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
§ 91-94
Упражнение 17 (1)
Начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах
Не пересекаются
Что нового вы узнали? (Формулы)
6) Домашнее задание
Выставление оценок
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?
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.
- Цель урока: сформировать представления о потенциальности электростатического поля, установить независимость работы электростатических сил от формы траектории, ввести понятие потенциала, выяснить физический смысл разности потенциалов, вывести...
- Цель урока: проконтролировать знания и умения учащихся, приобретенные при изучении данной темы. Ход урока Организационный момент Вариант – 1 (уровень – 1) 1. Два точечных...
- Цель урока: на основе модели металлического проводника изучить явление электростатической индукции; выяснить поведение диэлектриков в электростатическом поле; ввести понятие диэлектрической проницаемости. Ход урока Проверка домашнего...
- Цель урока: сформировать представление об электромагнитной волне, как взаимодействии электрических и магнитных полей; сравнить электромагнитные волны с механическими волнами по ряду характеристик общих для двух...
- Цель урока: развивать навыки решения задач на использование понятий напряженности, потенциала, работы электрического поля по перемещению заряда; продолжить формировать умение мыслить, сравнивать, делать выводы, оформлять...
- Цель урока: сформировать у учащихся представление об электрическом и магнитном поле, как об едином целом – электромагнитном поле. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования...
- Цель урока: вывести формулу связи между напряженностью электрического поля и разностью потенциалов, ввести понятие эквипотенциальных поверхностей, формировать умения применять полученные теоретические знания к решению качественных...
- Цель урока: выяснить уровень теоретических знаний учащихся
Тип урока: проблемно-развивающий
Цель урока: Создавать условия для:
- формирование представлений об электрическом поле и его действии на тело; электрической силе и ее зависимости от расстояния между телами.
- развития коммуникативной компетентности через умения анализировать, сравнивать, делать выводы;
- воспитания толерантности и сознательного отношения к учению.
Оборудование:
- линейка деревянная,
- стеклянная и эбонитовая палочка,
- электростатические гильзы,
- портреты Д. Максвелла, О. Кулона.
Технология урока: диалог.
Формы обучения: фронтальная, групповая, индивидуальная, в парах.
Методы обучения: словесные, практические.
Ход урок
1. Организационный момент (1 мин.)
Опыт: ложится на спинку стула линейка так, чтобы была в равновесии. Берется эбонитовая заряженная палочка и поносится к линейке, не прикасаясь ее. Линейка выходит из состояния покоя.
2. Актуализация знаний.
- Как вы можете объяснить результаты опыта?
- Почему линейка движется?
При изучении механики мы узнали, что действия одного тела на другое происходит непосредственно при взаимодействии тел, а в данном опыте не наблюдаем контакта, но наблюдаем движение.
- Как же объяснить в этом случае взаимодействие тел?
Записываем опорные слова на доске сила, взаимодействие.
- Можно предположить о существовании вокруг заряженного тела пространство с особыми свойствами. Возникла проблема, которую нужно решить.
Запись на доске слева (знак?).
Обозначим цели нашего урока (учащиеся формулируют цель урока, а учитель конкретизирует). Для разрешения проблемы показывается опыт. К спокойно висящей гильзе приближается заряженное тело эбонитовая палочка, а затем стеклянная при этом меняется расстояние между гильзой и заряженным телом. Результаты опыта анализируют учащиеся.
Запись на доске:
- Отталкивание.
- Притяжение.
- От чего зависит сила, с которой электрические тела взаимодействуют?
Запись на доске. От расстояния.
- Как взаимодействуют? (учащиеся делают вывод: чем ближе расстояние между телами, тем сильнее силы взаимодействия и наоборот).
Посмотрев и проанализировав опыты мы изучили, как происходит взаимодействие заряженных тел, а посредством чего это взаимодействие происходит, мы пока еще не знаем.
Учитель: изучением взаимодействия заряженных тел занимались многие ученые, но особый вклад внесли М. Фарадей и Д.Максвелл, О. Кулон. В результате чего было установлено, что всякое заряженное тело окружено особым свойством материи, которое называется электрическим полем.
Так что же это за пространство с особыми свойствами, посредствам которого осуществляется взаимодействие между заряженными телами?
Запись на доске. Электрическое поле.
На доске появляется опорный конспект.
Работа с учебником, со справочной литературой (учащиеся дают определение электрического поля, особенности электрического поля).
3. Систематизация знаний.
Учитель: сегодня на уроке мы познакомились с особым видом материи, которая существует независимо от нас и наших знаний о нем. И это называется электрическим полем, которое существует вокруг заряженного тела и поле одного заряда действует на поле другого заряда с некоторой силой и эту силу называют электрической силой (работа с опорным конспектом).
Работа в группах, за одну минуту вы должны найти решение задачи, которое вам будет предложена.
- К-1. Как, используя электрическое поле около заряженной палочки, заставить кусочек ваты парить в воздухе? Показать опыт и дать ему объяснение.
- К-2. Показать действие электрического поля с помощью подручного материала и дать объяснение.
- К-3. Во время проведения генеральной уборки в доме полированные поверхности, стекла, мы протираем сухой тряпкой из синтетической ткани, а окрашенные масляной краской - сырой? Почему мы по разному "относимся" к уборке?
А далее вам нужно оценить вашу работу на уроке. Предлагаются листки проверки знаний. Где вы должны ответить на вопросы. Затем вы дадите проверить ваши ответы товарищу по парте, где он уже выставит вам оценку.
4. Стадия рефлексии.
Лист для проверки знаний
| Конспект урока по теме: «Действие электрического поля на электрические заряды. Энергия электрического поля» ФИО: Тютюгина Н. А. |
| Место работы: ГБУ РК «КСС «Симеиз» |
| Должность: учитель физики |
| Предмет: физика |
| Класс: 8 |
| Тема и номер урока в теме: тема 1 , уроки № 3, 4 |
| Базовый учебник: |
Цели:
Образовательные: знать и понимать понятия: электрический заряд, электрическое поле, дискретность заряда, взаимодействие зарядов.
Развивающие: содействовать развитию речи, мышления, познавательных и общетрудовых умений; содействовать овладению методами научного исследования: анализа и синтеза.
Воспитательные: формировать добросовестное отношение к учебному труду, положительной мотивации к учению, коммуникативных умений; способствовать воспитанию гуманности, дисциплинированности, эстетического восприятия мира.
Тип урока: Урок изучения нового материала.
Форма урока : комбинированный урок.
Методы урока : словесные, наглядные, практические.
Ход урока
1. Организационный этап.
2. Актуализация опорных знаний.
3. Этап получения новых знаний.
4. Этап обобщения и закрепления нового материала. .
5. Заключительный этап. 3 мин.
3.
Электрическое поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных частиц.
Введение понятия электрического поля понадобилось для объяснения взаимодействия электрических зарядов, т. е. для получения ответа на вопросы: почему возникают силы, действующие на заряды, и как они передаются от одного заряда к другому?
Понятия электрического и магнитного полей ввел великий английский физик Майкл Фарадей. 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. По мере удаления от заряда поле ослабевает.
С введением понятия поля в физике утвердилась теория близкодействия, главным отличием которой от теории дальнодействия является идея осуществовании определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время.
Идея эта получила подтверждение в работах великого английского Дж. К. Максвелла, который теоретически доказал, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью - с, равной скорости света в вакууме (300 000 км/с). Экспериментальным доказательством этого утверждения явилось изобретение радио.
Электрическое поле возникает в пространстве, окружающем неподвижный заряд, точно так же, как вокруг движущихся зарядов - токов либо постоянных магнитов - возникает магнитное поле. Магнитные и электрические поля могут превращаться друг в друга, образуя единое электромагнитное поле. Электрическое поле (как и магнитное) является лишь частным случаем общего электромагнитного поля. Переменные электрические и магнитные поля могут существовать и без зарядов и токов, их породивших. Электромагнитное поле переносит определенную энергию, а также импульс и массу. Таким образом, электромагнитное поле - физическая сущность, обладающая определенными физическими свойствами.
Итак, природа электрического поля состоит в следующем:
1. Электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания.
2. Главным свойством электрического поля является действие его на электрические заряды с некоторой силой. По этому действию устанавливается факт его существования. Действие поля на единичный заряд - напряженность поля - является одной из его основных характеристик, по которой изучается распределение поля в пространстве.
Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Со временем оно не меняется, неразрывно связано с зарядами, его породившими, и существует в пространстве, их окружающем.
Определение. Физическая величина, равная отношению силы F, с которой электрическое поле действует на пробный заряд q, к значению этого заряда, называется напряженностью электрического поля и обозначается Е. Вопросы для повторения
1. Что такое электрическое поле?
2. Назовите основные свойства электрического поля?
3. Какое поле называется электрическим?
4. Что называется напряженностью электрического поля?
5. Чему равна напряженность электрического поля?
6. Как определить напряженность поля точечного заряда?
7. Какое электрическое поле называется однородным?
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
- Изучение нового материала
- 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.