10кл_Конспект урока "Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции"

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

Цель урока: раскрыть материальный характер электрического поля, рассмотреть понятие напряженности электростаического поля как его силовой характеристики.

Задачи урока:

• формирование понятий напряжённости электростатического поля, пробного заряда и его свойств, рассмотреть принцип суперпозиции;

• способствовать формированию умений применять полученные знания при решении качественных и количественных задач на расчёт напряжённости, величины пробного заряда и силы, с которой электрическое поле действует на пробный заряд.

Тип урока: комбинированный.

План урока

1. Организационный момент

2. Актуализация опорных знаний

3. Подготовка к усвоению нового материала

4. Освоение нового материала

5. Закрепление материала

6. 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: вспомнить изученный ранее материал.

Содержание:

Тема данного урока – это изучение вопросов, связанных с понятием электрического поля.

Повторение:

1. Вокруг любого заряженного тела или частицы существует электрическое поле.

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

2. Заряженные тела и частицы (заряды) взаимодействуют друг с другом на расстоянии посредством создаваемых ими электрических полей (закон Кулона позволяет рассчитать силы, с которыми взаимодействуют неподвижные заряды).

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

2.2 По мере удаления от источника эл. поле ослабевает

Электрическое поле, созданное неподвижными зарядами, называется электростатическим.

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

2. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала. Постановка проблемных вопросов.

Учитель:

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.

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

3. Этап изучения нового материала.

Задача: формирование понятий напряжённости электростатического поля, пробного заряда и его свойств, рассмотреть принцип суперпозиции.

Содержание.

Ч тобы исследовать эл.ст. поле, создаваемое зарядом Q, в него помещают заряд q₀, называемый пробным зарядом.

Пробный заряд:

1) точечный

2) может быть как «+», так и «–»

3) |q₀|Q|, где Q – заряд-источник поля.

Вывод: если указать модуль и направление силы, действующей на пробный заряд q₀ в любой точке, то это позволит количественно охарактеризовать электростатическое поле, создаваемое любым заряженным телом.

П усть электростатическое поле создано в вакууме точечным положительным зарядом, т.е. Q0 (рис.). Если в это поле на некотором расстоянии r поместить пробный положительный заряд q₀0, то на него, согласно закону Кулона, будет действовать кулоновская сила отталкивания, модуль которой

С ила F не может служить характеристикой поля, т.к. ее модуль пропорционален значению пробного заряда q_0. Разделим левую и правую часть уравнения на q₀ и получим величину, которая может служить характеристикой поля, т.к. не зависит от значения пробного заряда.

Величина, равная отношению силы, которой поле действует на пробный заряд, к значению этого заряда, называется напряженностью электростатического поля

[ Е ] = 1 Н/Кл = 1 В/м

М одуль напряженности электростатического поля, созданного точечным зарядом Q, в точке, находящейся на расстоянии r от него найдем по формуле:

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.

Важно!

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

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

Напряженность:

1) величина векторная

2) в любой точке поля напряженность направлена вдоль прямой, соединяющей эту точку и точечный заряд, создающий поле.

3 ) направление напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд (q₀0). Т.е. напряженность поля, созданного точечным полjжительным зарядом Q0, направлена от заряда, а напряженность поля, созданного точечным отрицательным зарядом Q

Решение:

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 ветокрной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из точечных зарядов системы в отдельности (принцип суперпозиции полей):

Рассмотрим принцип суперпозиции на двух примерах.

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

Пример 1: Пример 2:

Решение:

5. Этап первичной проверки понимания учащимися нового учебного материала.

Задача: Установить, осознали ли учащиеся суть изученных понятий. Устранить проблемы в понимании материала. Научить применять полученные знания при решении качественных и количественных задач.

Содержание.

Вопросы для обсуждения:

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?

6.  Этап подведения итогов урока и задания на дом.

Задача. Дать анализ успешности овладения знаниями об изученных явлениях, показать типичные недостатки в знаниях, умениях и навыках