Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции

Конспект урока на тему:

Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. (10 класс)

Цели урока:

-раскрыть материальный характер электрического поля, дать понятие напряженности электрического поля, исходя из ее общего определения, научить учащихся применять формулу в решение несложных задач на расчет напряженности. Величины пробного заряда и силы.

-развивать психические познавательные процессы: внимание, мышление, речь.

-воспитывать интерес к предмету, культуру поведения.

Ход урока.

1. Организационный момент

2. Домашнее задание

3. Изложение нового материала

4. Проверка домашнего задания

5. Итог урока

2.Проверка знаний:

Физический диктант

Электризация тел. Закон сохранения заряда. Закон Кулона

1. Как называется раздел физики, изучающий неподвижные заряженные тела? /электростатика/

2. Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами? /электромагнитное/

3. Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие? /электрический заряд/

4. Зависит ли величина заряда от выбора системы отсчета? /Нет/

5. Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в систему? /Можно/

6. Как называется процесс, приводящий к появлению на телах электрических зарядов? /Электризация/

7. Если тело электрически нейтрально, означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов? /Нет/

8. Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной? /Да/

9. Если в замкнутой системе число заряженных частиц уменьшилось, то означает ли это, что заряд всей системы тоже уменьшился? /Нет/

10. Создаем ли мы при электризации электрический заряд? /Нет/

11. Может ли заряд существовать независимо от частицы? /Нет/

12. Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является… /Нейтральным/

13. Как изменится сила взаимодействия заряженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц? /Увеличится/

14. Как изменится сила взаимодействия при перемещении зарядов в среду? /Уменьшится/

15. Как изменится сила взаимодействия с увеличением расстояния между зарядами в 3 раза? /Уменьшится в 9 раз/

16. Как называется величина, характеризующая электрические свойства среды? /Диэлектрической проницаемостью среды/

17. В каких единицах измеряется электрический заряд? /В кулонах/

Если мы рассмотрим рисунок:

И зададим вопрос: «Что действует на заряд В? », то Кулон ряд других ученых однозначно отвечали: «Заряд А».

Однако, дальнейшее развитие науки показало, что взаимодействие зарядов носит сложный характер. Заряды воздействуют друг с другом посредством полей. Так, взаимодействие зарядов А и В происходит следующим образом. Вокруг заряда А существует электрическое поле, простирающееся на больший объем пространства, чем занимает сам заряд. Заряд В оказывается расположенным в этом электрическом поле, и оно действует на него силой Аналогично вокруг заряда В существует поле, которое действует на заряд А силой

Электрическое поле – особый вид материи. Вокруг наэлектризованного тела существует какой-то материальный передатчик взаимодействия – это поле. Какими же свойствами обладает электрическое поле?

Свойства электрического поля:

1. Порождается электрическими зарядами

2. Действует на электрический заряд с силой

3. Способно совершать работу по перемещению заряда, то есть поле обладает энергией

4. Обладает свойством суперпозиций

5. Электрическое поле точечного заряда убывает обратно пропорционально r² (~

6. Распространяется со скоростью с = 300 000 км/с (с – скорость распространения электромагнитных взаимодействий).

Для характеристики полей вводится соответствующие физические величины, отличные от характеристик вещества. Для электрического поля важнейшей характеристикой является напряженность.

Поместим в поле, созданное зарядом q₁, некоторый пробный заряд q’, который будет испытывать действие со стороны заряда q₁.

Обозначим положение заряда q’ буквой А. Сила воздействия этих двух точечных зарядов равна:

Если мы уберем заряд q’ и поместим на его место другой заряд q’’, то сила взаимодействия будет равна:

Не трудно заметить, что отношения и это отношение есть величина постоянная для данной точки поля:

Значит, выражение может являться характеристикой электрического поля в данной точке. Это отношение обозначается через букву E и называется напряженностью электрического поля:

Напряженностью электрического поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд к этому заряду. Это силовая характеристика электрического поля.

В системе СИ единицей напряженности является:

Силу, действующую на точечный заряд q, можно определить из формулы:

Направление вектора направленности совпадает с направлением силы , действующей на положительный заряд. Если мы имеем положительный заряд q₁ 0, то в точке А создана напряженность поля , которая будет направлена от заряда.

Если же поле создано отрицательным зарядом q₂

Напряженность поля не зависит от заряда вносимого в данную точку поля, она зависит только от поля и от положения пробного заряда в этом поле.

Пробный заряд – это точечный положительный заряд, который настолько мал, что своим полем не вызывает перераспределения заряда на теле, поле которого исследуется (пух, бусинка, ватка).

Напряженность поля точечного заряда может быть рассчитана по формуле:

Принцип суперпозиции полей

Опыт показывает, что если на электрический заряд q действуют одновременно электрические поля нескольких источников, то результирующая сила оказывается равной сумме, действующей со стороны каждого поля в отдельности.

Электрические поля подчиняются принципу суперпозиций:

Напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности:

или

Решение задач по сборнику Рымкевич А.П.

№ 696 (Р)

СИ Решение Вычисление

q = 2 нКл 2*10^-9Кл

F = 0,4 мкН 0,4*10^-6Н

E - ?

Ответ:

№ 697 (Р)

СИ Решение Вычисление

F = 2*10³*12*10^-9= 24*10^-6Н

q = 12 нКл 12*10^-9Кл

E = 2 2*10³

F -?

Ответ:

4