Урок в 10 классе «Связь напряженности электростатического поля и напряжения»

10 класс Урок № 49

Тема урока: «Связь напряженности электростатического поля и напряжения»

Цели урока:

Образовательные: познакомить с формулой, связывающей напряженность и напряжение.

Развивающие: развивать познавательный интерес учащихся, представления о взаимодействии электрических зарядов; развивать мышление, умений анализировать, делать выводы;

Воспитательные: воспитание культуры умственного труда, коммуникативных качеств личности; умения слушать и слышать другого; воспитание точности; повышение интереса к предмету, внимательности.

Требования к уроку: знать: о том, что напряженность поля направлена в сторону убывания потенциала, о связи напряженности и напряжения, о другой единице измерения модуля вектора напряженности;

уметь: объяснять сущность эквипотенциальных поверхностей, узнавать однородное поле, определять напряжение.

Тип урока: изучение нового материала.

Ход урока:

1. Орг. Момент. Приветствие учеников. Проверка присутствия.

2. Фронтальный опрос – повторение

1) Какие характеристики есть у электрического поля? (напр-сть, потенц. энергия, потенциал, разность пот- лов)

2) Какие из них являются силовыми(векторными), т.е. имеют направление? Как она направлена в пространстве?

3)Какие – скалярные?

4) Как по- другому наз-ся разность потенциалов?

5)Записать формулы для вычисления, а также единицы измерения для: работы поля, потенциала; разности потенциалов. Проверка д/з.

Подытожим материал (сообщение уч-ся).

3. Объяснение нового материала

Каждую точку электростатического поля можно охарактеризовать как вектором напряженности, так и величиной потенциала, следовательно, между этими характеристиками должна быть однозначная связь. Определим ее.

Модуль напряженности электростатического поля численно равен разности потенциалов между двумя близкими точками в этом поле, деленной на расстояние между этими точками:

Отсюда – другая единица измерения модуля напряженности: В/м.

Поверхности равного потенциала называют эквипотенциальными.

Эквипотенциальные поверхности однородного поля представляют собой плоскости (рис.1), а поля точечного заряда - концентрические сферы (рис.2)

Рис. 1 Рис.2

Подобно силовым линиям, эквипотенциальные поверхности качественно характеризуют распределение поля в пространстве. Вектор напряженности перпендикулярен эквипотенциальным поверхностям.

Если + заряд движется в направлении , то электростатическое поле совершает + работу: 0 ⇒ φ₁ φ_2. Значит, направлен в сторону уменьшения потенциала.

Разность потенциалов между двумя соседними поверхностями постоянна. Расстояния между соседними эквипотенциальными поверхностями увеличиваются по мере удаления от точечного заряда, так как напряженность поля уменьшается.
   Эквипотенциальные поверхности однородного поля расположены на равных расстояниях друг от друга.
   Эквипотенциальной является поверхность любого проводника в электростатическом поле. Ведь силовые линии перпендикулярны поверхности проводника. Причем не только поверхность, но и все точки внутри проводника имеют один и тот же потенциал. Напряженность поля внутри проводника равна нулю, значит, равна нулю и разность потенциалов между любыми точками проводника.

   4. Закрепление изученного материала

1. Вопросы: стр 316;

2. Разбор задач А1-!3 (стр 313);

3. №1 (стр.319) – устно;

4. №6 (320) – письменно.

5. Какое направление в точке О имеет вектор напряженности электрического поля, созданного двумя одноименными зарядами?

6. Определите напряженность поля в центре квадрата, в углах которого находятся заряды: (+q), (+q), (—q), (—q)?

Какие заряды изображены на рисунке? Какие заряды изображены на рисунке?

5. Подведение итогов. Выставление оценок.

6. Рефлексия

1. Что нового вы узнали сегодня? 
3. Какая была цель урока? Мы ее достигли?

7. Домашнее задание: § 94, 95. Индивидуально: задачи сильным уч-ся:

Задача №1

На заряд 3·Кл в некоторой точке электрического поля действует сила 0,015Н. Какова напряженность поля в данной точке?

Задача №2

Заряд 4нКл создает электрическое поле. На расстоянии 3см от заряда напряженность поля в жидком диэлектрике равна 20 В/м. Найти диэлектрическую проницаемость жидкости.

Задача №3

Два заряда 6·Кл и -2·Кл расположены в керосине (ε=2,1) на расстоянии 0,4м друг от друга. Чему равна напряженность поля в точке О, расположенной на середине отрезка прямой, соединяющей центры зарядов?

Задача №4

Положительно заряженный шарик массой 0,18г и плотностью вещества 1800 находится во взвешенном состоянии в жидком диэлектрике плотностью 900  В диэлектрике имеется однородное электрическое поле напряженностью 45, направленное вертикально вверх. Найти заряд шарика.

Задача №5

Заряженная капелька масла уравновешена в электрическом поле, созданном двумя горизонтально расположенными пластинами, расстояние между которыми 8 мм. Какое напряжение подано на пластины, если капелька имеет радиус 2мкм и несет на себе 3 избыточных электрона? Плотность масла 800  .

Задача №6

Какую скорость приобретает электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 10 кВ?

Задача №7

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

Задача №8

Найти напряженность поля, создаваемого двумя точечными зарядами 2 и -4 нКл в точке, лежащей посередине прямой, соединяющей заряды, если напряженность поля, создаваемого только первым зарядом в этой точке, равна 2 мВ/м.