Pe baza teoriei acțiunii cu rază scurtă de acțiune, există un câmp electric în jurul fiecărei sarcini. Un câmp electric este un obiect material, există constant în spațiu și este capabil să acționeze asupra altor sarcini. Un câmp electric se propagă prin spațiu cu viteza luminii. O mărime fizică egală cu raportul dintre forța cu care câmpul electric acționează asupra unei sarcini de testare (o sarcină mică punctuală pozitivă care nu afectează configurația câmpului) și valoarea acestei sarcini se numește puterea câmpului electric. Folosind legea lui Coulomb este posibil să se obțină o formulă pentru intensitatea câmpului creat de sarcină q pe distanta r din sarcina 
. Intensitatea câmpului nu depinde de sarcina asupra căreia acţionează. Liniile de tensiune încep cu sarcini pozitive și se termină cu sarcini negative sau merg la infinit. Un câmp electric a cărui putere este aceeași pentru toți în orice punct al spațiului se numește câmp electric uniform. Câmpul dintre două plăci metalice paralele încărcate opus poate fi considerat aproximativ uniform. Cu distribuție uniformă a încărcăturii q peste suprafata zonei S densitatea de sarcină de suprafață este . Pentru un plan infinit cu densitatea de sarcină la suprafață s, intensitatea câmpului este aceeași în toate punctele din spațiu și este egală cu 
.Diferenta potentiala.
Când o sarcină este mișcată de un câmp electric pe o distanță, munca efectuată este egală cu 
. Ca și în cazul muncii gravitației, munca forței Coulomb nu depinde de traiectoria sarcinii. Când direcția vectorului de deplasare se schimbă cu 180 0, munca forțelor câmpului schimbă semnul invers. Astfel, munca efectuată de forțele câmpului electrostatic atunci când se deplasează o sarcină de-a lungul unui circuit închis este zero. Un câmp al cărui lucru de forțe de-a lungul unei căi închise este zero se numește câmp potențial.
Exact ca un corp de masă mîntr-un câmp gravitațional are energie potențială proporțională cu masa corpului, o sarcină electrică într-un câmp electrostatic are energie potențială Wp, proporțional cu taxa. Lucrul efectuat de forțele câmpului electrostatic este egal cu modificarea energiei potențiale a sarcinii, luată cu semnul opus. La un moment dat într-un câmp electrostatic, sarcini diferite pot avea energii potențiale diferite. Dar raportul dintre energia potențială și încărcarea pentru un punct dat este o valoare constantă. Această mărime fizică se numește potențial de câmp electric, din care energia potențială a unei sarcini este egală cu produsul dintre potențialul dintr-un punct dat și sarcina. Potenţialul este o mărime scalară, potenţialul mai multor câmpuri este egal cu suma potenţialelor acestor câmpuri. Măsura schimbării energiei în timpul interacțiunii corpurilor este munca. Atunci când se deplasează o sarcină, munca efectuată de forțele câmpului electrostatic este egală cu modificarea energiei cu semnul opus, așadar. Deoarece munca depinde de diferența de potențial și nu depinde de traiectoria dintre ele, atunci diferența de potențial poate fi considerată o caracteristică energetică a câmpului electrostatic. Dacă potențialul la o distanță infinită de sarcină este luat egal cu zero, atunci la distanță r din sarcina se determina prin formula
Conform legii lui Coulomb, forța de interacțiune dintre două corpuri punctuale încărcate staționare este proporțională cu produsul sarcinilor lor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Forța electrică de interacțiune între corpurile încărcate depinde de mărimea sarcinilor lor, de mărimea corpurilor, de distanța dintre ele și, de asemenea, de părțile corpului în care sunt situate aceste sarcini. Dacă dimensiunile corpurilor încărcate sunt semnificativ mai mici decât distanța dintre ele, atunci astfel de corpuri sunt numite corpuri punctiforme. Puterea interacțiunii dintre corpurile încărcate punctiforme depinde doar de mărimea sarcinilor lor și de distanța dintre ele.
Legea care descrie interacțiunea a două corpuri încărcate punctiforme a fost stabilită de fizicianul francez C. Coulomb când a măsurat forța de respingere dintre bile mici de metal încărcate similar (vezi Fig. 34a). Instalația Pandantivului a constat dintr-un fir elastic subțire de argint (1) și o tijă ușoară de sticlă suspendată pe acesta (2), la un capăt căruia era atașată o bilă metalică încărcată (3), iar la celălalt o contragreutate (4). Forța de repulsie dintre bila staționară (5) și bila 3 a dus la răsucirea firului la un anumit unghi, a, prin care a putut fi determinată mărimea acestei forțe. Aducând bilele 3 și 5 încărcate egal mai aproape și mai depărtate, Coulomb a stabilit că forța de respingere dintre ele este invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.
Pentru a stabili modul în care forța de interacțiune dintre bile depinde de mărimea sarcinilor lor, Coulomb a procedat după cum urmează. Mai întâi, a măsurat forța care acționează între bile încărcate identic 3 și 5, apoi a atins una dintre bile încărcate (3) cu o altă bilă neîncărcată de aceeași dimensiune (6). Coulomb credea pe bună dreptate că atunci când bile metalice identice intră în contact, sarcina electrică va fi distribuită egal între ele și, prin urmare, doar jumătate din sarcina sa inițială va rămâne pe bila 3. În același timp, după cum au arătat experimentele, forța de repulsie dintre bilele 3 și 5 a scăzut la jumătate față de cea inițială. Schimbând sarcinile bilelor într-un mod similar, Coulomb a stabilit că acestea interacționează cu o forță proporțională cu produsul sarcinilor lor.
Ca urmare a numeroaselor experimente, Coulomb a formulat o lege care determină modulul forței F 12 care acționează între două corpuri punctuale staționare cu sarcini q 1 și q 2 situate la o distanță r unul de celălalt:
unde k este un coeficient de proporționalitate, a cărui valoare depinde de sistemul de unități utilizat și care este adesea, din motive legate de istoria introducerii sistemelor de unități, înlocuit cu (4pe0)-1 (vezi 34.1). e0 se numește constantă electrică. Vectorul forță F 12 este direcționat de-a lungul liniei drepte care leagă corpurile, astfel încât corpurile încărcate opus să se atragă, iar corpurile încărcate similar se resping (Fig. 34b). Această lege (vezi 34.1) se numește legea lui Coulomb, iar forțele electrice corespunzătoare sunt numite forțe Coulomb. Legea lui Coulomb, și anume dependența forței de interacțiune de a doua putere a distanței dintre corpurile încărcate, este încă supusă verificării experimentale. S-a demonstrat acum că exponentul din legea lui Coulomb poate diferi de doi cu cel mult 6,10-16.
Unitatea SI a sarcinii electrice este coulombul (C). O sarcină de 1 C este egală cu sarcina care trece prin secțiunea transversală a unui conductor în 1 s la o putere de curent de 1 amper (A). În sistemul SI
k = 9,109 N.m2/Cl2 și e0 = 8,8,10-12 CI2/(N.m2) (34,2)
Sarcina electrică elementară, e, în SI este:
e = 1,6,10 -19 CI. (34,3)
În aparență, legea lui Coulomb este foarte asemănătoare cu legea gravitației universale (11.1), dacă în aceasta din urmă înlocuim mase cu sarcini. Cu toate acestea, în ciuda similitudinii externe, forțele gravitaționale și cele Coulomb diferă una de cealaltă prin aceea că
1. Forțele gravitaționale atrag întotdeauna corpuri, iar forțele Coulomb pot atrage și respinge corpuri,
2. Forțele Coulomb sunt mult mai puternice decât cele gravitaționale, de exemplu, forța Coulomb care respinge doi electroni unul de celălalt este de 1042 de ori mai mare decât forța atracției lor gravitaționale.
Întrebări de revizuire:
· Ce este un corp încărcat punctual?
· Descrieți experimentele prin care Coulomb a stabilit legea care îi poartă numele?
Orez. 34. (a) - diagramă a configurației experimentale a lui Coulomb pentru determinarea forțelor de respingere între sarcini similare; (b) – pentru a determina mărimea și direcția de acțiune a forțelor Coulomb folosind formula (34.1).
§ 35. CÂMPUL ELECTRIC. TENSIUNE. PRINCIPIUL SUPERPOZITĂRII CÂMPURILOR.
Legea lui Coulomb ne permite să calculăm forța de interacțiune dintre două sarcini, dar nu explică cum acționează o sarcină asupra alteia. După ce timp, de exemplu, una dintre acuzații „simte” că cealaltă acuzație a început să se apropie sau să se îndepărteze de ea? Încărcăturile sunt conectate în vreun fel? Pentru a răspunde la aceste întrebări, marii fizicieni englezi M. Faraday și J. Maxwell au introdus conceptul de câmp electric - un obiect material care există în jurul sarcinilor electrice. Astfel, sarcina q1 generează un câmp electric în jurul ei, iar o altă sarcină q2, odată ajunsă în acest câmp, experimentează acțiunea sarcinii q1 conform legii lui Coulomb (34.1). Mai mult, dacă poziția sarcinii q1 s-a schimbat, atunci modificarea câmpului ei electric se va produce treptat, și nu instantaneu, astfel încât la o distanță L de q1 modificările câmpului vor avea loc după un interval de timp L/c, unde c este viteza luminii, 3,108 m/s . Întârzierea modificărilor câmpului electric demonstrează că interacțiunea dintre sarcini este în concordanță cu teoria interacțiunii pe distanță scurtă. Această teorie explică orice interacțiune între corpuri, chiar și cele îndepărtate unele de altele, prin existența oricăror obiecte materiale sau procese între ele. Obiectul material care interacționează între corpurile încărcate este câmpul electric al acestora.
Pentru a caracteriza un anumit câmp electric, este suficient să măsurați forța care acționează asupra unei sarcini punctiforme în diferite regiuni ale acestui câmp. Experimentele și legea lui Coulomb (34.1) arată că forța care acționează asupra unei sarcini din câmp este proporțională cu mărimea acestei sarcini. Prin urmare, raportul dintre forța F care acționează asupra unei sarcini într-un punct dat al câmpului și mărimea acestei sarcini q nu mai depinde de q și este o caracteristică a câmpului electric, numită puterea sa, E:
Intensitatea câmpului electric, după cum rezultă din (35.1), este un vector a cărui direcție coincide cu direcția forței care acționează asupra sarcinii pozitive într-un punct dat al câmpului. Din legea lui Coulomb (34.1) rezultă că modulul intensității câmpului E al unei sarcini punctiforme q depinde de distanța r până la aceasta, după cum urmează:
Vectorii de tensiune în diferite puncte ale câmpului electric al sarcinilor pozitive și negative sunt prezentați în Fig. 35a.
Dacă câmpul electric este format din mai multe sarcini (q 1, q 2, q 3 etc.), atunci, după cum arată experiența, intensitatea E în orice punct al acestui câmp este egală cu suma intensităților E 1, E. 2, E 3 etc. câmpuri electrice create de sarcini q 1, q 2, q 3 etc., respectiv:
Acesta este principiul suprapunerii (sau suprapunerii) câmpurilor, care ne permite să determinăm intensitatea câmpului creat de mai multe sarcini (Fig. 35b).
Pentru a arăta cum se modifică intensitatea câmpului în diferitele sale zone, sunt trasate linii de forță - linii continue, tangentele la care în fiecare punct coincid cu vectorii de putere (Fig. 35c). Liniile de câmp nu se pot intersecta, deoarece în fiecare punct vectorul intensității câmpului are o direcție foarte specifică. Ele încep și se termină pe corpuri încărcate, lângă care crește modulul de tensiune și densitatea liniilor de câmp. Densitatea liniilor de câmp este proporțională cu modulul intensității câmpului electric.
Întrebări de revizuire:
· Ce este un câmp electric și cum este legat de teoria acțiunii cu rază scurtă de acțiune?
· Definiți puterea câmpului electric.
· Formularea principiului suprapunerii câmpului.
· Cu ce corespund liniile de câmp și care sunt proprietățile lor?
Orez. 35. (a) - vectori de intensitate în diferite puncte ale câmpului electric de sarcină pozitivă (de sus) și negativă (de jos); vectori de intensitate (b) și aceiași vectori împreună cu liniile de câmp (c) ale câmpului electric a două sarcini punctiforme de semne diferite.
§ 36. CONDUCTOARE ŞI DIELECTRICE ÎN CÂMP ELECTROSTATIC.
TIP DE LECȚIE: Lecție despre învățarea de materiale noi.
OBIECTIVELE LECȚIEI:
Educational:
1. Formați unul dintre conceptele de bază ale electrodinamicii - câmp electric.
2. Formează o idee a materiei în două forme: substanță și câmp.
3. Arată metode de detectare a câmpului electric.
Educational:
1. Dezvoltați abilitățile elevilor de a analiza, compara, identifica caracteristici semnificative și trage concluzii.
2. Dezvoltați gândirea abstractă și logică a elevilor.
Educatori:
1. Folosind exemplul luptei dintre teoriile acțiunii cu rază scurtă și cu rază lungă, arătați complexitatea procesului de cunoaștere.
2. Continuați să vă formați o viziune asupra lumii folosind exemplul cunoștințelor despre structura materiei.
3. Dezvoltați capacitatea de a vă dovedi și de a vă apăra punctul de vedere.
ECHIPAMENTE:
- proiector grafic;
- un dispozitiv pentru demonstrarea spectrelor de câmp electric;
- convertor de înaltă tensiune „Descărcare”;
- sursa actuala;
- fire de conectare;
- electrometru;
- blană, plexiglas;
- figuri de hârtie;
- o bucată de vată, sârmă;
- transformator;
- o tură de sârmă cu o lampă de 3,5 V.
Momentul didactic: luarea în considerare a cunoștințelor, abilităților, aptitudinilor.
Recepție: sondaj frontal.
Profesor: Amintiți-vă ce este o sarcină electrică.
Student: Sarcina electrică este proprietatea corpurilor de a desfășura interacțiune electromagnetică între ele cu forțe care scad odată cu creșterea distanței în același mod ca forțele gravitației universale, dar depășesc forțele gravitaționale de mai multe ori.
Profesor: Este posibil să spui: „A zburat o taxă gratuită”.
Student: Nu. O sarcină electrică este întotdeauna prezentă pe o particulă; nu există încărcări electrice gratuite.
Profesor: Ce tipuri de sarcini electrice cunoașteți și cum interacționează ele?
Student: În natură, există particule cu sarcini pozitive și negative. Două particule încărcate pozitiv sau două particule încărcate negativ se resping, în timp ce particulele încărcate pozitiv și negativ se atrag.
Profesor:Într-adevăr, acuzațiile sunt la fel ca în viața umană. Doi oameni energici, activi nu pot fi împreună mult timp, același lucru este respins. Energici și calmi se înțeleg bine, lucruri diferite se atrag.
Profesor:În electrostatică, cunoaștem legea lui Coulomb pentru interacțiunea sarcinilor. Notează și formulează această lege.
Student: F = k|q1| |q2| / rІ (scrie pe tablă, pronunță legea cu voce tare).
Forța de interacțiune între două corpuri încărcate staționare punctuale în vid este direct proporțională cu produsul modulelor de sarcină și invers proporțională cu pătratul distanțelor dintre ele. Dacă se mărește cel puțin o sarcină, forța de interacțiune va crește dacă se mărește distanța dintre sarcini, forța va scădea.
Momentul didactic: propedeutica învățării materialelor noi.
Recepţie: situație problematică.
Profesor: Bine, ne-am amintit principalele lucruri pe care le-am abordat. Te-ai întrebat vreodată cum acţionează o taxă asupra alteia?
Experiență: așez vată pe polul negativ al convertorului de înaltă tensiune. Acesta capătă semnul minus. O forță electrică acționează asupra lână de la polul pozitiv. Sub influența sa, vata sare la polul pozitiv, capătă un semn „plus” etc.
Profesor: Cum acționează o acuzare asupra altuia? Cum se desfășoară interacțiunile electrice? Legea lui Coulomb nu răspunde la asta. Problemă
...Să luăm o pauză de la interacțiunile electrice. Cum interacționați unul cu celălalt, cum, de exemplu, va atrage Anya atenția lui Katya?
Student: Pot să o iau de mână, să o împing, să arunc un bilet, să cer cuiva să o sune, să strig, să fluier.
Profesor: Toate acțiunile tale din punct de vedere al fizicii au ceva în comun: cine a observat această caracteristică comună?
Student: Interacțiunea se realizează prin legături intermediare (mâini, umeri, note) sau prin mediu (sunetul se propagă în aer).
Profesor: Care este concluzia?
Student: Pentru interacțiunea corpurilor este necesar un anumit proces fizic în spațiul dintre corpurile care interacționează.
Profesor: Deci, ne-am dat seama de interacțiunea dintre oameni. Cum interacționează sarcinile electrice? Care sunt legăturile intermediare, mediul care realizează interacțiuni electrice?
Moment didactic: învățarea de material nou.
Tehnici:
explicație bazată pe cunoștințele elevilor, elemente de argumentare, elemente de joc, prezentare a teoriei în versuri, experiment demonstrativ.
Profesor: A existat o lungă dezbatere în fizică despre acest lucru între susținătorii teoriilor acțiunii pe rază scurtă și cu rază lungă. Acum vom deveni susținători ai acestor teorii și vom încerca să argumentăm..
(Eu împart clasa și tabla în două jumătăți. În partea dreaptă a tablei scriu: „Teoria acțiunii cu rază scurtă de acțiune.” Aici este desenat și un puzzle de cuvinte încrucișate, Figura 1).
(În partea stângă a tablei scriu: „Teoria acțiunii la distanță lungă.” Aici este desenat un puzzle de cuvinte încrucișate, Figura 2).
Profesorul: Deci, partea dreaptă a clasei sunt susținători ai teoriei acțiunii la distanță scurtă. De acord?
Partea stângă este susținătorii teoriei acțiunii la distanță lungă. De acord?
(Mă mut în partea dreaptă a clasei).
Profesorul: Ei bine, să începem să ne certăm. Vă prezint esența teoriei acțiunii cu rază scurtă de acțiune și mă ajutați, să ghiciți cuvintele scrise pe tablă.
Suntem susținătorii acțiunii apropiate
Între corpuri trebuie să existe Miercuri.
Link-uri pentru comunicare, nu goliciunea.
Procesele din acel mediu se mișcă rapid,
Dar nu instantaneu. Viteza lor finit.
(Apoi repet din nou, fără pauză, rog pe toți susținătorii teoriei acțiunii de scurtă durată să pronunțe cuvintele evidențiate).
Profesor: Dați exemple care vă dovedesc teoria.
Student: 1.
Sunetul circulă prin aer sau alt mediu cu o viteză de 330 m/s.
2. Apăsați pedala de frână, presiunea lichidului de frână la viteza finală este transmisă plăcuțelor de frână.
(Mă trec în partea stângă a clasei)
Profesor: Susținătorii teoriei acțiunii pe distanță lungă. Vă prezint esența teoriei acțiunii pe distanță lungă și mă ajutați, să ghiciți cuvintele scrise pe tablă.
Suntem avocați pe termen lung
Afirmăm: pentru interacțiune
Am nevoie de unul goliciunea,
Și nu niște link-uri, miercuri.
Interacțiunea corpurilor este sigură
Se întâmplă în acel gol imediat.
(Apoi repet din nou, fără pauză, rog pe toți susținătorii teoriei acțiunii de lungă durată să pronunțe cuvintele evidențiate)
Profesor: Dați exemple care vă dovedesc teoria?
Student: 1. Apas pe intrerupator, lumina se aprinde instantaneu. 2. Electrizez tija împotriva burdufului, o aduc la electrometru, acul electrometrului se abate instantaneu (arată experienţă
cu un electrometru).
Profesor: Să notăm în caiet:
Teoria cu raza scurta:
- Interacțiunea electrică se realizează printr-un mediu, legături intermediare.
- Interacțiunea electrică este transmisă cu o viteză finită.
Teoria cu raza lungă:
- Interacțiunea electrică are loc prin gol.
- Interacțiunea electrică se transmite instantaneu.
Profesor: Ce ar trebui să fac? Cine are dreptate? Pentru a rezolva disputa avem nevoie de...?
Clasa: Idee.
Profesor: Da, o idee este un joc rar în pădurea cuvintelor. /V.Hugo/
Generatorul de idei a pus capăt disputei -
Omul de știință englez Michael Faraday.
Care a fost ideea lui Faraday? Deschide pagina 102 paragraful 38 pct. 1.
Îți voi acorda 3 minute pentru a înțelege ideea genială a lui Faraday. ( Clasa citește, profesorul schimbă poziția aparatelor).
Student: Conform ideii lui Faraday, sarcinile electrice nu acționează direct una asupra celeilalte. Fiecare dintre ele creează în spațiul înconjurător electric camp. Câmpul unei sarcini acționează asupra altei sarcini și invers. Pe măsură ce te îndepărtezi de încărcare, câmpul slăbește.
Profesorul: Deci cine are dreptate: susținătorii teoriilor acțiunii pe rază lungă sau acțiunii pe rază scurtă?
Student: Susținătorii teoriei acțiunii cu rază scurtă de acțiune.
Profesor: Care este veriga intermediară care realizează interacțiunea electrică?
Student: Câmp electric.
Profesor: Deci, de ce o vată încărcată interacționează cu o minge încărcată la distanță, amintiți-vă experimentul?
Student: Câmpul electric al unei mingi încărcate acționează asupra vatei.
Profesor: Câmp electric... Este ușor de spus, dar greu de imaginat. Simțurile noastre nu sunt capabile să vadă sau să înregistreze acest câmp. Deci, ce este un câmp electric? (Formularea punctelor 1) – 4) creăm împreună, elevii notează într-un caiet).
Câmp electric: ( scriind într-un caiet). Comentarii verbale de la profesor sau elevi.
| 1). Un tip de materie care există în spațiu în apropierea corpurilor încărcate. | 1) Materia poate exista sub două forme: substanță și câmp. Percepem substanța direct cu simțurile noastre, câmpul indirect, prin ceva. |
| 2). Domeniul este material și există independent de noi. | 2) (a) Undele radio sunt câmpuri electromagnetice. Se propagă în spațiu chiar și atunci când sursa lor (de exemplu, o stație de radio) nu funcționează. (b) Un cuptor cu microunde încălzește alimente folosind energia unui câmp electric. Aceasta înseamnă că câmpul electric există. Este material, pentru că are energie. |
| 3). Câmpul electric se propagă cu o viteză finală c = 3* 10 8 m/s. | 3) Acest lucru a fost acum dovedit: atunci când controlează roverul lunar de pe Pământ, ei iau în considerare faptul că semnalul radio călătorește pe Lună în 1,3 secunde; Când controlează o stație de pe Venus, aceștia iau în considerare faptul că câmpul electric parcurge 3,5 minute pentru a ajunge la el. |
| 4). Principala proprietate a câmpului electric este efectul său asupra electricității incarca cu ceva forta. | 4) Experienţă: câmpul electric al plăcii de plexiglas acționează cu forță asupra figurilor de hârtie, determinându-le să se miște și să „daneze”. |
Profesor: Ți-ar plăcea să „vezi” câmpul electric?
Acest lucru este imposibil cu simțurile noastre. Particulele mici (griș) turnate în uleiul de mașină și plasate într-un câmp electric puternic ne vor ajuta.
Experienţă. (Dispozitivul este folosit pentru a demonstra spectrele câmpurilor electrice).
Iau o cuvă cu ulei și gris, o amestec pe un proiector grafic și aplic tensiune de la „Descărcare” la electrozi. Pe electrozi au apărut încărcături opuse. Ce vedem, cum putem explica?
Student: Există un câmp electric în jurul electrozilor boabele de gris s-au electrificat și, sub influența câmpului, au început să fie localizate de-a lungul unor linii, deoarece; câmpul acţionează asupra boabelor cu forţă.
Profesor: Boabele se aliniază linii de înaltă tensiune câmp electric, reflectorizant „poza” lui. Acolo unde liniile sunt mai dense, câmpul este mai puternic, iar acolo unde liniile sunt mai dense, câmpul este mai slab. Liniile se întind unele spre altele, ceea ce înseamnă că câmpurile au nume diferite.
Câmpul celor două plăci este diferit. Liniile de câmp sunt paralele. Un astfel de câmp este același în toate punctele și se numește omogen.
Voi pune un inel de metal în câmpul de două plăci”, în interiorul inelului boabele nu se rearanjează. Ce înseamnă asta?
Student: Nu există câmp electric în interiorul inelului metalic.
Punct didactic: generalizare; scurtă prezentare a cunoștințelor.
Tehnici: sondaj rapid folosind carduri de semnal; experiență de presupuneri.
Învățătorul: Deci ce am învățat astăzi, ce ne rămâne în cap? Sa verificam. Pe mesele tale sunt 5 cărți de culori diferite. Pun o întrebare, ridici cardul pe care, din punctul tău de vedere, răspunsul corect: partea colorată este spre mine, textul către tine. După culoare îmi pot da seama rapid cine a învățat ce. (Profesorul înregistrează rezultatul sondajului expres).
Sondaj expres.
Întrebarea 1. Esența teoriei este aproape de acțiune? (Card rosu).
Întrebarea 2. Esența teoriei acțiunii pe distanță lungă? (Cartonal albastru).
Întrebarea 3. Esența ideii lui Faraday? (Cartonaș verde).
Întrebarea 4. Ce este un câmp electric? (Cartonașul alb).
(Cea de-a cincea carte (portocaliu) nu corespunde niciunei dintre întrebări.)
Textele cardurilor.
- Cartonaș roșu: corpurile interacționează prin legături intermediare cu cea finală
viteză. - Cartea albastră: corpurile interacționează instantaneu prin vid.
- Cartea verde: interacțiunea electrică are loc din cauza
câmp electric. - Cartelă albă: un tip de materie care există în spațiu lângă corpurile încărcate. Câmpul, independent de noi, se propagă cu o viteză finită și acționează cu o oarecare forță asupra sarcinii.
Rezultat: profesorul spune câți oameni din clasă au răspuns corect la întrebări și numește culorile corecte ale cartonașelor. Bine făcut!
Profesorul: Și acum - experimentul este pe drum.
Experiență: Conectez un transformator la rețea. Sarcinile se mișcă în înfășurările sale, în jurul cărora, după cum știți, se creează un câmp electric. Fac o tură de sârmă și o lampă. Bobina nu este conectată la rețea. O aduc la transformator. De ce luminează lampa, pentru că nu este conectată la rețeaua electrică?
Student: Există un câmp electric în jurul înfășurărilor transformatorului, care acționează asupra sarcinilor din bobină cu o forță, pune sarcinile în mișcare, curentul trece prin lampă, iar lampa luminează. Terenul este material. Câmpul electric există!
Momentul didactic: temele.
Recepţie: scrierea paragrafelor într-un jurnal de la tablă.
§37, întrebări p. 102, §38, întrebări p. 104. (Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Manual pentru instituțiile de învățământ de clasa a X-a. - Ed. a VIII-a - M.: Prosv., 2000).
ETAPA VI
Moment didactic: rezumat.
Tehnica: luarea în considerare a răspunsurilor corecte ale elevilor în timpul lecției cu generalizarea ulterioară; notare.
Un câmp electric, conform conceptelor fizice elementare, nu este altceva decât un tip special de mediu material care ia naștere în jurul corpurilor încărcate și influențează organizarea interacțiunii dintre astfel de corpuri la o anumită viteză finită și într-un spațiu strict limitat.
S-a dovedit de mult că un câmp electric poate apărea atât în corpurile staționare, cât și în cele în mișcare. Principalul indiciu al prezenței sale este efectul său asupra
Unul dintre principalele cantitative este conceptul de „intensitatea câmpului”. În termeni numerici, acest termen înseamnă raportul dintre forța care acționează direct asupra unei sarcini de testare și expresia cantitativă a acestei sarcini.
Faptul că taxa este testată înseamnă că ea însăși nu participă la crearea acestui câmp, iar valoarea sa este atât de mică încât nu duce la nicio distorsiune a datelor originale. Intensitatea câmpului este măsurată în V/m, care este în mod convențional egal cu N/C.
Celebrul cercetător englez M. Faraday a introdus în uz științific metoda reprezentării grafice a câmpului electric. În opinia sa, acest tip special de materie ar trebui să fie reprezentat în desen ca linii continue. Ulterior, ele au devenit cunoscute ca „linii de intensitate a câmpului electric”, iar direcția lor, bazată pe legile fizice de bază, coincide cu direcția intensității.
Liniile de forță sunt necesare pentru a arăta astfel de caracteristici calitative ale tensiunii, cum ar fi grosimea sau densitatea. În acest caz, densitatea liniilor de tensiune depinde de numărul lor pe unitate de suprafață. Imaginea creată a liniilor de câmp vă permite să determinați expresia cantitativă a intensității câmpului în secțiunile sale individuale, precum și să aflați cum se modifică.
Câmpul electric al dielectricilor are proprietăți destul de interesante. După cum se știe, dielectricii sunt substanțe în care practic nu există particule încărcate libere, prin urmare, nu sunt capabile să conducă astfel de substanțe, în primul rând, toate gazele, ceramica, porțelanul, apa distilată, mica , etc.
Pentru a determina intensitatea câmpului într-un dielectric, un câmp electric trebuie să fie trecut prin el. Sub influența sa, sarcinile legate în dielectric încep să se deplaseze, dar nu sunt capabile să părăsească limitele moleculelor lor. Deplasarea direcțională implică faptul că cele încărcate pozitiv sunt deplasate de-a lungul direcției câmpului electric, iar cele încărcate negativ - împotriva. Ca urmare a acestor manipulări, în interiorul dielectricului apare un nou câmp electric, a cărui direcție este direct opusă celei externe. Acest câmp intern îl slăbește vizibil pe cel extern, prin urmare, tensiunea acestuia din urmă scade.
Intensitatea câmpului este cea mai importantă caracteristică cantitativă a sa, care este direct proporțională cu forța cu care acest tip special de materie acționează asupra unei sarcini electrice externe. În ciuda faptului că este imposibil să vedeți această valoare, cu ajutorul unui desen al liniilor de tensiune de câmp vă puteți face o idee despre densitatea și direcția acesteia în spațiu.
Actiunea unor corpuri incarcate asupra altor corpuri incarcate se realizeaza fara contactul lor direct, printr-un camp electric.
Câmpul electric este material. Ea există independent de noi și de cunoștințele noastre despre el.
Un câmp electric este creat de sarcini electrice și este detectat de sarcini electrice prin acțiunea unei anumite forțe asupra acestora.
Câmpul electric se propagă la o viteză terminală de 300.000 km/s în vid.
Întrucât una dintre principalele proprietăți ale câmpului electric este efectul acestuia asupra particulelor încărcate cu o anumită forță, pentru a introduce caracteristicile cantitative ale câmpului este necesar să se plaseze un corp mic cu o sarcină q (sarcină de test) în punctul din spațiu fiind studiat. O forță va acționa asupra acestui corp din câmp
|
|
|
Dacă modificați dimensiunea încărcăturii de testare, de exemplu, cu un factor de doi, forța care acționează asupra acesteia se va modifica, de asemenea, cu un factor de doi.
Când valoarea sarcinii de testare se modifică cu un factor de n, forța care acționează asupra sarcinii se modifică și cu un factor de n.
Raportul dintre forța care acționează asupra unei sarcini de testare plasată într-un punct dat al câmpului și mărimea acestei sarcini este o valoare constantă și nu depinde nici de această forță, nici de mărimea sarcinii, nici de faptul dacă există orice taxă. Acest raport este notat cu o literă și este luat ca forță caracteristică câmpului electric. Se numește mărimea fizică corespunzătoare intensitatea câmpului electric .
Tensiunea arată cât de multă forță este exercitată de câmpul electric asupra unei unități de sarcină plasată într-un anumit punct al câmpului.
Pentru a găsi unitatea de tensiune, trebuie să înlocuiți unitățile de forță - 1 N și încărcare - 1 C în ecuația definitorie a tensiunii. Se obține: [ E ] = 1 N / 1 Cl = 1 N / Cl.
Pentru claritate, câmpurile electrice din desene sunt reprezentate folosind linii de câmp.
|
|
|
|
|
Un câmp electric poate lucra pentru a muta o sarcină dintr-un punct în altul. Prin urmare, o sarcină plasată într-un punct dat din câmp are o rezervă de energie potenţială.
Caracteristicile energetice ale câmpului pot fi introduse în mod similar cu introducerea caracteristicii forței.
Când dimensiunea sarcinii de testare se modifică, nu numai forța care acționează asupra acesteia se modifică, ci și energia potențială a acestei sarcini. Raportul dintre energia sarcinii de testare situată într-un punct dat din câmp și valoarea acestei sarcini este o valoare constantă și nu depinde nici de energie, nici de sarcină.
Pentru a obține o unitate de potențial, este necesar să înlocuiți unitățile de energie - 1 J și încărcare - 1 C în ecuația definitorie a potențialului. Se obține: [φ] = 1 J / 1 C = 1 V.
Această unitate are propriul nume: 1 volt.
Potențialul de câmp al unei sarcini punctuale este direct proporțional cu mărimea sarcinii care creează câmpul și invers proporțional cu distanța de la sarcină la un punct dat din câmp:
|
|
|
Câmpurile electrice din desene pot fi reprezentate și folosind suprafețe de potențial egal, numite suprafete echipotentiale .
Când o sarcină electrică se deplasează dintr-un punct cu un potențial într-un punct cu alt potențial, se lucrează.
Se numește o mărime fizică egală cu raportul dintre munca efectuată pentru a muta o sarcină dintr-un punct în altul al câmpului și valoarea acestei sarcini. tensiune electrică :
Tensiunea arată cât de mult lucrează un câmp electric atunci când se deplasează o sarcină de 1 C dintr-un punct al câmpului în altul.
Unitatea de tensiune, precum și potențialul, este 1 V.
Tensiunea dintre două puncte de câmp situate la o distanță d unul de celălalt este legată de intensitatea câmpului: 
|
|
|
Într-un câmp electric uniform, munca de mutare a unei sarcini dintr-un punct al câmpului în altul nu depinde de forma traiectoriei și este determinată doar de mărimea sarcinii și de diferența de potențial dintre punctele câmpului.
