Урок "Применение закона Кулона" для 10 класса

УЭ

Учебный материал с указанием цели и заданий

Комментарий для обучающихся

УЭ0

Входной контроль.

Цель: проверка знаний по теме «Электризация, электрический заряд и его свойства».

Задание выполнить в рабочих тетрадях. Каждый ученик выполняет свой вариант. Например, Антошкина А. стоит первой в журнале. Значит, она выполняет вариант 1.

Работа по вариантам (смотри после таблицы). Фотографируем и отправляем либо через сетевой город (если возможно), либо по e-mail: [email protected]

УЭ1

Цель: применение закона сохранения электрического заряда и закона Кулона при решении задач разного уровня сложности.

При решении задач по данной тематике используются формулы:

q₁ + q₂ + … + q_n = const

F = k , k = 9 10⁹ – постоянная Кулона, ɛ - диэлектрическая проницаемость вещества.

Примеры.

№1

Одинаковые металлические шарики, заряженные зарядами q и 4q, находятся на расстоянии r друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние их следует снова развести, чтобы сила взаимодействия между ними осталась прежней?

Дано: q₁ = q Решение.

q₂ = 4q Когда шарики привели в соприкосновение, заряды на них перераспределились и разделились поровну, т.е.

r₁ = r = . Применим закон сохранения электрического заряда: q₁ + q₂ = 2 . Отсюда находим: = .

Найти: r₂. По условию задачи: F₁ = F₂, т.е. k = k . Подставляя выражения для зарядов, получаем: k = k .

После сокращений, получаем: r₂ = 1,25r.

Ответ: r₂ = 1,25r.

№2 (решить самостоятельно в рабочей тетради).

Два заряженных тела с зарядами –10 нКл и 16 нКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Заряды приводят в соприкосновение. На какое расстояние их надо развести, чтобы сила взаимодействия между ними удвоилась.

№3

Заряды 40 нКл и –10 нКл расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Какой надо взять третий заряд и где его следует поместить, чтобы равнодействующая сил, действующих на него со стороны двух других зарядов, была бы равна нулю?

Дано: q₁ = 40 нКл Решение. F₂ F₁

q₂ = –10 нКл Сделаем чертёж

r = 10 см q₁ q₂ q₃

Н айти: х, q₃.

r x

Так как заряды q₁ и q₂ разноимённые и |q₁| |q₂|, то третий заряд на расположить следует расположить за вторым на расстоянии х от него (смотри рисунок). Расставим силы, действующие на третий заряд со стороны первых двух. По условию задачи: F₁ = F₂ или k = k . После сокращений и преобразований дробей получаем: = . Извлекаем квадратный корень из обеих частей равенства и выражаем расстояние х: х = = 10 см. Заряд q₂ брали по модулю. В силу симметричного расположения зарядов q₁ и q₃ по отношению к заряду q₂ находим, что q₃ = 40 нКл.

Учебник: §86.

Записать в рабочую тетрадь.

Решить в рабочей тетради.

№4 (решить самостоятельно в рабочей тетради).

Заряды 90 нКл и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Какой надо взять третий заряд и где его следует поместить, чтобы равнодействующая сил, действующих на него со стороны двух других зарядов, была бы равна нулю?

№5

Два заряда по 25 нКл каждый, расположенные на расстоянии 24 см друг от друга, образуют электростатическое поле. С какой силой это поле действует на заряд 2 нКл, помещённый в точку, удалённую на 15 см от каждого из зарядов, если заряды, образующие поле, одноимённые?

Д ано: q₁ = 25 нКл Решение. q₁ r q₂

q₂ = 25 нКл Сделаем чертёж

q₃ = 2 нКл α/2

r = 24 см

х = 15 см x x

Н айти: F.

q₃

F₂ α F₁

F

Из анализа условия задачи делаем вывод, что заряды расположены в вершинах равнобедренного треугольника (смотри рисунок). Расставим силы, действующие на заряд q₃ и найдём их равнодействующую по правилу параллелограмма. Расставим заряды и расстояния на рисунке. Так как q₁ = q₂, то |F₁| = |F₂|. Для определения модуля равнодействующей силы, действующей на третий заряд со стороны первых двух, воспользуемся теоремой косинусов: |F| = = F₁ . По закону Кулона находим силу F₁: F₁ = k = 20 мкН. Из тригонометрии находим: 1 – cos = 2sin² .Тогда получаем формулу: |F| = 2F₁ sin . Воспользуемся теоремой косинусов и найдём cos = = 0,8. Тогда sin = 0,6. Вычисляем искомую силу: |F| = 24 мкН.

Ответ: 24 мкН.

№6 (решить самостоятельно в рабочей тетради).

Два заряда по 25 нКл каждый, расположенные на расстоянии 24 см друг от друга, образуют электростатическое поле. С какой силой это поле действует на заряд 2 нКл, помещённый в точку, удалённую на 15 см от каждого из зарядов, если заряды, образующие поле, разноимённые?

Решить в рабочей тетради.

Решить в рабочей тетради.

УЭ2

ДЗ: §86 (внимательно изучить материал, примеры решённых задач); ЗСР (№№3-5). Кто планирует сдавать ЕГЭ выполнить ещё задание ЕГЭ (стр.289).

Выполнить в рабочих тетрадях, сфотографировать и выслать на проверку не позднее 15.04.2020 до 15.00 либо через сетевой город (если возможно), либо по e-mail: [email protected]