reforef.ru 1

"Напряженность электрического поля"


10 класс, физико-математический профиль.

Цели:

1. Ввести понятие напряженности электрического поля.
2. Научить применять знания об электрическом поле к анализу и объяснению явлений окружающего мира.
3. Совершенствуя развитие общеучебных умений и навыков обучающихся на старшей ступени обучения, учить элементам творческого поиска на основе приема обобщения.

Оборудование: электроскоп, палочка из cтекла, ткань шелковая.

ХОД УРОКА


  1. Организационный момент.

Здравствуйте! Как вы видите, на доске нет темы урока, вы запишите ее чуть позже, а сейчас запишите в своих тетрадях число и «классная работа».

  1. Подготовка к активной учебной деятельности.

Представьте себе. Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные знания оказались бы уничтоженными, и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза: “Атом – это делимая частица”, то в этой одной фразе, как вы убедитесь, содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения и чуть соображения.

Задание 1.

Перечислить информацию, которую можно получить из этой фразы.

Ответы учеников.

  • Атом состоит из электронов, протонов, нейтронов.

  • Протоны и нейтроны состоят из кварков.

  • Атом имеет “планетарную” модель.

  • Существует два рода зарядов – положительные и отрицательные.

  • Тела, имеющие заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды разного знака, взаимно притягиваются.

  • Силы, с которыми взаимодействуют заряженные тела, называются электромагнитными.

  • Вокруг заряженных тел (частиц) существует электрическое поле.
  • Электрическое поле материально, оно существует независимо от нас, от наших знаний о нем.


  • Электрическое поле можно обнаружить по его действию на некоторые заряженные тела.

Итак, вы убедились, что одна фраза может нести в себе огромную информацию не только о самом атоме, но и том, что может возникать вокруг заряженных тел, т.е. об электрическом поле.

III. Изучение нового материала

Сейчас посмотрите опыт, но без комментария.

Опыт:

Приближаем и удаляем заряженную стеклянную палочку к электрометру.

Ответьте на следующие вопросы:

Что вы наблюдали? Что происходит по мере удаления заряженной палочки?

Ответ ученика: электрическое поле можно обнаружить по его действию на приборы. Также по мере удаления источника электрического поля можно увидеть его ослабевание, и наоборот, по мере приближения, его усиление.

Недостаточно утверждать, что электрическое поле существует. Необходимо ввести количественную характеристику электрического поля.
Такой характеристикой является физическая величина – напряженность.

Настало время записать тему урока: «Напряженность электрического поля». Сегодня на уроке вы должны познакомиться с характеристикой электрического поля – напряженностью и научиться применять знания об электрическом поле к анализу и объяснению явлений окружающего мира.

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина, равная отношению силы кулона, с которой поле действует на пробный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, к этому заряду:

E = F / q

Единица измерения напряженности – ньютон на кулон [Н/Кл]

Напряженность – это силовая характеристика электрического поля.

С учетом закона Кулона напряженность поля равна (задание: вывести формулу самостоятельно):

E = k Q / r2

Решим несколько задач на определение напряженности:


Задача 1. Найдите заряд, создающий электрическое поле, если на расстоянии 5см от заряда напряженность поля 1,6 * 105 Н/Кл.

Дано: Решение:

r = 5см = 0,05м E = k Q / r2

Е = 1,6 * 105 Н/Кл Q = Е r2/ k

Найти Q -? Q = 4,4 * 10-8 Кл.

Ответ: Q = 4,4 * 10-8 Кл.

Задача 2. В технике напряженность электрических полей не превышает Ет = 107 Н/Кл. Сравните эту напряженность с напряженностью электрического поля ядра на орбите электрона в атоме водорода. Диаметр орбиты 10-10 м.

Дано: Решение:

Ет=107 Н/Кл E = k Q / r2 ; r = d/2

е= 1,6 *10-19Кл Е = 57,6 * 1010 Н/Кл

d=10-10 м Ет / Е =2 * 10-5.

Найти: Ет / Е -?

Ответ: Напряженность в технике больше напряженности в атоме водорода в 2* 10-5 раз или напряженность в атоме водорода больше напряженности в технике в 5* 104 раз.

Напряженность – векторная величина. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы Кулона, действующий на единичный положительный заряд, помещенный в данную точка поля. Рассмотрим несколько примеров:


а)

б)

в)



Задание 2. (Выполняется по вариантам. У доски с оборотной стороны тоже самое задание выполняют два учащихся, затем сверяем) Определить направление вектора напряженности в точке А:




Вокруг нас огромное количество источников электрического поля и каждое характеризуется напряженностью. В вашем учебнике есть таблица 25 стр.376, в которой вы можете видеть характерные значения напряженности электрического поля. Данная таблица может быть подсказкой в выполнение следующего задания.

Задание 3 Выберете из следующих фраз , те которые относятся к понятию «электрическое поле». Объясните ваш выбор.

В запыленной комнате человеку тяжелее дышится. (Ответ: Где больше отрицательных частиц, там легче дышится, а где пыль – человеку достается их меньше, так как пылинки оседают на них).

Когда идешь по полю, улице, скверу, вдыхаешь электрические заряды. (Ответ: Над Землей на высоте 100-200 км, существует прослойка из положительно заряженных частиц – ионосфера).

Различные районы Земли отличаются друг от друга по ионизированному состоянию воздуха.(Ответ: Отличаются друг от друга по ионизированному состоянию воздуха, которое обусловлено его запыленностью, загазованностью и т.д.).

Возле быстро текущей воды воздух освежает и бодрит.(Ответ: более крупные капли в брызгах воды заряжены положительно, а капли поменьше – отрицательно. Поскольку большие капли оседают быстрее, в воздухе остаются отрицательно заряженные маленькие капельки).

Нахождение в тесных помещениях с обилием приборов приводит к заторможенности, сонливости, головокружениям и головным болям.(Ответ: Воздух в тесных помещениях с обилием разного рода электромагнитных приборов насыщен положительными ионами. Отрицательные ионы положительно влияют на здоровье, а положительные ионы – негативно).

У человека, поранившего себя в воде, например, порезав ногу о стекло, дольше заживает рана, чем при аналогичной травме на суше. (Ответ: на месте пореза по краям раны накапливаются противоположные заряды, между которыми и возникает электрическое поле. Это поле частично уничтожает бактерии, вызывающие гниение. В воде этого электрического поля не возникает, так как заряды не накапливаются по краям раны, поэтому после травм в воде раны долго не заживают).


IV. Итог урока.

На сегодняшнем уроке мы обобщили знания об электрическом поле и познакомились с его характеристикой – напряженностью.

Задание 4 (рефлексия).

Вам предлагается составить из звеньев цепочку. Вам известно первое и последнее звено. Логически объясните сделанный выбор.

Возможный вариант