10кл_Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции

Тема урока: Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции

Цели урока:

1. Образовательные- сформировать понятия «электрическое поле», «напряженность», способствовать усвоению принципа суперпозиции для расчета результирующих полей, развитию умений работать с векторными величинами (напряженность, сила), применять знания для решения расчетных задач;

2. Развивающие –  развитие таких мыслительных операций как анализ, сопоставление, сравнение, умение выделять главное, существенное в изучаемом материале. Развивать логически излагать свои мысли; развивать эмоции учащихся, создавая на уроке ситуации занимательности; формировать потребность в дополнительном, после учебном познавательном труде; способствовать обогащению словарного запаса, прививать культуру умственного труда;

3. Воспитательные – приучать детей к аккуратному ведению записей в тетради, к доброжелательному общению, взаимопомощи, к самоконтролю; воспитывать чувство сопереживания за товарищей, формировать познавательный интерес к физике.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование:

План урока

1. Организационный момент

2. Актуализация опорных знаний.

3. Освоение нового материала.

4. Закрепление и первичная проверка материала

5. Домашнее задание

Ход урока

1. Этап начальной организации урока.

Задача: подготовить учащихся к работе на уроке.

Содержание: взаимное приветствие учителя и учащихся, определить отсутствующих, проверить готовность учащихся к уроку, организовать внимание учащихся, проверить готовность оборудования.

2. Актуализация опорных знаний.

Задача: повторение изученного ранее материала.

Слайд 1-6 Повторение (8 класс):

1. Вокруг любого заряженного тела или частицы существует электрическое поле. Электрическое поле, созданное неподвижными зарядами, называется электростатическим.

2. Основное свойство электрического поля - его действие некоторой силой на внесенный в него заряд.

3. Сила, с которой поле действует на внесенный в него заряд, называют электрической или кулоновской силой.

4. Заряженные тела и частицы (заряды) взаимодействуют друг с другом на расстоянии посредством создаваемых ими электрических полей.

5. Закон Кулона позволяет рассчитать силы, с которыми взаимодействуют неподвижные заряды.

6. Взаимодействия передаются не мгновенно, а с конечной скоростью 3*10⁸ м/с;

7. По мере удаления от источника эл. поле ослабевает.

Слайд 7 Сегодня вы узнаете

• что такое электростатическое поле, как оно себя проявляет;

• что называется напряженностью электростатического поля, в каких единицах она измеряется;

• что такое пробный заряд и каковы его свойства;

• в чем заключается принцип суперпозиции электрических полей.

Слайд 8 Запишем тему урока «Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции».

3. Этап изучения нового материала.

Задача: сформировать понятия «электрическое поле», «напряженность», способствовать усвоению принципа суперпозиции для расчета результирующих полей, развитию умений работать с векторными величинами (напряженность, сила), применять знания для решения расчетных задач;

Содержание

Слайд 9 Выдающийся английский учёный Майкл Фарадей (1791–1867) обобщил результаты своих 20-летних исследований и ввёл в физику понятие «поле». Он рассматривал поле как материальную среду, которая является посредником при любых взаимодействиях удалённых друг от друга тел.

Слайд 10 П оскольку существование поля можно доказать только его конкретным действием, то чтобы исследовать эл.ст. поле, создаваемое зарядом Q, в него необходимо поместить заряд q₀, называемый пробным зарядом.

Это позволит рассчитать модуль и направление силы, действующей на заряд q₀ в любой точке поля.

Пробный заряд:

1) |q₀|модуль пробного заряда настолько маленький, что его собственное поле не влияет существенное на исследуемое поле).

2) точечный (чтобы можно было исследовать поле в малых областях пространства);

3) неподвижный;

4) положительный;

Вывод: охарактеризовать электростатическое поле, создаваемое любым заряженным тело, означает указать модуль и направление силы, действующей на пробный заряд q₀ в любой точке.

Слайд 11 П усть электростатическое поле создано в вакууме точечным положительным зарядом, т.е. Q0. Если в это поле на некотором расстоянии r поместить пробный положительный заряд q₀ 0, то на него, согласно закону Кулона, будет действовать кулоновская сила отталкивания, модуль которой

Какая физическая величина является характеристикой электростатического поля?

Для изучения свойств электростатического поля удобно использовать такую его характеристику, которая не зависит от числового значения пробного заряда и позволяет определить силу, действующую на заряд со стороны поля в любой его точке.

Сила F не может служить характеристикой поля, так как её модуль пропорционален значению пробного заряда q₀.

Н апример, для гравитационного поля такой характеристикой, не зависящей от массы тела, является ускорение свободного падения:

Разделим левую и правую часть уравнения на q₀ и получим величину, которая может служить характеристикой поля, т.к. не зависит от значения пробного заряда.

Напряженность поля - величина, характеризующая эл.поле в точке и численно равная отношению силы, с которой поле действует на пробный заряд, помещенный в эту точку, к значению этого заряда.

Зная напряженность электростатического поля, можно определить силу, действующую на любой точечный заряд в любое точке этого поля

Не путайте с напряжением! Напряжение тоже характеризует электрическое

поле, но не в точке.

[ Е ] = 1 Н/Кл = 1 В/м

С учетом закона Кулона модуль напряженности электростатического поля в вакууме, созданного точечным зарядом Q, в точке, находящейся на расстоянии r от него найдем по формуле:

r – расстояние от заряда, который создает поле до точки, в которой определяют поле

Вывод: модуль напряженности поля, создаваемого в вакууме точечным зарядом, прямо пропорционален модулю этого заряда и обратно пропорционален квадрату расстояния между зарядом и точкой, в которой определяют значение напряженности.

Слайд 12 Важно!

Если заряд Q находится в однородной среде с диэлектрической проницаемостью , то модуль напряженности поля

Слайд 13 Напряженность:

1) величина векторная, направлена так же, как и сила, действующая на заряд: вдоль прямой, соединяющей эту точку и точечный заряд, создающий поле.

3 ) Напряженность поля, созданного точечным положительным зарядом Q0, направлена от заряда, а напряженность поля, созданного точечным отрицательным зарядом Q

Слайд 14-15

Решение:

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Принцип суперпозиции электрических полей

Е сли пробный заряд q₀ находится в некоторой точке электростатического поля созданного не одним, а несколькими точечными зарядами, то результирующая сила, действующая на пробный заряд, равна векторной сумме сил, действующих со стороны электростатических полей этих точечных зарядов:

Т огда и напряженность результирующего поля в этой точке будет равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из точечных зарядов системы в отдельности (принцип суперпозиции полей):

Рассмотрим принцип суперпозиции на двух примерах.

Слайд 19-20

От теории к практике Определите в точках А и В напряженность электростатического поля, созданного двумя точечными зарядами Q₁ и Q₂, если |Q₁|=|Q₂|, Q₁Q₂0.

Пример 1: Пример 2:

Слайд 20-21

Решение:

1. Первичное закрепление нового материала и домашнее задание.

1. Какие факты подтверждают существование электрического поля?

2. Какое поле называют электростатическим?

3. Какую силу называют кулоновской силой?

4. Для чего используют пробный заряд и каковы его особенности?

5. Что называют напряженностью эл.поля?

6. Как рассчитать напряженность эл.поля точечного заряда в некоторой точке этого поля?

7. Как определить силу, действующую со стороня эл.поля, на внесенный в него точечный заряд?

8 . Пробный заряд помещают в разные точки эл.поля, созданного зарядом Q(рис.) В каких точках модуль напряженности поля максимален? Минимален? В каких точках он одинаков?

9. Как направлена напряженность поля, созданного точечным зарядом QQ0?

10. В чем заключается принцип суперпозиции электростатических полей?

Решение задач: упр. 14