Визначення напруженості у будь-якій точці електричного поля

«Електризація тіл» – Козьма Прутков. Розвиток пізнавальної діяльності учнів через ігрові форми уроків. При натиранні про хутро, набував здатності притягати інші тіла. Електризація. Копчення. Вплив електризації. Електризація тертям. Урок з фізики. Так обробляють електричні тіла”.

«Заряд електричного поля» – однойменні – відштовхуються, різноіменні – притягуються. Електричним полем називають вид матерії, з якої відбувається взаємодія електричних зарядів. На малюнку зображені лінії напруженості електричного поля. Існує два роду електричних зарядів, умовно названих позитивними та негативними.

«Потенціал поля» – еквіпотенційні поверхні. Властивості. Розмір потенціалу вважається щодо обраного нульового рівня. Зв'язок між напруженістю поля та різницею потенціалів. На замкнутій траєкторії робота електростатичного полядорівнює 0. Усі точки усередині провідника мають однаковий потенціал (=0). Фізичний сенс різниці потенціалів.

«Потенціал у фізиці» – Питання №1. 3 2 1. Питання №4. Запитання №5. Що показує потенціал поля у цій точці. Кулі повідомили негативний заряд. Запитання №2. Заряд на обкладинках конденсатора. На малюнку – переріз відокремленої провідної порожньої кулі. Тест із фізики «Електричне поле». Питання №6.

«Напруженість і потенціал електричного поля» - Чому акула швидко виявляє людину, що впала у воду? Між хмарою та Землею виникла різниця потенціалів 4 ГВ. Підказка. Завдання. Деякі практичні прикладиЗастосування основних характеристик електричного поля. Повторення. Чому акула швидко виявляє людину у воді?

«Електризація» - Чому виникають іскорки та чути тріск, коли ми знімаємо нейлонову сорочку? Ебонітова паличка. Як взаємодіють тіла, заряджені однойменно? Завдяки заземленню накопичений заряд «стікає» у землю. Спостережувані явища на початку 17 століття були названі електричними. А. Що відбувається при терті ебонітової палички об шерсть?

Всього у темі 9 презентацій

Мета уроку:дати поняття напруженості електричного поля та її визначення у будь-якій точці поля.

Завдання уроку:

• формування поняття напруги електричного поля; дати поняття про лінії напруженості та графічне уявлення електричного поля;
• навчити учнів застосовувати формулу E=kq/r 2 у вирішенні нескладних завдань на розрахунок напруженості.

Електричне поле – це особлива форма матерії, про існування якої можна судити лише з її дії. Експериментально доведено, що є два роду зарядів, навколо яких існують електричні поля, що характеризуються силовими лініями.

Графічно зображуючи поле слід пам'ятати, що лінії напруженості електричного поля:

1. ніде не перетинаються один з одним;
2. мають початок на позитивному заряді (або в нескінченності) і кінець на негативному (або в нескінченності), тобто є незамкнутими лініями;
3. між зарядами ніде не перериваються.

Рис.1

Силові лінії позитивного заряду:

Рис.2

Силові лінії негативного заряду:

Рис.3

Силові лінії однойменних зарядів, що взаємодіють:

Рис.4

Силові лінії різноіменних зарядів, що взаємодіють:

Рис.5

Силовий характеристикою електричного поля є напруженість, яка позначається буквою Е і має одиниці виміру або . Напруженість є векторною величиною, оскільки визначається ставленням сили Кулона до величини одиничного позитивного заряду

В результаті перетворення формули закону Кулона та формули напруженості маємо залежність напруженості поля від відстані, на якій вона визначається щодо даного заряду

де: k- Коефіцієнт пропорційності, значення якого залежить від вибору одиниць електричного заряду.

У системі СІ Нм 2 /Кл 2 ,

де ε 0 - Електрична постійна, рівна 8,85 · 10 -12 Кл 2 / Н · м 2;

q – електричний заряд(Кл);

r – відстань від заряду до точки, у якій визначається напруженість.

Напрямок вектора напруженості збігається із напрямом сили Кулона.

Електричне поле, напруженість якого однакова у всіх точках простору, називається однорідним. В обмеженій області простору електричне полеможна вважати приблизно однорідним, якщо напруженість поля у цій галузі змінюється незначно.

Загальна напруженість поля кількох взаємодіючих зарядів дорівнюватиме геометричній сумі векторів напруженості, в чому і полягає принцип суперпозиції полів:

Розглянемо кілька випадків визначення напруги.

1. Нехай взаємодіють два різноіменні заряди. Помістимо точковий позитивний заряд між ними, тоді в цій точці діятимуть два вектори напруженості, спрямовані в один бік:

Відповідно до принципу суперпозиції полів загальна напруженість поля в даній точці дорівнює геометричній сумі векторів напруженості Е31 і Е32.

Напруженість у цій точці визначається за формулою:

Е = kq 1 / x 2 + kq 2 / (r - x) 2

де: r – відстань між першим та другим зарядом;

х – відстань між першим та точковим зарядом.

Рис.6

2. Розглянемо випадок, коли необхідно знайти напруженість у точці віддаленої на відстань, а від другого заряду. Якщо врахувати, що поле першого заряду більше, ніж поле другого заряду, то напруженість у цій точці поля дорівнює геометричній різниці напруженості Е31 і Е32.

Формула напруженості у цій точці дорівнює:

Е = kq1/(r + a) 2 – kq 2 /a 2

Де: r – відстань між зарядами, що взаємодіють;

а – відстань між другим та точковим зарядом.

Рис.7

3. Розглянемо приклад, коли необхідно визначити напруженість поля в деякій віддаленості від першого і від другого заряду, в даному випадку на відстані r від першого і на відстані b від другого заряду. Так як однойменні заряди відштовхуються, а різноіменні притягуються, маємо два вектори напруженості, що виходять з однієї точки, то для їх складання можна застосувати метод протилежного кута паралелограма буде сумарним вектором напруженості. Алгебраїчну суму векторів знаходимо з теореми Піфагора:

Е = (Е 31 2 +Е 32 2) 1/2

Отже:

Е = ((kq 1 /r 2) 2 + (kq 2 /b 2) 2) 1/2

Рис.8

Виходячи з даної роботи, слід, що напруженість у будь-якій точці поля можна визначити, знаючи величини зарядів, що взаємодіють, відстань від кожного заряду до даної точки і електричну постійну.

4. Закріплення теми.

Перевірочна робота.

Варіант №1.

1. Продовжити фразу: “Електростатика – це …

2. Продовжити фразу: електричне поле – це ….

3. Як спрямовані силові лініїнапруги даного заряду?

4. Визначити знаки зарядів:

Завдання додому:

1. Два заряди q 1 = +3·10 -7 Кл і q 2 = −2·10 -7 Кл знаходяться у вакуумі на відстані 0,2 м один від одного. Визначте напруженість поля в точці С, розташованої на лінії, що з'єднує заряди, на відстані 0,05 м праворуч від заряду q 2 .

2. У деякій точці поля на заряд 5·10 -9 Кл діє сила 3·10 -4 Н. Знайти напруженість поля у цій точці та визначте величину заряду, що створює поле, якщо точка віддалена від нього на 0,1 м.