Презентация по физике "Электрические явления"

В презентации дано обозначение электрических величин. Описаны понятия электризации тел, электрического заряда, электрического поля, атома (его строения). Понятия электризации тел, электрического тока, силы тока, электрического напряжения, сопротивления. Понятия работы, мощности электрического тока. Рассмотрены законы Ома, Джоуля Ленца, а также понятия магнитного поля, а также некоторые рекомендации по решению задач по данной теме.

В презентации даны текстовые описания, а также таблицы, схемы, использована графика, анимация.

Презентация занимает 45 слайдов.

Существуют два рода электрических зарядов - положительные и отрицательные.

Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются.

Тела, имеющие электрические заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.

Электрическое поле –вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие зарядов.

Вокруг каждого неподвижного заряда всегда существует электрическое поле.

Вблизи заряженных тел действие поля сильнее, а при удалении от них поле ослабевает.

ТАИС

МНМ

Обозначение электрических величин

ВЕЛИЧИНА

ОБОЗНАЧЕНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД

q

СИЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

I

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

U

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

R

УДЕЛЬНОЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

ρ

ЗАРЯД ЭДЕКТРОНА

e

Электрические величины и их единицы в СИ

НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ

СИЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

НАИМ. ЕДИНИЦЫ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД

ОБОЗНАЧЕНИЕ

АМПЕР

А

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

КУЛОН

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Кл

ВОЛЬТ

УДЕЛЬНОЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

В

ОМ

Ом

ОМ-МЕТР

Ом +м

Соприкосновением

Трением

Ударом

Электроскоп – Элекрометр –

Приборы для обнаружения электризации и приближённой её оценке.

ПРОВОДНИКИ

НЕПРОВОДНИКИ

Металлы

Пластмассы

Воздух (газы)

Стекло

Резина

Фарфор

Керосин и др.

( ДИАЛЕКТРИКИ )

Почва

Водные растворы солей,

кислот и щелочей.

Действие

электрического поля

на заряд

-

-

-

-

-

-

-

Электрическое поле –

вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие зарядов.

Вокруг каждого неподвижного заряда всегда существует электрическое поле.

Вблизи заряженных тел действие поля сильнее, а при удалении от них поле ослабевает.

+

+

-

+

+

-

+

+

-

+

+

-

• Заряд ядра равен сумме зарядов протонов.
• Число протонов равно числу электронов.
• Суммарный заряд протонов равен суммарному заряду электронов.

Атом электрически

НЕЙТРАЛЕН.

е = -1,6·10 -19 Кл

Н

протон ( q=+e )

е

электроны ( -е )

Не

е

е

нейтрон ( q =0)

Заряд электрона - отрицательный ;

ядро

+

ядро

Положительный ИОН

Отрицательный ИОН

АТОМ ± =

Один или

несколько

электронов

Проводники

Электролиты Металлы

+

-

+

-

+

+

+

+

-

+

+

-

+

+

+

+

+

-

+

+

Положительные

ионы

Отрицательные

ионы

Свободные

электроны

Положительные

ионы

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

Тело электризуется, когда оно приобретает или теряет электроны.

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+

+

+

+

+

При электризации заряды не создаются, а только разделяются.

Тело заряжено отрицательно - тело имеет избыточное число электронов,

по сравнению с нормальным состоянием. Тело заряжено положительно - тело имеет недостаточное число электронов,

по сравнению с нормальным состоянием.

Чем больше тело, которому передают заряд,

тем большая часть заряда на него перейдёт.

причина возникновения

этих сил

Электрическим током называется упорядоченное (направленное)

движение заряженных частиц по поверхности проводника.

1. Наличие свободных зарядов (электронов, ионов).

2. Действие на свободные заряды

силами в определённом

направлении.

Наличие электрического поля.

НАЗВАНИЕ

ИСТОЧНИКА ТОКА

ПРЕВРАЩЕНИЕ

ЭНЕРГИИ

Гальванический

элемент

Химическая

энергия

превращается

в

электрическую

УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Батарея

гальванических

элементов

Аккумулятор

При разрядке

химическая

энергия

превращается

в

электрическую

Батарея

аккумуляторов

Электромашинный

генератор тока

Механическая энергия

вращения преобразуется

в электрическую

превращается в

превращается в

превращается в

превращается в

ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ

ЭНЕРГИЮ

ЦИНК МЕДЬ

РАСТВОР СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

НАЗВАНИЕ

НАЗВАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЕ

Соединение проводов

Электрическая лампа

Пересечение проводов

Электрический звонок

Резистор(проводник, имеющий определённое сопротивление)

Зажимы для подключения устройств

Нагревательный элемент

Ключ

Кнопка

Плавкий предохранитель

Отсутствие

электрического поля

Движение электронов (е)

беспорядочное

(тепловое движение)

Электрического тока НЕТ

Наличие

Электрического поля

Движение электронов (е)

упорядоченное,

направленное

ЕСТЬ электрический ток

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

1. ТЕПЛОВОЕ

Наблюдается у проводников

(кроме

сверхпроводников)

2. ХИМИЧЕСКОЕ

Наблюдается

у водных растворов

кислот, солей

и щелочей

3. МАГНИТНОЕ

Наблюдается

у твёрдых, жидких

и газообразных

проводников

CuSO 4

I - сила тока - величина, показывающая какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника в 1 секунду.

За единицу силы тока принимают 1А

СИ: 1АМПЕПР А

1мА = 0,001А

1мкА = 0,000001А

1кА = 1000А

I =

Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по

двум параллельным прямолинейным

проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1м силу взаимодействия, равную 2·10 -7 Н.

q – заряд

t – время

ВЕЛИЧИНА

ФОРМУЛА

НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА

I =

С

И

Л

А

Т

О

К

А

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТОКА

ВКЛЮЧЕНИЕ В ЦЕПЬ

От

« »

К

« »

I

Амперметр

I

Условия обозначения

АМПЕРМЕТРА

А

Амперметр

включается

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО

А

А

СИЛА ТОКА

I =

[ I ] = А

Сила тока зависит

от заряда, переносимой

каждой частицей, числа

частиц в единице объёма,

скорости их направленного

движения и площади поперечного

сечения проводника.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД

q = I·t

1 Ку лон = 1Ампер·1секунду

или

1Кл = 1А с

[ q ] = Кл

t =

ВРЕМЯ

[ t ] = c

1.

A

I 1

2.

A

I 2

В цепях: I 1 =I 2

Но: работа тока (А) А 1

Напряжение равно отношению

работы тока на данном участке

к электрическому заряду,

прошедшему по этому участку.

Напряжение равно отношению

работы тока на данном участке

к электрическому заряду,

прошедшему по этому участку.

U =

q =

A = U· q

( 1 В = 1 )

Единица напряжения 1В

СИ: 1 ВОЛЬТ ( 1В )

1мВ = 0,001В

1кВ = 1000В

ВЕЛИЧИНА

ФОРМУЛА

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Н

А

П

Р

Я

Ж

Е

Н

И

Е

ВКЛЮЧЕНИЕ В ЦЕПЬ

Вольтметр

Условия обозначения

ВОЛЬТМЕТРА

V

Вольтметр

включается

ПАРАЛЛЕЛЬНО

A V

V

U =

Зажимы вольтметра присоединяются к тем точкам цепи,

между которыми нужно измерить напряжение.

I , А

I 1

I 2

0 U ( R1

А

R

V

R =

Причина – взаимодействие

Величина постоянная для

данного проводника и НЕ

зависит ни от U , ни от I .

движущихся электронов с

ионами кристаллической

решётки.

Единицы сопротивления

СИ: Ом ( 1Ом = 1 )

Зависит от:

• длины проводника - l

• площади сечения - S

3. вещества - ρ

Р азные

проводники обладают

разным сопротивлением.

1мОм = 0,001Ом

1МОм = 1000000Ом

1кОм = 1000Ом

R= ρ

R= ρ

l =

S = ρ

ρ =

Удельное сопротивление проводника –

сопротивление проводника из данного вещества

длиной 1м, площадью поперечного сечения 1м 2 .

Единицы удельного сопротивления

СИ: [ ρ ] = Ом·м (дополнительно : [ ρ ] = )

ВЕЩЕСТВО

ρ· 10 -2

Алюминий

Вольфрам

2,8

5,5

Латунь

7,1

Медь

1,7

Никелин

42

Свинец

21

Серебро

1,6

Сталь

12

Сопротивление реостата зависит от его длины.

Ползунковый реостат.

Условное обозначение реостатов на схемах.

R= f(l) !

A

Рычажный реостат.

Получен

экспериментально.

А

R

А

V

V

V

I, А

R - ПОСТОЯННО

I, А

U - ПОСТОЯННО

U , В

U 1

2U 1

3U 1

… ..

I , А

I 1

2I 1

3I 1

… ..

R , Ом

R 1

2R 1

3R 1

… ..

I , А

I 1

2I 1

3I 1

… ..

R, Ом

U,B

I =

R =

U = I·R

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

R 2

R 1

A 2

A 1

I 2

I 1

V 1

V 2

V

A

I

V

V 1

=

R 1

A 1

I 1

A

R 2

A 2

I 2

V 2

I

РАБОТА ТОКА на участке цепи

Так как q=I·t и

РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

на участке цепи равна произведению

НАПРЯЖЕНИЯ на концах этого

участка на СИЛУ ТОКА и на ВРЕМЯ,

в течение которого совершалась РАБОТА.

А= U·q

то

А= I ·U·t

ЕДИНИЦЫ РАБОТЫ:

1Втч = 3600Дж

1гВтч = 360000Дж

1кВтч = 3600000Дж

СИ: Дж = В · А · с

Джоуль = Вольт·Ампер·секунда

МОЩНОСТЬ – величина, показывающая какая РАБОТА

совершилась В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ.

P =

А= I·U·t

I =

U =

P = I· U

ЕДИНИЦЫ МОЩНОСТИ:

СИ: Вт =Дж /с = В · А

1ватт = 1Вольт·1Ампер

1гВт = 100 Вт

1кВт = 1000 Вт

1МВт = 1000000 Вт

1ватт =

ОБЪЯСНЕНИЕ

ОПЫТНЫЕ ФАКТЫ

При прохождении тока в проводнике выделяется теплота.

В цепи происходит преобразование энергии упорядоченного движения заряженных частиц в тепловую.

Закон описывающий этот процесс

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

U = I·R

А= I · U · t

Q = I · U · t

А= Q

Q = I 2 · R · t

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

Опыт Эрстеда

1. Магнитное поле представляет

собой особую форму материи.

2. Магнитное поле порождается

электрическим током

(движущимися зарядами).

3. Магнитное поле обнаруживается

по действию на электрический

ток (движущиеся заряды).

4. Магнитное поле существует

независимо от наших знаний

о нём.

S N

I

Магнитная стрелка

S

N

Опыт Ампера

I 2

I 1

I 1

I 2

F 2

F 1

F 1

F 2

F 1 и F 2 – магнитные силы

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

МАГНИТНЫЕ ЛИНИИ

прямого

тока

ПРАВИЛО

катушка

с

током

Магнитные линии – замкнутые кривые,

охватывающие проводник .

НАПРАВЛЕНИЕ МАГНИТНЫХ ЛИНИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА СВЯЗАНО С НАПРАВЛЕНИЕМ ТОКА В ПРОВОДНИКЕ

Вне катушки магнитные линии направлены от северного полюса к южному.

МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ КАТУШКИ УСИЛИВАЕТСЯ ПРИ:

1. Увеличении СИЛЫ ТОКА;

• Увеличении числа витков в катушке;
• Внесения внутрь катушки железного сердечника.

N S

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ – тела, сохраняющие длительное время намагниченность.

Дугообразный магнит

Полосовой магнит

N - северный полюс магнита

S - южный полюс магнита

N S

N S

Естественные магниты магнитный железняк.

Искуственные магниты сталь, никель, кобальт.

1. Разноимённые магнитные полюса притягиваются,

одноимённые отталкиваются.

2. Магнитные линии - замкнутые линии.

3. Вне магнита магнитные линии выходят из « N »

и входят в « S », замыкаясь внутри магнита.

ГИПОТЕЗА АМПЕРА

е

МАГНИТ

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

ПОЛОСОВОЙ МАГНИТ

ДУГООБРАЗНЫЙ МАГНИТ

ДВА МАГНИТА, ОБРАЩЁННЫЕ ДРУГ К ДРУГУ ОДНОИМЁННЫМИ ПОЛЮСАМИ

ДВА МАГНИТА, ОБРАЩЁННЫЕ ДРУГ К ДРУГУ РАЗНОИМЁННЫМИ ПОЛЮСАМИ

s

N

Кратковременная аномалия – магнитная буря.

Постоянная аномалия – залежи железной руды на небольшой глубине.

Магнитное поле действует с некоторой силой на

любой проводник с током, находящийся в этом поле.

I

S

N

I

Рамка с током

в магнитном поле вращается.

η до 98%

• Проанализируйте условие задачи. Чётко представьте себе о чём спрашивается в ней, что требуется от вас.

2. Выберите удобные для решения единицы измерения физических величин и составьте краткую запись условия задачи.

З. Начертите электрическую схему или сделайте соответствующий рисунок. Правильно сделанный чертёж значительно облегчит решение задачи и позволит избежать многих ошибок. Разберитесь как включены приборы в электрическую цепь.

4. Приступайте к решению, используя основные формулы и постоянные величины.

• Проанализируйте результат и запишите окончательный ответ, обратив особое внимание

на их соответствие вопросам задачи.

Пример №1.

Определите длину никелевой проволоки сечением 0,1 мм 2 для

нагревательного элемента электрической плитки, рассчитанной

на напряжение 220В и силу тока 5А.

Выбор необходимых формул и постоянных величин.

• Для определения длины проволоки, надо знать сопротивление R . Вспомните формулы.

Из закона Ома находим R= , но R= ρ .

• Для нахождения удельного сопротивления никеля обратитесь к таблице.

Дано: СИ

S = 0, 1 мм 2

U . = 2 20 В

I = 5 A

ρ = 0,42

l - ?

Решение

R =

R = ρ

Ответ: l = 10,5 м  

l =

В окончательную

подставляем числовые данные.

l = = 10,5 м

Пример №2.

В электрическую цепь включены последовательно резистор

сопротивлением 10 Ом и электрическая лампа сопротивлением

20 Ом. Определите общее сопротивление сети.

Решение задачи начинается с вычерчивания

электрической схемы .

Нахождение общего сопротивления

производим по формуле: R=R 1 +R 2 .

R 1

R 2

U

Дано: СИ

R1 = 10 Ом

R2 . = 20 Ом

R - ?

Решение

R = R 1 + R 2

R = 10 Ом + 20 Ом = 30 Ом

Ответ: 30 Ом

Разработано преподавателем

колледжа ОГУ г.Одинцово, Московской области

Мацькив Н.М

на основе

справочника Рассказовой Г.А.