙСТВА СУПЕРПОЗИЦИИ»
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦОР №№ 2836, 2838
Цели и задачи урока:
общеобразовательные:
•
повторить и обобщить знания по изученному материалу о характере взаимодействия
электрических зарядов;
•
формирование модельных представлений взаимодействия двух точечных
неподвижных зарядов в вакууме;
•
выяснить физическое содержание закона Кулона, используемого при получении
основных уравнений электродинамики;
•
формирование понятий о границах применимости закона Кулона.
развивающие:
•
развитие логического мышления и творческого воображения учащихся;
•
учить устанавливать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях;
137
•
развитие умений сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически
мыслить; умение работать с информацией, пользоваться ИКТ.
воспитательные:
•
воспитывать стремление к познавательной деятельности, умения слушать
выступления;
•
развитие творческой мыслительной деятельности учащихся;
•
воспитывать ответственное отношение к уроку;
•
развитие личностных качеств: взаимопомощь, чувство коллективизма,
ответственность.
Тип урока: комбинированный урок
Форма проведения урока: фронтальный опрос, беседа и практическая работа с элементами
учебного исследования
Оборудование: Е-библиотека Системы электронного обучения, ЦОР № 2836 «Закон Кулона
− основной закон электростатики» ЦОР № 2838 «Принцип суперпозиции», ПК,
мультимедийный проектор, экран; презентация.
Структура урока:
I
. Организационный этап
II
. Актуализация знаний
III.
Объяснение нового материала
IV
. Закрепление материала
V
. Подведение итогов урока
VI
. Домашнее задание
Ход урока
Сообщение темы урока. Формулирование целей урока совместно с учащимися.
Показ социальной и практической значимости изучаемого материала.
I.
Организационный этап
-
обеспечить нормальную обстановку для работы на уроке, психологически настроить
учащихся к занятию;
-
включение учащихся в ритм работы.
На предыдущих уроках мы познакомились с основными понятиями «электростатики»:
электризация, электрический заряд, рассмотрели свойства заряда, сформулировали и
рассмотрели применение закона сохранения заряда.
II.
Актуализация знаний учеников
Для повторения теоретического материала проводится фронтальный опрос.
№
Вопрос
Предполагаемый ответ
1
Как называется явление разделения
электрического заряда?
Электризация
2
Что получают тела в результате
электризации?
Электрический заряд
3
Что такое электрический заряд?
Электрический заряд – физическая
величина, определяющая силу
электромагнитного взаимодействия.
5
Останется ли неизменной масса тела при Тело, теряющее электроны, уменьшает свою
138
его электризации?
массу, а тело, получающее электроны, –
увеличивает ее. Это изменение массы очень
мало, так как масса электрона крайне мала
31
10
1
,
9
−
⋅
кг.
Какие заряды считаются элементарными Электрон, протон
Какое взаимодействие существует между
заряженными телами, частицами?
Электромагнитное
Если тело электрически нейтрально,
означает ли это, что оно не содержит
электрических зарядов?
Нет
К стержню положительно заряженного
электроскопа поднесли, не касаясь его,
стеклянную палочку. Листочки
электроскопа опали, образуя меньший
угол. Такой эффект наблюдается, если
палочка:
К стержню положительно заряженного
электроскопа поднесли, не касаясь его,
стеклянную палочку. Листочки
электроскопа опали, образуя меньший угол.
Такой эффект наблюдается, если палочка:
Назовите свойства заряда
Два рода, элементарный, дискретность,
свойство сохранения
Опыт: Подношу к электрометру заряженную стеклянную палочку. Стрелка электрометра
отклоняется, показывая, что он зарядился. Я не касалась стержня электрометра палочкой, а
только поднесла ее близко к стержню. Почему же электрометр зарядился?
Ответ: Это явление объясняется явлением электростатической индукции. Стержень
электрометра электрически нейтрален. Поднесем к металлической сфере положительно
заряженную стеклянную палочку. Под действием электрического поля зарядов палочки
произойдет перераспределение зарядов на сферической насадке, стержне и стрелке.
Отрицательно заряженные электроны под действием электрического поля будут
приближаться к палочке, поэтому сфера приобретет отрицательный заряд, равный ему
положительный заряд распределится между стержнем и стрелкой. Суммарный заряд
электроскопа останется равным нулю.
III.
Объяснение нового материала
Закон Кулона
Сегодня мы повторим и обобщим знания по изученному материалу о характере
взаимодействия электрических зарядов, выясним физический смысл закона Кулона.
Известно, что электрически заряженные тела взаимодействуют друг с другом. Тела,
заряженные одинаковым по знаку зарядом, – отталкиваются, а если разными по знаку
зарядами – притягиваются. Взаимодействие зарядов происходит посредством
электростатического поля.
139
И наша цель – это обнаружить, как взаимодействуют эти заряды, то есть найти
количественную формулу, определяющую силу взаимодействия зарядов.
Первые количественные результаты по измерению силы взаимодействия зарядов были
получены в 1785 г. французским ученым Шарлем Кулоном. Закон Кулона является
основным законом электростатики.
Раздел электродинамики, посвященный изучению покоящихся электрических зарядов,
называют электростатикой.
Введем понятие точечного заряда
Точечный заряд – это тело, размерами которого можно пренебречь, по сравнению с
расстоянием, на котором осуществляется взаимодействие его с другими заряженными
телами.
Кулон для измерения силы использовал крутильные весы и установил, как
взаимодействуют друг с другом маленькие заряженные шары.
Закон Кулона
Опыт Кулона
2
1
~
F
r
1
2
~
F
q q
⋅
К упругой проволоке крутильных весов прикрепили стеклянный стержень с
металлическим шариком на одном конце и противовесом на другом. Еще один
металлический шарик неподвижно закреплен в корпусе весов.
При сообщении шарикам одноименных зарядов, один имеет величину
1
q
, а другой -
2
q ,
они будут отталкиваться друг от друга, при этом стеклянный стержень отклонится на
некоторый угол. Прикрепив стрелку к стержню можно определить угол отклонения. Шкала
на поверхности сосуда отградуирована, то есть каждому углу соответствует определенная
сила взаимодействия.
Оказалось, что сила взаимодействия пропорциональна величинам этих зарядов и обратно
пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Итак, мы имеем закон Кулона в экспериментальном виде:
F
~
2
2
1
r
q
q
⋅
,
где
2
1
q
q
⋅
–
модуль зарядов,
2
r –
расстояние между зарядами.
Чтобы из формулы получить аналитическое выражение, мы должны умножить
полученное выражение на коэффициент пропорциональности
k
:
2
2
1
r
q
q
k
F
⋅
=
140
Сила взаимодействия
F
двух неподвижных точечных зарядов, находящихся в
вакууме, прямо пропорциональна зарядам
1
q
и
2
q
, и обратно пропорциональна
квадрату расстояния между ними, направлена вдоль прямой линии, соединяющей эти
заряды
Эта формула отражает зависимость силы воздействия двух зарядов от величины этих
зарядов и расстояния между ними.
Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:
12
21
F
F
−
=
Сила
F
направлена по прямой, соединяющей взаимодействующие заряды, т.е. является
центральной, и соответствует притяжению
)
0
(
<
F
в случае разноименных зарядов
притяжению
)
0
(
<
F
в случае
разноименных зарядов
отталкиванию
)
0
(
>
F
в случае
одноименных зарядов
Коэффициента пропорциональности
k
зависит от выбора системы единиц. Он
показывает, с какой силой взаимодействуют друг с другом единичные заряды, находящиеся
на единичном расстоянии друг от друга.
Учитель: Как вы думаете, будет ли зависеть сила Кулона от среды, в которую мы
поместим два точечных неподвижных заряда?
Ответ: Да, будет зависеть, в среде она будет меньше. Диэлектрическая проницаемость
среды −
ε безразмерная величина, показывающая во сколько раз сила взаимодействия
F
между зарядами в данной среде меньше из силы взаимодействия
0
F
в вакууме:
F
F
0
=
ε
Указание: Напишите закон Кулона для двух точечных неподвижных зарядов, которые
находятся в среде
141
2
2
1
0
4
1
r
q
q
F
ε
πε
=
,
где −
ε
диэлектрическая проницаемость среды (ученики пишут сами в тетрадях).
В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).
Кулон – это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за
время 1 секунда.
Вопрос: Какой закон, известный вам ранее, напоминает Закон Кулона?
Ответ: Закон всемирного тяготения.
III.
Закрепление материала
Задание
По закону всемирного тяготения и закону Кулона сравнить силы гравитационного и
электростатического взаимодействия. Проанализировать результат и сделать вывод.
2
2
1
r
m
m
G
F
ãð
⋅
=
и
2
2
1
r
q
q
k
F
ýë
⋅
=
1.
Вместо материальных точек в законе Кулона – точечные заряды;
2.
В законе всемирного тяготения рассматривается только сила притяжения, а в законе
Кулона притяжение и отталкивание.
3. Электростатическая сила взаимодействия частиц больше гравитационной на 39
порядков (примерно во столько же раз масса Галактики превышает массу человека).
39
10
3
,
2
⋅
=
g
k
F
F
Границы применимости закона:
1. Заряженные тела должны быть точечными.
2. Заряженные тела должны быть неподвижными (в случае движущихся заряженных тел
проявляется действие магнитного поля).
Вопрос: Два заряженных облака, имеющих линейные размеры 3 м, находящихся на
расстоянии 3 км друг от друга, движутся взаимном направлении. Можно ли применять Закон
Кулона к этим облакам?
Ответ: Закон кулона в данном случае применять нельзя, потому что данный случай
выходит из границ его применимости, т.к. облака движутся.
Вопрос: А если облака будут покоиться?
Ответ: Применять можно, т.к. облака покоятся, а их размеры много меньше расстояния
между ними, и их можно считать точечными зарядами.
Работа учащихся с ЦОР № 2836.
Самостоятельная работа учащихся в тетради (учащиеся поделены на три группы).
Рассмотрите взаимодействие двух точечных зарядов
1
q
и
2
q .
Задание 1. Исследование зависимости силы взаимодействия между зарядами от величины
зарядов (проверить для разноименных зарядов).
Установите значения величин, приведенных в таблице. Запишите значения сил для
каждого случая.
№ опыта
1
q
,
нКл
2
q
,
нКл
r
12
, мм
Сила F
12
, Н
1
30
25
3
2
30
50
3
3
30
75
3
Задание 2. Исследование зависимости силы взаимодействия между зарядами от
расстояния между ними.
142
№ опыта
1
q
,
нКл
2
q
,
нКл
r
12
, мм
Сила F
12
, Н
1
30
60
1
2
30
60
2
3
30
60
3
Задание 3. Исследование зависимости силы взаимодействия между зарядами от среды, в
которой они расположены между ними (проверить для разноименных зарядов).
№
опыта
1
q
,
нКл
2
q
,
нКл
r
12
, мм
среда
Сила F
12
, Н
1
30
25
2
вакуум
2
30
25
2
воздух
3
30
25
2
стекло
4
30
25
2
вода
Результаты наблюдений занесите в таблицу и ответьте на вопросы
1. Как изменилось значение силы в опытах?
2. Какая зависимость между силой и зарядом
2
q
: прямая, обратная?
3. Какая зависимость между силой и квадратом расстояния между зарядами: прямая,
обратная?
Принцип суперпозиции
Опыт показывает, силы электростатического взаимодействия между любыми двумя
телами не зависят от наличия других заряженных тел.
Предположим, что заряд
0
q
взаимодействует с системой зарядов
1
q ,
2
q , …,
n
q
. Если
каждый из зарядов системы действует на заряд
0
q
с силой
1
F
,
2
F
, …,
n
F
соответственно, то
результирующая сила
F
, приложенная к заряду
0
q
со стороны данной системы, равна
геометрической сумме отдельных сил:
∑
=
=
+
+
+
=
n
i
n
F
F
F
F
F
1
2
1
.....
.
В этом состоит принцип суперпозиции полей.
Принцип суперпозиции позволяет рассчитать электростатические поля любой системы
неподвижных зарядов, представив ее в виде совокупности точечных зарядов
143
Рассмотрим примеры применения принципа суперпозиции электрических сил для расчета
силы, действующей со стороны двух зарядов на третий.
Алгоритм решения задач на применение закона Кулона к системе точечных зарядов
1. Выполнить рисунок, на котором обозначить все заряды и изобразить все действующие
электрические силы, обозначив их индексом заряда.
2. Если заряд находится в равновесии, то все силы, приложенные к нему, должны быть
скомпенсированы, поэтому можно выбрать направление, на которое спроецировать эти силы
и сумму их проекций приравнять к нулю.
3. Записать систему уравнений, соответствующих условию задачи, решить ее
относительно искомой величины.
4. Проверить решение задачи в общем виде относительно единиц измерения в СИ.
Выполнить расчеты.
Если заряды движутся равномерно или покоятся, дополнительно применяется первый
закон Ньютона, если равноускоренно – второй закон Ньютона. Если происходит
перераспределение зарядов, добавляется закон сохранения зарядов, согласно которому
сумма зарядов системы не изменяется.
Решение задачи на применение закона Кулона у доски.
Задание 1. В какой из трех точек (А, В или С) значение модуля результирующей
силы, действующей со стороны данных зарядов на внесенный в эту точку заряд
q
,
имеет минимальное значение? Расположение двух неподвижных точечных электрических
зарядов
q
+
и
q
2
−
показано на рисунке.
Решение.
Выполним рисунок, покажем направление сил, действующих со стороны зарядов
q
+
и
q
2
−
на заряд
q
. Для более точного количественного сравнения сил FA, FB и FС
воспользуемся законом Кулона и принципом суперпозиции сил.
+q
-2q
B
A
C
144
;
9
17
9
2
;
3
2
;
9
7
9
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
r
q
k
r
q
q
k
r
q
q
k
F
r
q
k
r
q
q
k
r
q
q
k
F
r
q
k
r
q
q
k
r
q
q
k
F
С
B
A
=
⋅
−
⋅
=
=
⋅
+
⋅
=
=
⋅
−
⋅
=
Ответ: в точке А.
Работа учащихся с ЦОР № 2838.
Вопрос: Объясните, как направлены силы взаимодействия между двумя зарядами
1
0
q
è
q
, а также
2
0
q
è
q
.
Ответ: Применяя правила вектроного сложения, т.е. правило параллелограмма, можно
указать направление действия сил между двумя взаимодействующими зарядами
1
0
q
è
q
, а
также
2
0
q
è
q
, а также указать направление действия результирующей силы, действующей
на заряд
0
q
со стороны системы зарядов
1
q ,
2
q
Закрепление материала
Для выявления качества усвоения материала и определения недостатков в полученных
знаниях провести работу по ЦОР № 2836.
1.
Выполнить тестовые задания.
+q
-2q
A
B
C
145
2. Работа в тетради по ЦОР № 2836. Выполнить задания для закрепления теоретического
материала и умения решать задачи на закон Кулона.
После изучения этой темы учащиеся должны знать формулировку закона Кулона,
физический смысл коэффициента пропорциональности и его числовое значение для
взаимодействий в вакууме, уметь применять его для расчета силы взаимодействия
точечных зарядов в вакууме.
Этап рефлекции
Оцените свою работу на уроке, составив рассказ:
Сегодня на уроке я работал (а)_____________________________
Мне нужно разобраться в таких вопросах:____________________
Для этого мне нужно_________________________________________
Слова для оценки работы: активно (пассивно), качественно (посредственно), вдумчиво
(поверхностно) и т.д.
Работа по устранению затруднений:
-
прочитать записи по теме;
-
прочитать информацию по данной теме в учебнике;
-
выучить определение, формулу;
-
научиться изображать силы;
-
проконсультироваться с преподавателем по вопросу…
V.
Подведение итогов урока
Дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся;
Замечания и выводы по уроку, выставление оценок.
VI.
Домашнее задание
«
Физика 10 класс», §8.2, упр.16, № 1-4.
Написать сообщение по теме «Вредное и полезное воздействие статистического
электричества»
Обеспечить понимание учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего
задания;
Проверить, как учащиеся поняли содержание домашней работы.
146
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА НА ТЕМУ «ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ
ПОЛЕЙ. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОЛЕЙ»
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦОР №№ 2837, 2838
Цели и задачи урока:
общеобразовательные:
•
дать понятие напряженности электрического поля;
•
формировать умение изображать электрические поля графическим способом;
пользоваться принципом суперпозиции для расчета полей системы заряженных тел;
•
сформировать понятие однородных и неоднородных электрических полей.
развивающие:
•
развитие логического мышления и творческого воображения учащихся;
•
учить устанавливать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях;
•
развитие навыков научных исследований; логически мыслить; умение работать с
информацией, пользоваться ИКТ;
•
развитие внимательности, навыков сравнивать и обобщать факты.
воспитательные:
•
воспитывать стремление к познавательной деятельности, умения слушать
выступления;
•
развитие творческой мыслительной деятельности учащихся;
•
воспитывать ответственное отношение к уроку;
•
развитие личностных качеств: взаимопомощь, чувство коллективизма
ответственность.
Тип урока: изучение нового материала
Форма проведения урока: фронтальный опрос, беседа и практическая работа с элементами
учебного исследования
Оборудование: Е-библиотека Системы электронного обучения, ЦОР № 2837
«Электрическое поле. Напряженность электрического поля и потенциал», ЦОР № 2838
«Принцип суперпозиции»; ПК, мультимедийный проектор, экран; презентация.
Структура урока:
1. Организационный этап
2. Актуализация знаний
3.
Изучение нового материала
4. Закрепление изученного материала
5. Подведение итогов урока
6. Домашнее задание
Ход урока
I.
Организационный момент
Обеспечить нормальную обстановку для работы на уроке, психологически настроить
учащихся к занятию;
Включение учащихся в ритм работы.
Сообщение темы урока. Формулирование целей урока совместно с учащимися. Показ
социальной и практической значимости изучаемого материала.
147
II
. Актуализация имеющихся знаний учащихся
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Перечислите и разъясните основные свойства заряда.
2. Какая сила действует между зарядами?
3. Как называется этот вид взаимодействия?
4. Запишите закон Кулона.
5. Каков характер взаимодействия заряженных тел и от чего он зависит?
6. Как влияют свойства среды на электромагнитное взаимодействие?
Решение задачи
1. В воздухе расположены два тела, у которых равные отрицательные электрические
заряды, тела отталкиваются друг от друга с силой 0,9 Н. Расстояние между зарядами 8 см.
Вычислить массу избыточных электронов в каждом теле, а также их количество.
2
2
2
2
r
e
N
k
r
e
e
N
k
F
=
=
⇒
2
2
2
e
k
Fr
N
=
⇒
12
25
29
4
38
9
4
2
2
10
5
10
5
,
2
10
04
,
23
10
6
,
57
10
56
,
2
10
9
10
64
9
,
0
⋅
=
⋅
=
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
=
−
−
−
−
ke
Fr
N
электронов
19
12
31
0
10
5
,
45
10
5
10
1
,
9
−
−
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
=
N
m
m
кг
Работа с карточками
1. Капелька с зарядом +1 нКл соединилась с другой капелькой, заряд которой -1 нКл.
Каким стал заряд образовавшейся капли?
а) -2 нКл
б) +2 нКл
с) -1 нКл
д) 0
е) +1 нКл
2. Как изменится сила отталкивания двух точечных зарядов при увеличении расстояния
между ними в 2 раза?
а) увеличится в 2 раза
б) увеличится в 4 раза
с) уменьшится в 2 раза
д) уменьшится в 4 раза
е) не изменится
3. Как изменится сила взаимодействия двух зарядов при перенесении их в среду с
диэлектрической проницаемостью равной 2, при прочих равных условиях?
а) увеличится в 4 раза
б) увеличится в 2 раза
с) уменьшится в 2 раза
д) уменьшится в 4 раза
е) не изменится
4. Как изменится сила притяжения двух точечных зарядов при уменьшении величины
каждого из них в 2 раза?
а) уменьшится в 4 раза
б) уменьшится в 2 раза
с) не изменится
д) увеличится в 2 раза
е) увеличится в 4 раза
148
III.
Усвоение новых знаний
Закон Кулона устанавливает количественные и качественные особенности
взаимодействия точечных электрических зарядов в вакууме. Закон Кулона не дает ответа на
вопрос: как осуществляется механизм взаимодействия зарядов, т.е посредством чего
передается действие одного заряда на другой
Выдающийся английский физик М. Фарадей выдвинул гипотезу, согласно которому
электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Взаимодействие
зарядов осуществляется через создаваемое ими в пространстве электрическое поле. Поле
одного заряда действует на другой заряд, и наоборот.
Электрическое поле проявляет себя в том, что помещенный в любую точку этого поля
«пробный» заряд испытывает действие кулоновской силы со стороны этого поля.
Пробный заряд
Заряд, используемый для обнаружения и опытного исследования электростатического
поля и не искажающий исследуемое поле (не вызывает перераспределения зарядов,
создающих поле). Пробный заряд q
0
должен быть достаточно малым.
Работа c ЦОР № 2837. Учащиеся нажимают на соответствующие указания для просмотра
анимации, в которой можно исследовать поле с помощью пробного заряда.
Учащиеся объясняют анимацию: В анимации показано, что вокруг заряженного тела
возникает электрическое поле, которое обнаруживается по действию его на пробный заряд,
который помещается в данную точку поля. Действие поля зависит от того, положительно или
отрицательно заряжено тело и от величины заряда.
Учитель:
a)
электрическое поле – особая форма материи, существующая вокруг тел или частиц,
обладающих электрическим зарядом;
b)
электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания;
c)
главным свойством электрического поля является действие его на электрические
заряды с некоторой силой;
149
d)
электромагнитные взаимодействия распространяются со скоростью света в вакууме
8
10
3
−
⋅
=
c
м/с.
Вывод. По действию на заряд устанавливают существование поля, распределение в
пространстве, изучают все его характеристики.
Если в поле, создаваемое зарядом q поместить пробный заряд
1
q
на него будет
действовать сила
i
F
, причем величина этой силы зависит от величины заряда, помещенного
в данную точку поля. Если в ту же точку поместить заряд
2
q
, то сила Кулона
2
F ~
2
q
и т. д.
Однако, отношение силы Кулона к величине пробного заряда, есть величина постоянная для
данной точки пространства:
const
q
F
q
F
q
F
n
n
=
=
=
=
....
2
2
1
1
и характеризует электрическое поле в той точке, где находится пробный заряд. Значит,
выражение
q
F
′
может являться характеристикой электрического поля в данной точке
Напряженность электростатического поля − векторная физическая величина,
определяемая силой, действующей на единичный, положительный точечный пробный
заряд
0
q
, помещенный в данную точку поля.
0
q
F
E
=
.
Если вектор напряженности электрического поля известен, то силу, действующую на
пробный заряд
0
q
, можно определить по формуле:
E
q
F
0
=
Направление вектора
E
в каждой точке пространства совпадает с направлением силы,
действующей на положительный пробный заряд.
а) Если мы имеем положительный заряд
0
>
q
, то в
точке
A
создана напряженность поля
E
, которая
будет направлена от заряда.
б) Если же поле будет создано отрицательным
зарядом
0
<
q
, то в точке
B
направление поля будет
к заряду.
Вывод
Напряженность поля не зависит от заряда вносимого в данную точку поля, она
зависит только от поля и от положения пробного заряда в этом поле.
Задание 1. Самостоятельно в соответствии с законом Кулона написать в тетрадях
формулу для напряженности электростатического поля, создаваемого точечным зарядом
q
на расстоянии
r
от него
0
q
F
E
=
⇒
r
r
r
q
E
2
0
4
1
ε
πε
=
и скалярной форме
2
0
4
1
r
q
E
ε
πε
=
150
Напряженность в СИ измеряется Н/Кл. 1 Н/Кл − напряженность такого поля, которое на
точечный заряд 1 Кл действует с силой в 1 Н. Общепринятая единица напряженности В/м.
Линии напряженности электрического поля
Для наглядного изображения электрического поля используют силовые линии.
Силовой линией вектора напряженности
E
называется кривая, касательная к
которой в каждой точке пространства совпадает с вектором E
в той же точке.
С помощью силовых линий поле точечного положительно заряженного заряда и
точечного отрицательно заряда можно изобразить следующим образом.
Однородным называется поле, у которого вектор E
в любой точке пространства
постоянен по величине и по направлению, т.е. силовые линии вектора
E
параллельны и
густота их постоянна во всех точках.
Однородное поле Неоднородное поле
Принцип построения силовых линий
+
151
IV.
Закрепление новых знаний
Работа c ЦОР № 2837.
В анимации представлено электростатическое поле положительно заряженного точечного
заряда. В поле этого заряда находится единичный пробный заряд.
Исследование зависимости напряженности электрического поля в точке положения
пробного заряда от величины заряда.
Задание 1. Установите значения величин, приведенных в таблице. Запишите значения
напряженности для каждого случая.
№ опыта
q
,
мКл
r
12
, мм
Напряженность
E
, В/м
1
25
1,5
2
50
1,5
3
75
1,5
Исследование зависимости напряженности поля точечного заряда от положения
пробного заряда в этом поле
Задание 2. Установите значения величин, приведенных в таблице. Запишите значения
напряженности для каждого случая.
№ опыта
q
,
мКл
r
12
, мм
Напряженность
E
, В/м
1
75
1
2
75
1,5
3
75
2
152
На основании, проведенных опытов и изученного материала самостоятельно в тетради
написать «Свойства линий напряженности » и определить как изменяется напряженность
поля от величины заряда и от расстояния от заряженного тела, которое является источником
этого поля
Ответы к заданию.
1.
Начинаются с положительного заряда и заканчиваются на отрицательном заряде.
2.
Не обрываются, то есть, непрерывные линии и не пересекаются.
3.
Густота силовых линий больше вблизи заряда.
4.
Оканчиваются или начинаются на заряженных телах, а затем расходятся в разные
стороны.
5.
Силовые линии однородного поля представляют собой параллельные прямые,
густота которых всюду одна и та же.
Принцип суперпозиции
Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое
несколькими заряженными телами, то напряженность E
результирующего электрического
поля, создаваемого системой зарядов, также равна геометрической сумме полей,
создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности.
∑
=
=
+
+
=
n
i
i
n
E
E
E
E
E
1
2
1
......
Эта формула выражает принцип суперпозиции (наложения) электростатических полей.
Это означает, что напряженности полей складываются геометрически, так как
напряженности прямо пропорциональны силам. В этом состоит принцип суперпозиции
полей.
Принцип суперпозиции позволяет рассчитать электростатические поля любой системы
неподвижных зарядов, представив ее в виде совокупности точечных зарядов
Применение принципа суперпозиции
Принцип суперпозиции показан на примере расчета результирующей напряженности
поля, создаваемого тремя точечными зарядами, при действии их на
пробный заряд. Для определения напряженности поля нужно поступать следующим образом.
Найти напряженности полей, созданных всеми зарядами в заданной точке
1
E
,
2
E
,
3
E
.
После этого нужно сложить геометрически напряженности от всех заряженных тел и найти
результирующую напряженность поля.
153
Работа с ЦОР № 2838. Изучить электростатическое поле, которое создается двумя
точечными зарядами, при их действии на пробный заряд.
1 вариант. Рассчитать результирующую напряженность поля, создаваемого двумя
одноименными зарядами при действии их на пробный заряд, расположенной в точке A .
2
вариант. Рассчитать результирующую напряженность поля, создаваемого двумя
разноименными зарядами при действии их на пробный заряд, расположенной в точке A .
Работа в тетради по ЦОР № 2837. Выполнить задания для закрепления теоретического
материала.
154
IV.
Закрепление материала
Для выявления качества усвоения материала и определения недостатков в полученных
знаниях провести работу по ЦОР № 2837
2.
Выполнить тестовые задания .
Этап рефлексии
Оцените свою работу на уроке, составив рассказ:
Сегодня на уроке я работал (а)_____________________________
______________________________________________________________
Мне нужно разобраться в таких вопросах:____________________
Для этого мне нужно_________________________________________
Слова для оценки работы: активно (пассивно), качественно (посредственно), вдумчиво
(поверхностно) и т.д.
Работа по устранению затруднений:
a)
прочитать записи по теме;
b)
прочитать информацию по данной теме в учебнике;
c)
выучить определение, формулу;
d)
научиться изображать линии напряженности;
e)
проконсультироваться с преподавателем по вопросу…
V.
Подведение итогов урока
155
Дать качественную оценку работы класса и отдельных учащихся;
Замечания и выводы по уроку, выставление оценок.
VI.
Домашнее задание
«
Физика 10 класс», §8.3-8.4, упр.16, № 6-7
.
Обеспечить понимание учащимися цели, содержания и способов выполнения домашнего
задания.
Проверить, как учащиеся поняли содержание домашней работы.
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА НА ТЕМУ «ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦОР № 2849
Цели и задачи урока:
общеобразовательные:
•
установить зависимость между силой тока, напряжением однородного участка
электрической цепи и сопротивлением этого участка;
•
сформулировать закон Ома для участка цепи;
•
научиться решать задачи на применение закона Ома.
развивающие:
•
развитие логического мышления и творческого воображения учащихся,
•
учить устанавливать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях;
•
умение работать с информацией, пользоваться ИКТ;
•
развитие внимательности, умения сравнивать и обобщать факты.
воспитательные:
•
воспитывать стремление к познавательной деятельности, умения слушать
выступления.
•
расширение кругозора учащихся, умение применять полученное учащимися на
уроке знания в жизненных ситуациях;
•
воспитывать ответственное отношение к уроку;
•
развитие личностных качеств: взаимопомощь, чувство коллективизма,
ответственность.
Тип урока: изучение нового материала
Форма проведения урока: фронтальный опрос, беседа и практическая работа с элементами
учебного исследования, групповая работа.
Оборудование: Е-библиотека Системы электронного обучения, ЦОР № 2849
«Электрический ток. Закон Ома для участка цепи»; ПК, мультимедийный проектор, экран;
презентация.
Структура урока:
1. Организационный этап
2. Актуализация знаний
3. Изучение нового материала
4. Закрепление изученного материала
5. Подведение итогов урока
6. Домашнее задание
156
Ход урока
I.
Организационный момент
Обеспечить нормальную обстановку для работы на уроке;
Проверка подготовленности учащихся к уроку;
Организация внимания, включение учащихся в ритм работы.
Сообщение темы урока. Формулирование целей урока совместно с учащимися. Оценка
практической значимости для учащихся нового учебного материала, показать ученикам,
чему они должны научиться в ходе урока, какими знаниями, умениями и навыками должны
овладеть.
II.
Актуализация знаний
Явления и процессы, связанные с движением электрических зарядов, составляют особую
Достарыңызбен бөлісу: |