Тема : Электрическое поле. Напряженность электрического поля

Цель урока : 1) Вспомнить понятие Электрическое поле. Сформировать понятие напряженности электрического поля

Развитие логического и абстрактного мышления, умения рассуждать, отстаивать свою точку зрения, делать выводы.

Воспитание активной жизненной позиции, формирование научного мировоззрения.

Оборудование : Учебная презентация, видеофильм, интерактивная доска

Ход урока

1. Вступление . Определение целей и задач урока

2. Контроль домашнего задания

Учащиеся самостоятельно выбирают тематику ответа.

Работа с таблицей Менделеева
Сколько электронов входит в состав молекулы воды Н 2 О (10)
Сколько электронов входит в состав молекулы углекислого газа СО 2 (28)

Сколько протонов входит в состав молекулы оксида железа Fe 2 О 3 (56)

Опыт Шарля Кулона

Сформулируйте закон Кулона

Физический смысл коэффициента пропорциональности

Границы применимости закона Кулона

Задачи на применение закона Кулона

Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в три раза? (увеличится в 9)

Как изменится сила взаимодействия между зарядами, если расстояние уменьшить в 2 раза? (увеличится в 4 раза)

Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в три раза, если расстояние уменьшить в 2 раза? (увеличится в 36 раз)

Два одинаковых металлических шарика заряжены равными по модулю но противоположными по знаку зарядами. Шарики привели во взаимодействие и раздвинули. Определите силу взаимодействия между зарядами. (0)

3. Объяснение нового материала. (Беседа )

Мы ответили на вопрос Как взаимодействуют заряженные тела. Однако ничего не сказали о том каким путем осуществляется действие одного заряда на другой.
Давайте сначала обсудим вопрос о том как вообще осуществляется взаимодействие между телами.

1) Теория действия на расстоянии (Тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии, причем взаимодействие передается мгновенно)

2)Теория близкодействия (Для осуществления взаимодействия обязательно необходим промежуточный агент)

Какая теория наиболее подходит для описания взаимодействия заряженных тел?

3) Майкл Фарадей. (Существует электрическое поле)
Джеймс Максвелл. (Создал теорию электромагнитного поля)

4) Электрическое поле – особая форма материи

Свойства:

Действует на заряд с некоторой силой

Порождается электрическими зарядами

Обнаруживается по действию на электрические заряды

5) Напряженность – силовая характеристика электрического поля

Определение: Напряженность – физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на пробный электрический заряд, к значению этого заряда.
Единицы измерения: (Самостоятельно) Н/Кл

Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующий со стороны электрического поля на положительный заряд

Изобразить векторы напряженности в точках А и В

6) Вывод формулы напряженности поля точечного заряда . (Самостоятельно)

7) Принцип суперпозиции полей

8) Линии напряженности электрического поля
Линии, касательные к которым совпадают с совпадают с направлением вектора напряженности в данной точке поля

9) Свойства линий напряженности электрического поля

Начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах

Не пересекаются

Что нового вы узнали? (Формулы)

6) Домашнее задание

• § 91-94

  Упражнение 17 (1)

Выставление оценок

Тема : Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей

Цель урока: продолжить формирование понятия «электрическое поле», ввести его основную характеристику; изучить принцип суперпозиции электрических полей.

Ход урока:

1.Оргмомент. Постановка цели и задач урока.

2.Проверка знаний:

Физический диктант

Электризация тел. Закон сохранения заряда. Закон Кулона

Как называется раздел физики, изучающий неподвижные заряженные тела? / электростатика /

Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами? / электромагнитное /

Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие? / электрический заряд/

Зависит ли величина заряда от выбора системы отсчета? / Нет/

Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в систему? / Можно/

Как называется процесс, приводящий к появлению на телах электрических зарядов? / Электризация/

Если тело электрически нейтрально, означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов? / Нет/

Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной? / Да/

Если в замкнутой системе число заряженных частиц уменьшилось, то означает ли это, что заряд всей системы тоже уменьшился? / Нет/

Создаем ли мы при электризации электрический заряд? / Нет/

Может ли заряд существовать независимо от частицы? / Нет/

Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является… / Нейтральным/

Как изменится сила взаимодействия заряженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц? / Увеличится/

Как изменится сила взаимодействия при перемещении зарядов в среду? / Уменьшится/

Как изменится сила взаимодействия с увеличением расстояния между зарядами в 3 раза? / Уменьшится в 9 раз/

Как называется величина, характеризующая электрические свойства среды? / Диэлектрической проницаемостью среды/

В каких единицах измеряется электрический заряд? / В кулонах/

3.Изучение нового материала

Электрическое поле

Взаимодействие зарядов по закону Кулона является экспериментально установленным фактом. Однако не раскрывает физической картины самого процесса взаимодействия. И не отвечает на вопрос, каким путем осуществляется действие одного заряда на другой.

Фарадей дал следующее объяснение: Вокруг каждого электрического заряда всегда существует электрическое поле. Электрическое поле – материальный объект, непрерывный в пространстве и способный действовать на другие электрические заряды. Взаимодействие электрических зарядов есть результат действия поля заряженных тел.

Электрическое поле – поле, создаваемое неподвижными электрическими зарядами.

Обнаружить электрическое поле можно, если внести в данную точку пробный (положительный) заряд.

Пробный точечный заряд – такой заряд, который не искажает исследуемое поле (не вызывает перераспределения зарядов, создающих поле).

Свойства электрического поля:

Действует на заряды с некоторой силой.

Электрическое поле, создаваемое неподвижным зарядом, т.е. электростатическое не меняется со временем.

Электрическое поле – особый вид материи, движение которой не подчиняется законам механики Ньютона. У этого вида материи свои законы, свойства, которые нельзя спутать с чем-либо другим в окружающем мире.

Напряженность электрического поля

Физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на пробный заряд q , к значению этого заряда, называется напряженностью электрического поля и обозначается :

.

Единицей напряженности является 1Н/Кл или 1В/м.

Векторы напряженности электрического поля и кулоновской силы сонаправлены.

Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства, называется однородным.

Линии напряженности (силовые линии) – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора .

Чтобы с помощью линий напряженности можно было характеризовать не только направление, но и значение напряженности электростатического поля, их проводят с определённой густотой: число линий напряженности, пронизывающих единицу площади поверхности, перпендикулярную линиям напряженности, должно быть равно модулю вектора .

Если поле создается точечным зарядом, то линии напряженности - радиальные прямые, выходящие из заряда, если он положителен , и входящие в него, если заряд отрицателен .

Принцип суперпозиции полей

Опыт показывает, что если на электрический заряд q действуют одновременно электрические поля нескольких источников, то результирующая сила оказывается равной сумме, действующей со стороны каждого поля в отдельности.

Электрические поля подчиняются принципу суперпозиций:

Напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности:

или

4. Закрепление материала

Решение задач из сб. задач под ред. Рымкевич №№ 696,697,698

Домашнее задание: §92,93,94

Цель урока: познакомить учащихся с историей борьбы концепций близкодействия и действия на расстоянии; с недостатками теорий, ввести понятие напряженности электрического поля, формировать умение изображать электрические поля графическим способом; пользоваться принципом суперпозиции для расчета полей системы заряженных тел.

Ход урока

Проверка домашнего задания методом выполнения самостоятельной работы

Вариант -1

1. Можно ли создать или уничтожить электрический заряд? Почему? Поясните суть закона сохранения электрического заряда.

2. 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.

Решение. m = m0 N = 9,1·10-31·5·1012= 4,5·10-19 (кг); N = √Fr2/k e ; N= 5·1012 (электронов)

Вариант-2

1 Почему при трении разнородные тела электризуются, а однородные не электризуются?

2 Три проводящих шарика, привели в соприкосновение, на первом шарике заряд 1,8·10-8Кл, второй – имел заряд – 0,3·10-8 Кл, третий шарик не имел заряда. Как распределился заряд между шариками? С какой силой будут взаимодействовать в вакууме два из них на расстоянии 5см один от другого?

Решение. q1+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0,5·10-8(Кл)

F= k q2/r2; F= 9·10-5 (H)

Изучение нового материала

1. Обсуждение вопроса о передаче воздействия одного заряда на другой. Заслушиваются выступления «сторонников» теории близкодействия (поле распространяется со скоростью света) и теории действия на расстоянии (все взаимодействия распространяются мгновенно). Выступления учащихся сопровождаются демонстрацией опытов по взаимодействию наэлектризованных тел. Учащиеся могут задавать вопросы сторонникам той или другой теории.

Учитель помогает учащимся делать правильные выводы, подводит учащихся к формированию понятия электрического поля.

2. Электрическое поле – Особая форма материи, существующая независимо от нас, наших знаний о нем.

3. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой.

Электростатическое поле	Электростатическое поле неподвижных зарядов не меняется совершенно и неразрывно связано с зарядами, которые его образуют.
Напряженность электрического поля: E = F / Q	Отношение силы, с которой электрическое поле действует на пробный положительный заряд, к значению этого заряда. Вектор Е ̄̄̄̄̄̄̄ совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд.
Напряженность электрического поля точечного заряда. Е = Q0/4πξ0ξr2	Напряженность электрического поля точечного заряда в некоторой точке пространства прямо пропорциональна модулю заряда источника поля и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника поля до данной точки пространства.
Силовые линии электростатического поля	Это линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением напряженности поля в этой точке.
Принцип суперпозиции полей: Е = Е1+Е2+Е3+…	При наложении полей от нескольких точечных зарядов образуется электростатическое поле, напряженность которого в любой его точке равна геометрической сумме напряженностей от каждого из составляющих полей.
Демонстрация опыта: «Обоснование принципа суперпозиции полей»	Подвесьте на капроновой нити «пробный заряд» (пенопластовую пластину). Воздействуйте на «пробный заряд» заряженным телом. Затем поднесите еще одно заряженное тело и наблюдайте за его воздействием на «пробный заряд». Удалите первое заряженное тело и наблюдайте за действием второго заряженного тела. Сделайте вывод.

Самостоятельная работа с книгой.

1. Прочитайте в учебнике определение силовых линий электрического поля.

2. Рассмотрите внимательно рисунки 181 – 184, где приведены примеры линий напряженности различных заряженных тел и систем тел.

3. Ответьте на вопросы.

А) Каким образом отображается на рисунках модуль вектора напряженности? По какому внешнему признаку можно отличить поле с интенсивным действием?

Б) Где начинаются и где заканчиваются линии напряженности электрического поля?

В) Существуют ли обрывы в линиях напряженности?

Г) Как расположены линии электрического поля относительно поверхности заряженного тела?

Д) В каком случае электрическое поле можно считать однородным?

Е) Сравните картину силовых линий точечного заряда и равномерно заряженного шара.

Ж) Выясните, с помощью какой формулы и в каких допустимых пределах можно рассчитать напряженность поля проводящего шара.

Подведем итоги урока

Домашнее задание: §92 – 94.

Тема: Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей

Цель урока: продолжить формирование понятия «электрическое поле», ввести его основную характеристику; изучить принцип суперпозиции электрических полей.

Ход урока:

1.Оргмомент. Постановка цели и задач урока.
2.Проверка знаний:
Физический диктант
Электризация тел. Закон сохранения заряда. Закон Кулона
Как называется раздел физики, изучающий неподвижные заряженные тела? /электростатика/
Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами? /электромагнитное/
Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие? /электрический заряд/
Зависит ли величина заряда от выбора системы отсчета? /Нет/
Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в систему? /Можно/
Как называется процесс, приводящий к появлению на телах электрических зарядов? /Электризация/
Если тело электрически нейтрально, означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов? /Нет/
Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной? /Да/
Если в замкнутой системе число заряженных частиц уменьшилось, то означает ли это, что заряд всей системы тоже уменьшился? /Нет/
Создаем ли мы при электризации электрический заряд? /Нет/
Может ли заряд существовать независимо от частицы? /Нет/
Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является /Нейтральным/
Как изменится сила взаимодействия заряженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц? /Увеличится/
Как изменится сила взаимодействия при перемещении зарядов в среду? /Уменьшится/
Как изменится сила взаимодействия с увеличением расстояния между зарядами в 3 раза? /Уменьшится в 9 раз/
Как называется величина, характеризующая электрические свойства среды? /Диэлектрической проницаемостью среды/
В каких единицах измеряется электрический заряд? /В кулонах/

3.Изучение нового материала

Электрическое поле
Взаимодействие зарядов по закону Кулона является экспериментально установленным фактом. Однако не раскрывает физической картины самого процесса взаимодействия. И не отвечает на вопрос, каким путем осуществляется действие одного заряда на другой.
Фарадей дал следующее объяснение: Вокруг каждого электрического заряда всегда существует электрическое поле. Электрическое поле – материальный объект, непрерывный в пространстве и способный действовать на другие электрические заряды. Взаимодействие электрических зарядов есть результат действия поля заряженных тел.
Электрическое поле – поле, создаваемое неподвижными электрическими зарядами.
Обнаружить электрическое поле можно, если внести в данную точку пробный (положительный) заряд.
Пробный точечный заряд – такой заряд, который не искажает исследуемое пол
·е (не вызывает перераспределения зарядов, создающих поле).

Свойства электрического поля:
Действует на заряды с некоторой силой.
Электрическое поле, создаваемое неподвижным зарядом, т.е. электростатическое не меняется со временем.

Электрическое поле – особый вид материи, движение которой не подчиняется законам механики Ньютона. У этого вида материи свои законы, свойства, которые нельзя спутать с чем-либо другим в окружающем мире.

Напряженность электрического поля

Физическая величина, равная отношению силы13 EMBED Equation.3 1415, с которой электрическое поле действует на пробный заряд q, к значению этого заряда, называется напряженностью электрического поля и обозначается 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415.
Единицей напряженности является 1Н/Кл или 1В/м.
Векторы напряженности электрического поля и кулоновской силы сонаправлены.
Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства, называется однородным.
Линии напряженности (силовые линии) – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора 13 EMBED Equation.3 1415.
Чтобы с помощью линий напряженности можно было характеризовать не только направление, но и значение напряженности электростатического поля, их проводят с определённой густотой: число линий напряженности, пронизывающих единицу площади поверхности, перпендикулярную линиям напряженности, должно быть равно модулю вектора 13 EMBED Equation.3 1415.
Если поле создается точечным зарядом, то линии напряженности - радиальные прямые, выходящие из заряда, если он положителен, и входящие в него, если заряд отрицателен.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Принцип суперпозиции полей

Опыт показывает, что если на электрический заряд q действуют одновременно электрические поля нескольких источников, то результирующая сила оказывается равной сумме, действующей со стороны каждого поля в отдельности.
Электрические поля подчиняются принципу суперпозиций:
Напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности:

13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415

4. Закрепление материала
Решение задач из сб. задач под ред. Рымкевич №№ 696,697,698

Домашнее задание: §92,93,94
13PAGE 15

13PAGE 14215

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

Приложенные файлы

Урок 57Тема: Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей Цель: раскрытие материального характера электрического поля и формирование понятия напряжённости электрического поля

Задачи урока: ознакомить учащихся с силовой характеристикой электрического поля;

∙ формировать неформальные знания в истолковании понятия «напряженность электрического поля;

∙ воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Урок: изучение нового материалаОборудование: лёгкая металлическая гильза из фольги, палочка из оргстекла, султанчики на подставке, электрофорная машина, шарик на шёлковой нитке, пластины конденсатора, презентация, флеш-анимацияХод урока

Повторение изученного

Сформулируйте закон Кулона В чём физический смысл коэффициента k ? Определите границы применимости закона Кулона?

Физический диктант. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. (взаимопроверка ) Изучение нового материала

1.Можно ли создать электрический заряд?2. Создаём ли мы при электризации электрический заряд?3. Может ли заряд существовать отдельно от частицы?4. Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является…..5. Сила взаимодействия заряженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц…..6. При помещении заряда в среду, сила взаимодействия между ними….7. С увеличением расстояния между зарядами в 3 раза сила взаимодействия……8. Величина, характеризующая электрические свойства среды, называется…9. В каких единицах измеряется электрический заряд?(1, Да; 2. Нет; 3. Нет; 4. Нейтральными; 5. Увеличивается; 6. Уменьшается; 7. Уменьшится в 9 раз; 8. Диэлектрическая проницаемость; 9. В кулонах )

Изучение нового материала

Взаимодействие зарядов по закону Кулона является экспериментально установленным фактом. (слайд 1 )Однако не раскрывает физической картины самого процесса взаимодействия. И не отвечает на вопрос, каким путём осуществляется действие одного заряда на другой. Эксперимент 1 (с гильзой)Медленно подносим к подвешенной на нитке лёгкой металлической гильзе из фольги вертикально расположенную пластинку из плексигласа, предварительно зарядив её натиранием шерстью.-Что происходит?(контакта нет, но гильза отклонилась от вертикали)Эксперимент 2 (электрофорная машина, пластины сферического конденсатора, теннисный шарик подвешенный на шёлковой нити) Зарядив пластины, наблюдаем движение шарика между ними. Почему? Так происходит взаимодействие на расстоянии. Может дело в воздухе, который находится между телами?Эксперимент 3 (просмотр видеофрагмента, флеш-анимация)Откачивая воздух, наблюдаем, что листочки электроскопа по- прежнему отталкиваются друг от друга.Какой можно сделать вывод? ( воздух не участвует во взаимодействии) Как же тогда осуществляется взаимодействие? Фарадей даёт следующее объяснение:Вокруг каждого электрического заряда всегда существует электрическое поле. (слайд 2) Чтобы характеризовать Э.П. нужно ввести величины. Первая характеристика Поля – НАПРЯЖЁННОСТЬ.Обратимся всё- таки вновь к закону Кулона (слайд 3 )Рассмотрим действие поля на заряд, внесённый в поле пробного заряда.……………………………………………Таким образом, если посмотреть на отношение, то мы получим величине, которая и будет характеризовать действие поля в данной точке.Обозначается буквой Е.

Напряжённость Э.П.

Напряжённость Э.П. не зависит от величины заряда, векторная величина (силовая характеристика поля) Она показывает с какой силой поле действует на заряд, помещ(нный в это поле.Подставляя в формулу выражение для силы, получим выражение для напряжённости поля точечного заряда

Как можно характеризовать поле, созданное несколькими зарядами? Надо воспользоваьться векторным сложением сил, действующих на заряд, внесённый в поле и получим результирующую напряжённость Э.П. Такой случай называют – ПРИНЦИПОМ СУПЕРПОЗИЦИИ(слайд 6) Эксперимент 4. Опыты по демонстрации спектров электрических полей.(1.Опыты с султанами, установленными на изолирующих штативах и заряженных от электрофолрной машины. 2. Опыты с пластинами конденсатора, к которым приклеены одним концом бумажные полоски.) Электрическое поле удобно изображать графическими линиями – СИЛОВЫЕ ЛИНИИ. СИЛОВЫЕ ЛИНИИ – это линии, указывающие направление силы, действующей в этом поле на помещённую в него положительно заряженную частицу(слайды 9,10,11 )

Силовые линии поля, создаваемого положительно (а) и отрицательно (б) заряженными частицами
Самым интересным случаем, является Э.П. созданное между двумя длинными заряженными пластинами. То между ними создаётся однородное Э.П. + - 1 2 3Объяснение принципа суперпозиции, с помощью графического представления (слайды11,12,13 )III. Закрепление знаний, умений, навыков

Вопросы для повторения

∙ Разбор вопросов:

а) Как следует понимать, что в данной точке существует электрическое поле?

б) Как следует понимать, что напряженность в точке А больще напряженности в точке В?

в) Как следует понимать, что напряженность в данной точке поля равна 6 Н/кл?

г) Какую величину можно определить, если известна напряженность в данной точке поля?

∙ 2. Разбор качественных задач

800. Два одинаковых по модулю заряда находятся на некотором расстоянии друг от друга. В каком случае напряженность в точке, лежащей на половине расстояния между ними, больше: если эти заряды одноимен-ные или разноименные ? (Разноименные. При одноименных точечных зарядах напряженность будет равна нулю.)

801. Почему птицы слетают с провода высокого напряжения, когда включают ток? (При включении тока высокого напряжения на перьях птицы возникает статический электрический заряд, вследствие чего перья птицы топорщатся и расходятся (как расходятся кисти бумажного султана, соединенного с электро-статической машиной). Это пугает птицу, она слетает с провода.)

∙ Разбор расчётных задач [Рымкевич А.П. Сборник задач по физике, 10-11 кл. – М.: Дрофа, 2003.]:

698. В некоторой точке поля на заряд 2 нКл действует сила 0,4 мкН. Найти напряженность поля в этой точке. (200 В/м)

699. Какая сила действует на заряд 12 нКл, помещенный в точку, в которой напряженность электрического поля равна 2 кН/Кл? (24 мкН)

Подведение итогов урока.

Литература:

Учебник Физика 10, Б. Кронгар, В. Кем,Н. Койшибаев, издательство «Мектеп»2010

[Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. – М.: Просвещение, 1972.]:

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике, 10-11 кл. – М.: Дрофа, 2003

В.А.Волков. В помощь школьному учителю.