Электр талаасынын чыңалышы

Сабактын темасы: Электр талаасынын чыңалышы

Сабактын максаты: 

Электр талаасы, электр талаасынын чыңалышынын формуласын жана чен бирдигин түшүнө алышат;

Электр талаасынын суперпозиция принцибин түшүндүрүп бере алышат;

Электр талаасынын чыңалышын пайдаланып мисал иштей алышат;

Өзүн сыйлай билип, өз күчүнө жана чыгармачылык мүмкүнчүлүгүнө ишенип, башкалардын да мындай өзгөчөлүгүн таанып, алар менен баарлаша билүүгө тарбияланышат;

Баалоо үчүн критерийлер:

Электр талаасы, электр талаасынын чыңалышынын формуласын жана чен бирдигин түшүнө алышса;

Электр талаасынын суперпозиция принцибин түшүндүрүп бере алышса;

Электр талаасынын чыңалышын пайдаланып мисал иштей алышса;

Өзүн сыйлай билип, өз күчүнө жана чыгармачылык мүмкүнчүлүгүнө ишенип, башкалардын да мындай өзгөчөлүгүн таанып, алар менен баарлаша билүүгө тарбияланышса;

Сабакка активдүү катышса;

Топтордо иштей алса;

1.Уюштуруу: Окутуучу классты уюштуруп, жагымдуу жагдай түзөт.

                       Оо акылман айткым келди сөз жайын,

                       Окуу билим пайдасынан баштайын.

                       Ким окуса алдыдагы шам чырак,

                       Билим алсаң маңдай ачык жаркырап.

-деп улуу ойчул,философ Жусуп Баласагын бабабыз айткандай баарыбыз билим алып келечекте мыкты кесиптин ээси болушубуз керек жана биз бири – бирибизге жылмаюу тартуулап бүгүнкү күндө илим менен техниканын өнүгүшүнө салым кошкон физика сабагыбызды баштайбыз.

 Физика сабагы эмнени үйрөтөт?

(студенттер өздөрүнүн физика сабагынан алган билимдерине таянып өз жоопторун айтышат)

Кайталоо үчүн жана жаңы темага өбөлгө түзүүчү суроолор:

1. Электро-динамика эмнени окутат?

Жооп: Бул материянын өзгөчө түрү, заряддалган нерселердин же бөлүкчөлөрдүн өзара байланыштары иш жүзүнө ашырылуучу электр-магниттик талаанын касиеттери жана законченемдүүлүктөрү жөнүндөгү илим.

2. Электро-динамиканын өнүгүшүндө биринчи илимий изилдөөлөрдү жүргүзгөн окумуштуулар кимдер?

Жооп:Англиялык окумуштуусу Джеймс Клерк Максвелл, Гюйгенс, кийин аны практикада кеңири пайдаланып, радио берүү – кабыл алууну ишке ашырган орус окумуштуусу Александр Степанович Попов жана башка көптөгөн окумуштуулар салым кошкон. 

3. Нерсе электирленди, же заряддалды дегенди кандай түшүнөсүң? Жооп:Эгер бир нерсеге сүрүлгөн нерсе кагаздын майда бөлүкчөлөрүн өзүнө тартса, анда ал электирленген болот.

4. Бизди бул жооп канаттандырбай калды, дагы башка жол менен түшундүрүүгө болобу? Жооп: Ага жооп берүү үчүн биз нерсенин эң майда бөлүкчөсү болгон атомдун түзүлүшүнөн баштайбыз. Атом оң заряддалган ядродон- протондордон турат, аны терс заряддалган электрондор айланып жүрөт. Эгер атомдогу электрондор протондордун санына барабар болсо, анда нерсе электр жагынан нейтралдуу, б.а. зарядка ээ эмес. Ал эми кандайдыр бир себептер менен ошол тең салмактуулук бузулса, анда нерсе заряддалган деп эсептейбиз.

Мисалы: сүрүүдө бир нерседен экинчи нерсеге заряддалган бөлүкчө (көбүнчө электрондор) өтөт. Кайсы нерсеге электрон көбүрөөк өтсө ал терс, ал эми электрону жетпей калганы оң заряддалат дейбиз.

5. Элементардык заряд деп эмнени айтабыз?

Жооп: протондор жана электрондор элементардык заряддар деп аталышат.

6. Электр заряддын сакталуу закону кандай айтылат?

Жооп: Туюк системада бардык бөлүкчөлөрдүн заряддарынын алгебралык суммасы өзгөрүүсүз калат. Эгер бөлүкчөлөрдүн заряддарын q1,q2,q3 десек, 

q1+q2+q3+...+qn=const. - Заряддын сакталуу законунун математикалык                                 

                                             туюнтмасы

7. Кулон законунун эрежесин айтып бергиле?

Жооп: Заряддалган эки кыймылсыз нерсенин вакуумдагы өз ара аракеттешүү күчү, алардын заряддарынын модулдарынын көбөйтүндүсүнө түз пропорциялаш, ал эми алардын ортосундагы аралыктын квадратына тескери пропорциялаш жана эки нерсени бириктирүүчү түз сызыкты бойлото багытталган.

8. Кулон законунун эрежесинин математикалык түрдө жазылышын айтып бергиле?

Жооп: F= kq1q2r2

Жаңы тема: Демек, биз өтүлгөн теманы толугу менен кайталап алдык. Эми жаңы темага киришели. Биз мурунку темадан нерсенин зарядка ээ же ээ эмес экендигин билдик. Сүрүлгөн нерсени кагаздын майда бөлүктөрүнө жакындатып же крандан агып жаткан суунун ичке агымына жакындатып тийгизбестен, жөн гана жакындаткан кезде алардын аракетин байкарыбызды көптөгөн тажрыйбалар далилдейт.

     Мунун себеби эмнеде? Себептерин англиялык окумуштуулар Майкл Фарадей, кийин Джеймс Клерк Максвелл ж.б. табышып, төмөнкүдөй болжоолдорго келишкен: заряддалган ар кандай нерсенин айланасында электр талаасы түзүлөт.

Талаанын негизги касиети ал заряддалган нерсе - башка нерселерге кандайдыр бир күч менен аракет этет.

Фарадейдин идеясы боюнча электр заряддары бири-бири менен түздөн-түз аракеттенишет. Алардын ар бири айланасындагы мейкиндикте электр талаасын түзүшөт.Бир заряддын талаасы экинчи зарядка жана тескерисинче аракет этишет.

Бул аракеттин таралуу ылдамдыгы абдан чоң. Ал эми Максвелл бул электр-магниттик аракеттин таралуу ылдамдыгы жарыктын боштуктагы таралуу ылдамдыгы жарыктын боштуктагы таралуу ылдамдыгындай, б.а. 300 000 кмс экендигин тапкан. Ошентип, электр талаасы эмне деген суроого түздөн-түз жооп берүү кыйын болсо дагы ага төмөнкүдөй жооп табылган.

Биринчиден, электр талаасы заряддалган ар кандай нерсенин айланасында пайда болот;

Экинчиден, электр талаасы заряддалган башка нерсеге жасаган аракети (күчү) менен байкалат;

Үчүнчүдөн, ал Ньютондун механика закондоруна баш ийбеген бир топ касиеттерге ээ.

   Бир сөз менен айтканда, ал материя, материалдык чөйрө, материянын өзгөчө формасы-талаа формасы болуп эсептелинет. 

                                        зат

         Материя эки формада.

                                        талаа

Зат формасы-биздин сезүү органдарыбыз аркылуу түздөн-түз сезилет,көрүнөт, кармалат, даамы жана жыты болот. Ал эми электр талаасы түздөн – түз сезүү органдарыбыз аркылуу сезилбейт, бирок, кыйыр тажырыйбалар аркылуу (электрометр, элетрокоп ж.б. менен) бар экенин билебиз. Ошондуктан ал материянын өзгөчө – талаа формасы болуп эсептелет. 

   Талаанын негизги касиети ал заряддалган нерсе - башка нерселерге кандайдыр бир күч менен аракет этет.

    Эгер талаа кандайдыр бир q1 заряддан q

түзүлсө, ошол талаага q зарядын алып келсе, F

анда талаа ага F күчү менен таасир этет. q1

Ошол күчтүн зарядка болгон катышы электр талаасынын чыңалышы деп аталат.

E=Fq - Электр талаасынын чекиттик зарядка аракет эткен күчүнүн ошол 

                      зарядка болгон катышына барабар болгон чоңдук талаанын чыңалышы деп аталат. 1Н/Кл 

  Электр талаасынын чыңалышы вектордук чоңдук, анын багыты талаага алып келинген зарядка талаанын аракет эткен күчүнүн багыты менен дал келет. Ошондуктан формуладан F=q∙E болот.

   Эгер заряд оң болсо, E менен F багыттары дал келет. Эгер заряд терс болсо, E менен F тин багыттары карама-каршы болот.

             E E

                              ++ +q

    R

Чекиттик заряддын талаасынын чыңалышы Е=k∙qR2      

Эгер талаа бир нече заряддан түзүлсө, анда талаанын жалпы чыңалышы: 

E=E1+E2+E3+…+En

Бул талаанын суперпозиция (кабатталыш) принциби деп аталат.

    Бир нече заряддан түзүлгөн электр талаасынын жалпы чыңалышы айрым заряддардан түзүлгөн электр талааларынын чыңалыштарынын геометриялык суммасына барабар. Бул талаанын суперпозиция принциби деп аталат.

Бышыктоо: Мисал иштөө.

№1. Чоңдугу 2 10-7Кл болгон зарядга талаа 15 10-3Н күч менен таасир этсе, талаанын ошол чекиттеги чыңалышын канчага барабар?

 Берилди: формула: Чыгаруу.

q= 2 10-7Кл E=Fq E= 15 10-3Н 210-7Кл = 7,5104НКл

F= 15 10-3Н

E=? Жообу: E=7,5104НКл

№2. Чыңалышы 5 НКл болгон электр тааласынын кайсы бир чекитинде 110-7 Кл заряд жайгашкан . Ошол зарядга аракет эткен күчтү эсептегиле .

Берилди: формула: чыгаруу:

E=5 НКл E=Fq F=110-7 Кл5 НКл=510-7 Кл    

q=110-7 Кл F= qE                  

F=? Жообу: F= 510-7 Кл           

№3 Чыңалышы 800 НКл болгон талаа зарядга 1210-7 Н электрдик күч менен аракет этет. Заряддын чоңдугу эмнеге барабар? 

Берилди: формула: чыгаруу.

E=800 НКл E=Fq q=12∙10-7 Н800 НКл=1,510-9 Кл    

F =12∙10-7 Н q=FE                   

q=? Жообу: q= 1,510-9 Кл           

№4. Заряддары q1= 6 10-6Кл жана q2=-1210-6 Кл болгон эки шарча бири-бирине 60см аралыкта жайгашкан. Алардын аракеттешүү күчү эмнеге барабар?

Берилди: формула: чыгаруу:

q1= 6 10-6Кл F= kq1q2r2 F= 9 109 Н∙м2Кл216 10-6Кл∙-1210-6 Кл0,6м 2=1,810-3 Н                  

q2=-1210-6 Кл  

r=60см   

k =9109 Н∙м2Кл2          

F=? Жообу: F=1,8 10-3 Н   

№5. Абада 8 10-6Кл чекиттик заряд менен түзүлгөн талааадан 30см аралыктагы чекиттин чыңалышы канчага барабар?

Берилди: формула: чыгаруу.

q= 8 10-6Кл E=kqr2 E=9 109 Н∙м2Кл2 8 10-6Кл(0,3м)2 =8∙105 НКл 

r=30см =0,3м                                

E=? Жообу: E=8105НКл         

Жыйынтыктоо: 

Электр талаасы деп эмнени айтабыз?

Электр талаасы боюнча кайсы окумуштуулар өз ойлорун айткан?

Материя деп эмнени айтабыз?

Электр талаасынын чыңалышы деп эмнени айтабыз?

Электр талаасынын чыңалышынын формуласы кандай жазылат, чоңдуктарды атагыла, чен бирдиги кандай жазылат?

Суперпозиция принциби деп эмнени айтабыз?

Үйгө тапшырма берүү: Мисал иштеп келүү. 

 №1. Талаанын кайсы бир чекитинде жайланышкан 1010-9Кл зарядка 7Н күч таасир этет. Ушул чекиттеги талаанын чыңалышын тапкыла.

Берилди: формула: чыгаруу:

q=1010-9Кл E=Fq E= 7Н1010-9Кл = 0,710-9НКл=710-10НКл

F=7Н

E=? Жообу: E=710-10НКл

№2. Ар биринин чоңдуктары 10∙10-9 Кл болгон эки заряд, бири-биринен 3см аралыкта турушат. Өз ара аракеттенишкен күч эмнеге барабар?

Берилди: формула: чыгаруу:

q=10∙10-9 Кл F= kq1q2r2 F= 9 109 Н∙м2Кл2 (10∙10-9 Кл) 2(0,03м) 2=10-3 Н                  

r=3см   

k =9109 Н∙м2Кл2 Жообу: F= 10-3 Н             

F=?                                                   

Баалоо: Студенттер өзүн-өзү баалоо методун колдонуп билимине жараша баалашат.