Svrha lekcije: upoznati učenike s poviješću borbe između pojmova bliske akcije i akcije na daljinu; uz nedostatke teorija uvesti pojam napetosti električno polje, razvijati sposobnost prikazivanja električnih polja grafički; koristiti princip superpozicije za izračunavanje polja sustava nabijenih tijela.
Tijekom nastave
Ispitivanje domaća zadaća način samostalnog rada
opcija 1
1. Je li moguće stvoriti ili uništiti električno punjenje? Zašto? Objasnite bit zakona održanja električnog naboja.
2. U zraku se nalaze dva tijela koja imaju jednake negativne električne naboje, tijela se međusobno odbijaju silom od 0,9 N. Razmak između naboja je 8 cm. Izračunajte masu viška elektrona u svakom tijelu, kao i 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. | ||
| Električni vodovi elektrostatičko polje | 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 više 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. | ||
Samostalni 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? Na što vanjski znak Može li se 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 slučaju se 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 vodljive lopte.
Sažmimo lekciju
Domaća zadaća: §92 – 94.
Artikal: FizikaDisciplina 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 spoznajni interes predmetu, šireći horizonte učenika, pokazujući mogućnost korištenja znanja stečenog na 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 ta sila prestane djelovati, prestat će uređeno kretanje čestica zbog električni otpor, pod utjecajem iona na njihovo kretanje kristalna rešetka metali 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, jer 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 se može promijeniti kemijski sastav vodič, na primjer, za oslobađanje svojih kemijskih komponenti (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 fizičke pojave električna struja ima kvantitativne karakteristike, zove se 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 jednaka omjeru 1 kulon za 1 sekundu)
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 jakosti struje koristi se uređaj - ampermetar. Načelo dizajna ovih uređaja temelji se na magnetsko djelovanje Trenutno U strujni krug Ampermetar je spojen 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 kreću 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 poprečni 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.
Za procjenu koliko malen, str 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 moramo pažljivo razlikovati i ne brkati pojmove "trenutne brzine" i "brzine 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 što je rečeno mehanička analogija. 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 u električna struja, moramo reći da je “trenutna brzina” (brzina širenja električnog polja) slična brzini širenja tlaka kroz naftovod, a “brzina nositelja” je slična brzini kretanja čestica samo ulje.
5. Konsolidacija.
Na ekranu – slajd br.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. Godinu dana kroz vodič teče struja od 1 A. Odredite masu elektrona koji su prošli presjekom 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. Koristeći formulu 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: Odrediti Prosječna brzina za usmjereno kretanje elektrona koristimo formulu
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
Ubrzati toplinsko kretanje 115 puta više.
Sažimajući.
Na ekranu – slajd broj 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 samostalne vježbe o ovoj temi!
Sažetak provjeren
Metodičar Zavoda za školstvo:________________________________________________
Stručno vijeće Erevanskog državnog pedagoškog sveučilišta:_______________________________________
Datum od:_____________________________________________________________
Potpisi:_____________________________________________________________
Predmet: Električno polje. Jačina električnog polja. Princip superpozicije polja
Svrha lekcije: nastaviti formiranje pojma "električno polje", predstaviti njegova glavna obilježja; proučavati princip superpozicije električnih polja.
Tijekom nastave:
1.Organizacijski trenutak. Postavljanje ciljeva i zadataka lekcije.
2.Provjera znanja:
Fizički diktat
Elektrifikacija tijela. Zakon očuvanja naboja. Coulombov zakon
Kako se zove grana fizike koja proučava nepokretna nabijena tijela? /elektrostatika/
Kakva interakcija postoji između nabijenih tijela i čestica? /elektromagnetski/
Koja fizikalna veličina određuje elektromagnetsko međudjelovanje? /električno punjenje/
Ovisi li veličina naboja o izboru referentnog okvira? /Ne/
Možemo li reći da se naboj sustava sastoji od naboja tijela uključenih u sustav? /Limenka/
Kako se zove proces koji dovodi do pojave električnog naboja na tijelima? /Elektrifikacija/
Ako je tijelo električki neutralno, znači li to da ne sadrži električni naboj? /Ne/
Je li istina da u zatvorenom sustavu algebarski zbroj ostaje li naboj svih tijela u sustavu konstantan? /Da/
Ako se smanjio broj nabijenih čestica u zatvorenom sustavu, znači li to da se smanjio i naboj cijelog sustava? /Ne/
Stvaramo li naelektrisanjem električni naboj? /Ne/
Može li naboj postojati neovisno o čestici? /Ne/
Tijelo čiji je ukupni pozitivni naboj čestica jednak ukupnom negativnom naboju čestica je... /Neutralno/
Kako će se mijenjati sila međudjelovanja između nabijenih čestica s povećanjem naboja bilo koje od tih čestica? /Povećat će se/
Kako će se promijeniti sila međudjelovanja kada naboji prijeđu u medij? /smanjit će se/
Kako će se promijeniti sila međudjelovanja kada se udaljenost između naboja poveća za 3 puta? /Smanjit će se 9 puta/
Kako se zove veličina koja karakterizira električna svojstva okoliš? /Dielektrična konstanta medija/
U kojim jedinicama se mjeri električni naboj? /U privjescima/
3.Učenje novog gradiva
Električno polje
Međudjelovanje naboja prema Coulombovom zakonu je eksperimentalno utvrđena činjenica. Međutim, ne otkriva fizičku sliku samog procesa interakcije. I ne odgovara na pitanje kako dolazi do djelovanja jednog naboja na drugi.
Faraday je dao sljedeće objašnjenje: Oko svakog električnog naboja uvijek postoji električno polje. Električno polje je materijalni objekt koji je kontinuiran u prostoru i može djelovati na druge električne naboje. Međudjelovanje električnih naboja rezultat je djelovanja polja nabijenih tijela.
Električno polje je polje koje stvaraju stacionarni električni naboji.
Električno polje se može otkriti ako uvedete ovu točku ispitni (pozitivni) naboj.
Probni točkasti naboj je naboj koji ne iskrivljuje polje koje se proučava (ne uzrokuje preraspodjelu naboja koji stvaraju polje).
Svojstva električnog polja:
Djeluje na optužbe s određenom snagom.
Električno polje koje stvara stacionarni naboj, tj. elektrostatski ne mijenja se tijekom vremena.
Električno polje - posebna vrsta materije čije se kretanje ne pokorava Newtonovim zakonima mehanike. Ova vrsta materije ima svoje zakone, svojstva koja se ne mogu pomiješati ni s čim drugim u okolnom svijetu.
Jačina električnog polja
Fizička količina, jednaka omjeru sila kojima električno polje djeluje na ispitni nabojq, na vrijednost ovog naboja se zovejakost električnog polja
i naznačen je 
:
.
Jedinica za napetost je 1N/C ili 1V/m.
Vektori intenziteta električnog polja i Coulombove sile suusmjereni su.
Električno polje čija je jakost jednaka u svim točkama prostora naziva se uniformnim.
Linije napetosti (linije polja) – linije čije se tangente u svakoj točki podudaraju sa smjerom vektora .
Kako bi se linije napetosti koristile za karakterizaciju ne samo smjera, već i vrijednosti intenziteta elektrostatskog polja, one se crtaju s određenom gustoćom: broj linija napetosti koje prodiru kroz jedinicu površine okomito na linije napetosti mora biti jednak vektorski modul .
Ako je polje stvoreno točkastim nabojem, tada su linije intenziteta radijalne ravne linije koje izlaze iz naboja, ako pozitivan, i uključeni u njega, ako je zadužen negativan.
Princip superpozicije polja
Iskustvo pokazuje da ako električni naboj q električna polja nekoliko izvora djeluju istovremeno, tada se rezultirajuća sila ispostavlja da je jednaka iznosu, djelujući na dio svakog polja zasebno.
Električna polja slijede princip superpozicije:
Jakost rezultirajućeg polja koju stvara sustav naboja jednaka je geometrijskom zbroju jakosti polja koje u danoj točki stvara svaki od naboja zasebno:
ili 
4. Učvršćivanje materijala
Rješavanje zadataka iz zbirke. problemi ur. Rymkevich br. 696,697,698
Domaća zadaća: §92,93,94
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, tijela se međusobno odbijaju silom od 0,9 N. Razmak između naboja je 8 cm. Izračunajte masu viška elektrona u svakom tijelu, kao i 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?
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 više 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. | ||
Samostalni 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 slučaju se 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 vodljive lopte.
Sažmimo lekciju
Domaća zadaća: §92 – 94.
- Cilj sata: formirati predodžbe o potencijalnosti elektrostatskog polja, utvrditi neovisnost rada elektrostatskih sila o obliku putanje, uvesti pojam potencijala, saznati fizičko značenje razlika potencijala, izlaz...
- Svrha lekcije: provjeriti znanja i vještine učenika stečene tijekom proučavanja ove teme. Tijek sata Organizacijski trenutak Opcija – 1 (razina – 1) 1. Dvije točke...
- Svrha sata: na modelu metalnog vodiča proučiti pojavu elektrostatske indukcije; saznati ponašanje dielektrika u elektrostatskom polju; uvesti pojam dielektrične konstante. Tijek lekcije Provjera domaće zadaće...
- Svrha lekcije: formiranje ideje o elektromagnetskom valu kao interakciji električnog i magnetskog polja; usporediti Elektromagnetski valovi S mehanički valovi prema brojnim karakteristikama koje su za njih dvije zajedničke...
- Svrha lekcije: razviti vještine rješavanja problema korištenjem pojmova napetosti, potencijala i rada električnog polja za pomicanje naboja; nastaviti razvijati sposobnost razmišljanja, uspoređivanja, zaključivanja, formuliranja...
- Svrha lekcije: formirati kod učenika ideju o električnom i magnetskom polju kao jedinstvenoj cjelini - elektromagnetskom polju. Tijek lekcije Provjera domaće zadaće pomoću testiranja...
- Svrha sata: izvesti formulu za odnos između jakosti električnog polja i razlike potencijala, uvesti pojam ekvipotencijalnih površina, razviti sposobnost primjene stečenog teorijskog znanja na rješavanje kvalitativnih...
- Svrha lekcije: saznati razinu teorijsko znanje učenicima
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 polako prinesite do tuljca od lake metalne folije obješenog 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, promatramo da listovi elektroskopa još odbijaju jedni druge.
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 E.P. intenzitet. Ovaj slučaj se naziva NAČELO SUPERPOZICIJE
(slajd 6)
Eksperiment 4. Pokusi demonstracije spektra električnih polja (1. Pokusi sa sultanima postavljenim na izolacijskim stalcima i nabijeni iz električnog stroja za foliju. 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. Zatim 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 u fizici u Srednja škola. – M.: Obrazovanje, 1972.]:
Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike, 10.-11. – M.: Bustard, 2003
V.A.Volkov. Za pomoć školskom učitelju.
