Конспект урока по теме "Работа электрического поля"

Тема: Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле. Потенциал.

Учитель: Фролов Юрий викторович

Цель урока: сформировать представления о потенциальности электростатического поля, установить независимость работы электростатических сил от формы траектории, ввести понятие потенциала, выяснить физический смысл разности потенциалов, вывести формулу для потенциала электростатического поля точечного заряда.

Ход урока

1. Организационный момент

2.Изучение нового материала

1. Повторение понятий о потенциальной энергии тела, поднятого над землей, формул для работы в поле тяготения. A = – (mgh2 – mgh1)

 Знак «-« означает, что потенциальная энергия Е = m g h уменьшается.

     1 Необходимо напомнить, что работа в поле силы тяжести не зависит mg от формы траектории, а определяется лишь начальным и конечным h₁ положением тела (тогда поле сил гравитации потенциально)

h₂ 2

2. Вывод формулы для работы по перемещению заряда в электрическом поле.

A = F·S = q E Δd= q E (d₁ – d₂) = q Е d₁ – q Е d₂; A = – (q Е d₂ – q Е d₁)

3. Формирование понятия потенциальной энергии заряда, исходя из аналогии:

A = – (wp2 – Wp1); A = – (q Е d2 – q Е d1); тогда Wp = q Е d

4. Установление независимости работы электростатических сил от формы траектории в поле, положительного точечного заряда.

Поместим пробный заряд в произвольной точке М, который под действием поля перемещается вдоль радиуса в точку Мʹ. Эта работа положительная, так как вектор силы совпадает с вектором перемещения. Если внешняя сила вернет заряд из точки Мʹ в М, то работа электрических сил будет отрицательная, суммарная работа будет равна нулю.

Тогда электрическое поле называется потенциальным. Самостоятельно разобрать случай, когда заряд перемещается вдоль траектории МNNʹMʹM, состоящей из кусочков радиусов и малых дуг окружностей. Почему работа электрических сил в этом случае также равна нулю?

Необходимо уточнить, что формула A = – (Wp2 – Wp1) справедлива для потенциального поля.

5. Формирование понятия потенциала как энергетической характеристики поля, которая определяет потенциальную энергию заряда в данной точке поля.

Ø = Wp/q; ø = 1В; 1В = Дж/Кл; U = ø₁ – ø₂ – разность потенциалов (напряжение)

Необходимо отметить, что физический смысл имеет не потенциал, а разность потенциалов

в двух точках, которая определяет работу, совершаемую при перемещении единичного заряда между этими точками. Если в некоторой точке пространства электрическое поле создано двумя зарядами, то потенциал результирующего электрического поля равен геометрической сумме потенциалов. Ø =ø₁ + ø₂

3.Закрепление изученного материала

Задача. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В?

А = q (U₁ – U₂); A = 20·10-9(700 – 200) = 10·10-8 Дж.

4.Подведем итоги урока

5.Домашнее задание: § 93-95.

Тема урока. Работа при перемещении заряда в однородном электростатическом поле. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов. Связь напряженности электрического поля с разностью потенциалов

10 класс

Фролов Юрий Викторович, учитель физики

Цель: ввести понятие потенциала, разности потенциалов, эквипотенциальных поверхностей; сравнить характеристики электрического поля - напряженность и потенциал; научить вычислять работу при перемещении заряда в однородном электрическом поле; показать практическую значимость полученных знаний; развивать интерес к изучению физики.

Тип урока: комбинированный урок.

Ход урока

I. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний и умений

• Что называют электрическим полем?

• Что называют электростатическим полем?

• Что называют однородным электрическим полем?

III. Изучение нового материала

План изучения новой темы

• Вычисление работы при перемещении заряда в электростатическом поле.

• Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле (определение, формула, единицы измерения).

• Потенциал электростатического поля (определение, формула, единицы измерения).

• Разность потенциалов.

• Связь между разностью потенциалов и напряженностью.

• Эквипотенциальные поверхности.

Опорный конспект

Сравнение напряженности и потенциала

IV. Закрепление новых знаний и умений

• В чем сходство и различие двух характеристик электрического поля - напряженности и потенциала?

• Как направлена ​​напряженность: в сторону увеличения или уменьшения потенциала?

• Приведите примеры эквипотенциальных поверхностей.

Решение задач

1. Длина разряда молнии составляет 150 м. Чему равна разность потенциалов между грозовым облаком и землей, если пробой влажного воздуха происходит при напряженности электрического поля 10 МВ/м? Поле считать однородным.

2. Какую работу выполняет электрическое поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 500 В в точку с потенциалом 200 В?

3. Какую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы его скорость увеличилась от 5 до 10 Мм/с?

V. Подведение итогов урока

VI. Домашнее задание

• Изучить §.93-95.