Презентация к уроку "Закон Кулона"

Закон Кулона

Тема урока

Повторение:

• Чем объяснить электризацию тел при соприкосновении?
• Какие опыты доказывают существование электрических зарядов двух видов?
• Какие частицы являются носителями отрицательных и положительных зарядов?
• Как формулируется закон сохранения электрического заряда?
• Останется ли масса тела неизменной при его электризации?

Французский инженер и физик Шарль Огюстен Кулóн (14.06. 1736- 23.08. 1806 ) установил закон взаимодействия точечных электрических зарядов

• Точечным   зарядом называется заряд, сосредоточенный на теле, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием до других тел или до рассматриваемой точки поля. 
• Иными словами, точечный заряд — это материальная точка, которая имеет электрический заряд.

Крутильные весы Кулона:

1 – упругая нить с подвешенным на ней горизонтальным рычагом 2; 3 и 4  – проводящие шарики, укреплённые на концах рычага;

5 – шкала ;

6 – заряженный шарик

Схема опыта Кулона (1785 г.)

Закон Кулона

Сила взаимодействия неподвижных точечных зарядов прямо пропорциональна произведению их величин, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена в изотропном пространстве вдоль прямой, соединяющей эти заряды :

k = 1/4πεε 0 = 9·10 9 Н·м 2 /Кл 2

Диэлектрическая проницаемость среды

Среда между зарядами влияет на величину электрического взаимодействия между зарядами.

Сила взаимодействия между зарядами в отсутствие среды ( F 0 ) и при её наличии ( F ).

Д иэлектрическая проницаемость среды ε показывает, во сколько раз в данной среде сила взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами  меньше, чем в вакууме.

ε = F 0 / F ε – безразмерная величина .

Некоторые значения диэлектрической проницаемости среды

вакуум

1

воздух

1,000594

водяной пар

1,0126

керосин

2

сухая бумага

2-2,5

эбонит

2,7-2,9

стекло

5-16

этиловый спирт

26,8

вода

81

Единицы измерения заряда

В системе СИ за единицу электричества принят кулон (Кл) – количество электричества, протекающее за 1 с через поперечное сечение проводника при токе в цепи, равном 1 А.

(заряд протона 1,60218·10 –19 Кл

заряд электрона -1,60218·10 –19 Кл)

Электрическая постоянная

Электрическая постоянная ε 0 – физическая постоянная, входящая в уравнения законов электрического поля (в том числе в закон Кулона) при записи этих уравнений в рационализированной форме, в соответствии с которой образованы электрические и магнитные единицы СИ.

ε 0 = 8,85 ·10 -12 Кл 2 /Н·м 2 или Ф/м,

k = 1/4πεε 0 = 9·10 9 Н·м 2 /Кл 2

Рационализованная форма

Закон Кулона в среде в системе СИ :

где произведение ε 0 · ε ≡ ε а – абсолютная диэлектрическая проницаемость данной среды .

Аналогии между механическими и электрическими взаимодействиями

Механика

Электростатика

Закон всемирного тяготения Ньютона

Закон взаимодействия электрических зарядов Кулона

Вопросы

1.Что определяет закон Кулона?

2. Какая величина характеризует влияние среды на силу взаимодействия между зарядами?

3. Объясните физический смысл диэлектрической проницаемости.

4. Напишите закон Кулона для взаимодействия зарядов с учетом среды в системе СИ.

5. Чему равен коэффициент пропорциональности в законе Кулона в системе СИ?

6. Что такое электрическая постоянная и чему она равна в системе СИ?

7. Установите единицу электрического заряда в системе СИ, сформулируйте ее определение.

Задача 682 стр.272 Волков

Решить задачи ( сб.авт. Степанова)

Домашнее задание: § 85,86. № 682,683,684

Использованная литература:

• Физика.10 класс. Г.Я. Мякишев,Б.Б.Буховцев,Н.Н.Сотский-М.:Просвещение, 2014
• Физика. Задачник.10-11 кл. А.П. Рымкевич-М.:Дрофа,2013
• Сборник задач по физике для 9-11 классов. Г.Н.Степанова -М: Просвещение, АО «Московские учебники»,1997
• В.А.Волков Поурочные разработки по физике.10 класс.-М.:ВАКО, 2006