В СИ напряженность выражается в ньютонах на кулон (Н/Кл)

План урока

1. Орг. момент                                                                                

2. Физический диктант (тест на повторение)                                

3. Изучение нового материала                                                      

4. Физ. Минутка                                                                              

5. Разбор задачи 1 или 2                                                                

6. Закрепление материала (тест ЕГЭ)                                           

7. Домашнее задание                                                                      

Ход урока

I Орг. момент.

II Физический диктант (тест на повторение)[2]

― Повторим пройденное[3]:

― В тетради в столбик запишите номер задания и укажите выбранный вами ответ;

― На полях тетради напротив ответа после его проверки поставьте знак «+» или «-».

 01 Когда мы снимаем одежду, особенно изготовленную из синтетических материалов, мы слышим характерный треск. Какое явление объясняет этот треск[4]?

III Изучение нового материала

Рассмотренный ранее закон Кулона[5] устанавливает количественные и качественные особенности взаимодействия точечных электрических зарядов в вакууме. Однако этот закон не дает ответа на весьма важный вопрос о механизме взаимодействия зарядов, т.е. посредством чего передается действие одного заряда на другой. Поиск ответа на этот вопрос привел английского физика М. Фарадея к гипотезе о существовании электрического поля, справедливость которой была полностью подтверждена последующими исследованиями. Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот.

Демонстрация видеофрагмента[6]:

«Заряженный шарик в электрическом поле»

Все сказанное позволяет дать следующее определение:

электрическое поле – это особый вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие электрических зарядов.

Свойства электрического поля [7]

― Электрическое поле материально, т.е. существует независимо от наших знаний о нем.

― Порождается электрическим зарядом: вокруг любого заряженного тела существует электрическое поле.

Поле[8], созданное неподвижными электрическими зарядами, называется электростатическим.

Электрическое поле может быть создано и переменным магнитным полем. Такое электрическое поле называется вихревым.

Электрическое поле распространяется в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.

Действие электрического поля на электрические заряды [9]

• Электрическое поле можно рассматривать как математическую модель, описывающую значение величины напряженности электрического поля в данной точке пространства.

• Электрическое поле является одной из составляющих единого электромагнитного поля и проявлением электромагнитного взаимодействия

Демонстрация видеофрагментов:

«Силовые линии однородного электрического поля[10]»;

«Силовые линии неоднородного электрического поля[11]».

Надо ввести количественную характеристику поля [12]. После этого электрические поля можно будет сравнивать друг с другом и продолжать изучать их свойства.

Для изучения электрического поля будем использовать пробный заряд: под пробным зарядом будем понимать положительный точечный заряд, не изменяющий изучаемое электрическое поле.

Пусть электрическое поле создается точечным зарядом q₀. Если в это поле внести пробный заряд q₁, то на него будет действовать сила .

Обратите внимание, что в данной теме мы используем два заряда: источник электрического поля q₀ и пробный заряд q₁. Электрическое поле действует только на пробный заряд q₁ и не может действовать на свой источник, т.е. на заряд q₀.

Согласно закону Кулона эта сила пропорциональна заряду q₁:

.

Поэтому отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля заряд q₁, к этому заряду в любой точке поля:

, -

не зависит от помещенного заряда q₁ и может рассматриваться как характеристика поля. Эту силовую характеристику поля называют напряженностью электрического поля.

Подобно силе, напряженность поля – векторная величина, ее обозначают буквой .

Напряженность поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду:

.

В СИ напряженность выражается в ньютонах на кулон (Н/Кл).

• Напряженность электрического поля – векторная [13] физическая величина.

• Направление вектора совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

Физ. минутка [14]

Напряженность – силовая характеристика электрического поля [15]

Если в точке А заряд q > 0, то векторы и направлены в одну и ту же сторону; при q < 0 эти векторы направлены в противоположные стороны.

― От знака заряда q, на который действует поле, не зависит направление вектора, а зависит направление силы (рис. 1, а, б).

а

б

Рис. 1

Линии напряженности [16]

Электрическое поле не действует на органы чувств. Его мы не видим. Тем не менее распределение поля в пространстве можно сделать видимым. Английский физик Майкл Фарадей в 1845 году предложил изображать электрическое поле с помощью силовых линий и получал своеобразные карты, или диаграммы поля.

Силовая линия (или линия напряженности) — это воображаемая направленная линия в пространстве, касательная к которой в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности в этой точке (рис. 5).

Рис. 5

Рис. 6

По картине силовых линий можно судить не только о направлении вектора, но и о его значении. Действительно, для точечных зарядов напряженность поля увеличивается по мере приближения к заряду, а силовые линии при этом сгущаются (рис. 6). Где силовые линии гуще там напряженность больше и наоборот.

Число силовых линий, приходящихся на поверхность единичной площади, расположенную нормально к силовым линиям, пропорционально модулю напряженности.

Картины силовых линий

Построить точную картину силовых линий заряженного тела – сложная задача. Нужно сначала вычислить напряженность поля Е(х, у, z) как функцию координат. Но этого еще мало. Остается непростая задача проведения непрерывных линий так, чтобы в каждой точке линии касательная к ней совпадала с направлением напряженности . Такую задачу проще всего поручить компьютеру, работающему по специальной программе.

Впрочем, строить точную картину распределения силовых линий не всегда необходимо. Иногда достаточно рисовать приближенные картины, не забывая что:

1. силовые линии — это незамкнутые линии: они начинаются на поверхности положительно заряженных тел (или в бесконечности) и оканчиваются на поверхности отрицательно заряженных тел (или в бесконечности);

2. силовые линии не пересекаются, так как в каждой точке поля вектор напряженности имеет лишь одно направление;

3. между зарядами силовые линии нигде не прерываются.

На рисунках 7–10 изображены картины силовых линий: положительно заряженного шарика (рис. 7); двух разноименно заряженных шариков (рис. 8); двух одноименно заряженных шариков (рис. 9); двух пластин, заряды которых равны по модулю и противоположны по знаку (рис. 10).

 

Рис. 7	Рис. 8
Рис. 9	Рис. 10

На рисунке 10 видно, что в пространстве между пластинами вдали от краев пластин силовые линии параллельны: электрическое поле здесь одинаково во всех точках.

Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства, называется однородным[17].

IV Разбор задач.

Примеры применения принципа суперпозиции полей [18].

1.

2.

1.(ЕГЭ 2008 г.) А19[19]. На рисунке изображены линии напряженности электрического поля в некотором месте пространства. В какой из точек напряженность максимальна по модулю?

2. (ЕГЭ 2010 г.) А17[20]. Какое направление в точке О имеет вектор напряженности электрического поля, созданного двумя одноименными зарядами?

3. (ЕГЭ 2007 г.) А19[21] .Определите напряженность поля в центре квадрата, в углах которого находятся заряды: (+ q), (+ q), (— q), (— q)?

4. (ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А17^[22]. На рисунке показано расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов + 2q и – q.

Домашнее задание: §40; № 40.1; 40.2; Индивидуальные задания по карточкам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[22] Слайд 39