Взяти участь
Поспішайте взяти участь в акції «Методичний тиждень 2.0».
Головний приз 500грн + безкоштовний вебінар.
До визначення переможців залишилось:
3
Дня
3
Години
16
Хвилин
30
Секунд
Предмети »

Електричне поле

Курс:«Основи фінансової грамотності»
Часнікова Олена Володимирівна
72 години
2700 грн
390 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №ZC282537
За публікацію цієї методичної розробки Угорчук Володимир Васильович отримав(ла) свідоцтво №ZC282537
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Перегляд
матеріалу
Отримати код

Навчально-методична карта

Тема. Електричне поле.

Вид заняття: лекція з елементами бесіди.

Мета заняття (навчальна, розвиваюча, виховна):

- ознайомити студентів із поняттям електричного поля як розділу фізики, із поняттями заряд, сила Кулона та напруженість поля та спостереження їх природі; формувати знання про фізичну модель – точковий заряд, її переваги, при дослідженні поля.

- розвивати в студентів навички систематичної роботи, опрацьовувати додаткову літературу; вміння проводити аналогію, робити узагальнення, висновки;

-готувати студентів до повноцінної життєдіяльності в умовах інформаційного суспільства; виховувати студента-дослідника, формувати в нього пізнавальні здібності, розумові сили й творчі вміння; здійснювати вольовий розвиток: спрямовувати навчання на вироблення вміння долати труднощі, досягати мети, розвивати працездатність; сприяти формуванню активної компетентної творчої особистості.

Міжпредметна інтеграція: хімія, біологія, історія, математика.

План

  1. Поняття електричного поля.

  2. Закон Кулона.

  3. Напуженість поля.

  4. Теорема Гауса та п застосування для обчислення полів, утворених тілами різної форми.

Поняття про електричний заряд

Усі тіла в природі складаються з атомів, в яких є пози­тивно заряджене ядро і негативно заряджені електрони. Якщо позитивний заряд ядра дорівнює негативному заряду електронів, то такий атом є електричне нейтральним. Якщо заряд ядра більше від заряду електронів, то такий атом має позитивний заряд, а якщо менше — то негативний. Ці атоми називаються іонами.

Під час електризації (процесу доповнення або зменшення електронів у тілі) порушується нейтральність тіла і воно одержує відповідно негативний або позитивний заряд. Позначається електричний заряд буквою Q.

Між зарядженими тілами існує взаємодія. Тіла з різ­нойменними зарядами притягуються, а з однойменними — відштовхуються.

У міжнародній системі одиниць (СІ) одиницею електрич­ного заряду Q є кулон (Кл);

Кл = зарядів електрона. Щоб уявити цю кількість зарядів, припустимо, що тіло має негативний заряд в 1 Кл і з нього знімають по І млн електронів за секунду, то знімати їх доведеться 200 тис. років.

При розрахунках електричних зарядів застосовують також мілікулони (мКл) і мікрокулони (мкКл), 1 мКл =, 1 мкКл = Кл.

Означення електричного поля

Електричним полем називається особлива форма мате­рії, в якій відбувається взаємодія електричних зарядів.

Взаємодія електричних зарядів відбувається у мате­ріальному середовищі і навколо зарядів. Якщо в середо­вище внести електричний заряд, то воно зміниться, в усіх його точках діятимуть електричні сили F на кожен заряд, внесений у будь-яку точку цього середовища. Сила дії пропорційна величині електричного заряду.

Електричне поле нерухомих заряджених тіл з незмін­ними у часі зарядами називається електростатичним полем.

Закон Кулона. Французький вчений Ш. Кулон у 1785 р. визначив силу взаємодії двох наелектризованих тіл.

Якщо вважати, що лінійні розміри тіл нескінченно малі, тобто взаємодіють точкові заряджені тіла (рис. 1.1), тс закон Кулона формулюється так. Сила взаємодії між двома точковими зарядженими тілами прямо пропорційна добутку зарядів цих тіл і обернено пропор­ційна квадрату відстані між ними:

,

де F — електрична сила, Н; Q1, Q2— електричні заряди, Кл; r відстань між зарядженими тілами, м;  - електрична стала, 0 = Ф/м; r - відносна ді­електрична проникність, задається таблично.

Добуток - характеризує вплив середовища на силу взаємодії між зарядами і називається абсолютною ді­електричною проникністю середовища.

Основні характеристики електричного поля

Електричне поле характеризується потенціалом, на­пругою і напруженістю. Потенціал (  ) є енергетичною характеристикою електричного поля. Взаємодія ектричних зарядів від­бувається саме тому, що електричне поле пов'язано з енергією. В електричному полі завжди можна знайти точку, потенціальну енергію якої відносно інших точок можна вважати такою, що дорівнює нулю. Таку точку називають нульовою.

Потенціалом даної точки електричного поля називають фізичну величину, що характеризує потенціальну енергію в цій точці і чисельно дорівнює роботі, яку необхідно виконати для переміщення одиниці позитивного заряду з цієї точки в нульову. Потенціал визначається за формулою:

де  — потенціал даної точки, В; W — потенціальна енер­гія в точці поля або виконана робота, W == А, Дж; Q — електричний заряд в даній точці, Кл; В = Кл/Дж.

Потенціал точки електричного поля дорівнює одному вольту, якщо при переміщенні заряду величиною в один кулон з цієї точки в нульову виконується робота в один джоуль. Потенціал може бути позитивним, якщо поле утворено позитивним зарядом, і негативним, якщо поле утворено негативним зарядом.

Напругою (U) називається різниця потенціалів між двома точками електричного поля:

;

де U — напруга, В;  А,  В — потенціали відповідно в точ­ках А і В.

Напруга між двома точками електричного поля дорів­нює роботі, яку треба виконати для переміщення позитив­ного заряду між цими точками:

;

Напруга дорівнює одному вольту, якщо при переміщенні заряду в один кулон з однієї точки в другу виконується робота в один джоуль:

В=Кл/Дж.

За формулою можна знайти роботу, необхідну для переміщення електричних зарядів в електричному полі:

A=UQ.

Як бачимо, робота, виконана по переміщенню електрич­ного заряду, залежить від його величини і напруги між точками і не залежить від шляху переміщення заряду. Напруженістю електричного поля називається фізична величина, що діє на одиничний позитивний заряд, внесений в дану точку поля. Напруженість електричного поля (Е) чисельно дорівнює силі, яка діє на одиничний позитивний заряд:

де Е — напруженість електричного поля; F — електрична сила; Q — електричний заряд. Одиницею напруженості є вольт на метр:

Графічне зображення електричного пеня

Для наочного зображення електричного поля умовно застосовують електричні силові лінії.

Електричними силовими лініями називають лінії, які визначають напрям дії сил електричного поля на позитив­ний заряд. При різнойменних зарядах електричні силові лінії напрямлені від позитивного заряду до негативного. У кожній точці дотичні до силових ліній збігаються з век­тором напруженості в цій точці. Чим більше напруженість електричного поля, тим більше густота електричних силових ліній. Електричні силові лінії при однойменних (позитивних) зарядах зображено на рис. () Якщо в точках електричного поля електричні силові лінії мають однакову густоту, тобто однакову напруженість, то воно називається однорідним, а якщо густота електричних силових ліній в різних точках електричного поля не однакова, тобто напруженість не однакова, то воно називається неоднорідним. Наприклад, електричне поле всередині між двома пластинами з різнойменними зарядами є однорiдним, а на кінцях пластин — неоднорiдним.

Електричні силові лінії визначають напрям дії вектора напруженості в даній точці поля.

Електричне поле середовища навколо заряду може бути зображене не тільки електричними силовими лініями, а й поверхнями рівнозначного потенціалу, або еквіпотен­ціальними поверхнями. Навколо зарядже­ної кулі точки з однаковими потенціалами знаходяться на сферичній поверхні.

Якщо в даній точці діє електричне поле кількох зарядів, то його напруженість дорівнює геометричній сумі напру­женостей електричних полів зарядів. Так, у точці А діє електричне поле заряду Q1 з напруже­ністю е1 і заряду Q2 з напруженістю E2. Геометрична сума напруженостей в цій точці є напруженість Е.

Між напругою і напруженістю електричного поля існує певний взаємозв'язок. Справді, нехай маємо дві паралельні пластини, які розміщені одна від одної на відстані d і напругу U. Ці пластини утворюють напруже­ність Е електричного поля. Величина напруги

де А == Fd, тобто робота дорівнює добутку сили, що діє на заряд, на шлях переміщення заряду від однієї пластини до другої. Тоді . Оскільки , то U = Ed. Звідси ця формула застосовується для розрахунків конденса­торів і придатна тільки для однорідних електричних полів.

.

Література

1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Фізика для середніх спеціальних навчальних закладів.—К.: Освіта, 2010.

2. В.Ф.Дмитрієва. Фізика. К.: Техніка. 2008. 648 с.

3.Римкевич А.П. Збірник задач з фізики для 9-11 класів середньої школи.—К.: Рад.шк., 1991.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу

  • Додано
    01.03.2018
  • Розділ
    Фізика
  • Клас
    11 Клас
  • Тип
    Конспект
  • Переглядів
    292
  • Коментарів
    0
  • Завантажень
    0
  • Номер матеріала
    ZC282537
  • Вподобань
    0
Курс:«Google сервіси в роботі вчителя»
Левченко Ірина Михайлівна
16 годин
700 грн
190 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №ZC282537
За публікацію цієї методичної розробки Угорчук Володимир Васильович отримав(ла) свідоцтво №ZC282537
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Шкільна міжнародна дистанційна олімпіада «Всеосвiта Зима – 2018-2019»

Бажаєте дізнаватись більше цікавого?


Долучайтесь до спільноти