Главная | Обратная связь

Один кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.

[q] = [Кл]

1 Кл = 1 А * с

Физический смысл k:

Из закона Кулона:

то есть

 

 

k не может принимать произвольное значение, он определен экспериментально:

 

Е₀ = 8, 85 * 10^-12 - электрическая постоянная.

Соответственно этому, расчеты показывают, что k = 9 * 10⁹

 

Условия для выполнения закона Кулона:

1. Должны быть точечные заряды
2. Заряженные тела должны быть неподвижными.

 

Урок

Решение задач.

 

Цель: научить учащихся решать задачи на применение закона Кулона в случаях ,когда на заряженные тела, действуют силы, направленные вдоль одной прямой и под углом друг к другу.

 

Ход урока.

 

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Опрос
4. Решение задач
5. Итог урока

 

 

- Чему равен заряд электрона?

- Что называют точечным зарядом?

- О чем говорит закон Кулона?

- Формула закона Кулона?

- Единица заряда?

Задача 1.

 

Два одинаковых точечных заряда g взаимодействуют в вакууме с силой 0,1 Н. Расстояние между зарядами 6 м. Найти величины зарядов.

 

 

q - ? Решение Вычисление

F = 0,1 Н

r = 6 м

k = 9 * 10⁹

 

Согласно закону Кулона:

 

 

 

 

Ответ: величина зарядов 2 * 10^-5 Кл

Задача 2.

 

Два точечных заряда на расстоянии q находятся на расстоянии r друг от друга. Если расстояние между ними уменьшить на 50 см, то сила взаимодействия увеличивается в два раза. Найти расстояние r между зарядами.

 

R - ? Решение Вычисление

 

x = 50 см

 

Напишем закон Кулона для двух величин:

 

По условию , а из формул

, тогда

r - x

-1) = + x

 

Ответ: расстояние равно 1, 75 м

 

№ 687 (Р)

F - ? СИ Решение Вычисление

q₁ = q₂ = q = 10 нКл 10*10^-9Кл

r = 3 см 0,03 м

= 100*10^-5Н = 10²*10^-5Н=

k = 9*10⁹ = 10^-3Н = 1 мН

 

Ответ: сила взаимодействия между зарядами 1 мН

 

 

№ 679 (Р)

r - ? СИ Решение Вычисление

q₁ = 1 мкКл 10^-6Кл

q₂ = 10 нКл 10^-8Кл

F = 9 мН 9*10^-3Н

K = 9*10⁹

 

Ответ: расстояние между зарядами 0, 1 м.

 

 

№ 680

Решение

 

q₁

q₂= 4 q₁

F₁ = F₂

 

Ответ: 2 раза

Урок

Напряженность электрического поля.

 

Цель: раскрыть материальный характер электрического поля, дать понятие напряженности электрического поля, исходя из ее общего определения, научить учащихся применять формулу в решение несложных задач на расчет напряженности. Величины пробного заряда и силы.

Ход урока.

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Изложение нового материала
4. Проверка домашнего задания
5. Итог урока

Если мы рассмотрим рисунок:

 

 

И зададим вопрос: «Что действует на заряд В? », то Кулон ряд других ученых однозначно отвечали: «Заряд А».

Однако, дальнейшее развитие науки показало, что взаимодействие зарядов носит сложный характер. Заряды воздействуют друг с другом посредством полей. Так, взаимодействие зарядов А и В происходит следующим образом. Вокруг заряда А существует электрическое поле, простирающееся на больший объем пространства, чем занимает сам заряд. Заряд В оказывается расположенным в этом электрическом поле, и оно действует на него силой Аналогично вокруг заряда В существует поле, которое действует на заряд А силой

Электрическое поле – особый вид материи. Вокруг наэлектризованного тела существует какой-то материальный передатчик взаимодействия – это поле. Какими же свойствами обладает электрическое поле?

 

Свойства электрического поля:

 

1. Порождается электрическими зарядами

2. Действует на электрический заряд с силой

3. Способно совершать работу по перемещению заряда, то есть поле обладает энергией

4. Обладает свойством суперпозиций

5. Электрическое поле точечного заряда убывает обратно пропорционально r² (~

6. Распространяется со скоростью с = 300 000 км/с (с – скорость распространения электромагнитных взаимодействий).

 

Для характеристики полей вводится соответствующие физические величины, отличные от характеристик вещества. Для электрического поля важнейшей характеристикой является напряженность.

Поместим в поле, созданное зарядом q₁, некоторый пробный заряд q’, который будет испытывать действие со стороны заряда q₁.

 

Обозначим положение заряда q’ буквой А. Сила воздействия этих двух точечных зарядов равна:

 

Если мы уберем заряд q’ и поместим на его место другой заряд q’’, то сила взаимодействия будет равна:

Не трудно заметить, что отношения и это отношение есть величина постоянная для данной точки поля:

 

Значит, выражение может являться характеристикой электрического поля в данной точке. Это отношение обозначается через букву E и называется напряженностью электрического поля:

Напряженностью электрического поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд к этому заряду. Это силовая характеристика электрического поля.

В системе СИ единицей напряженности является:

 

Силу, действующую на точечный заряд q, можно определить из формулы:

Направление вектора направленности совпадает с направлением силы , действующей на положительный заряд. Если мы имеем положительный заряд q₁ > 0, то в точке А создана напряженность поля , которая будет направлена от заряда.

 

Если же поле создано отрицательным зарядом q₂ < 0, то в точке А направления поля будет к заряду.

Напряженность поля не зависит от заряда вносимого в данную точку поля, она зависит только от поля и от положения пробного заряда в этом поле.

Пробный заряд – это точечный положительный заряд, который настолько мал, что своим полем не вызывает перераспределения заряда на теле, поле которого исследуется (пух, бусинка, ватка).

Напряженность поля точечного заряда может быть рассчитана по формуле:

№ 696 (Р)

 

E - ? СИ Решение Вычисление

 

q = 2 нКл 2*10^-9Кл

F = 0,4 мкН 0,4*10^-6Н

 

 

Ответ:

 

№ 697 (Р)

 

F -? СИ Решение Вычисление

F = 2*10³*12*10^-9= 24*10^-6Н

q = 12 нКл 12*10^-9Кл

 

E = 2 2*10³

 

 

Ответ:

 

Урок

Лини напряженности электростатического поля.

 

Цель: ознакомить учащихся со знаковыми моделями электрических полей и научить пользоваться этими моделями для характеристики электрических полей.

 

Ход урока.

 

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Опрос
4. Изучение нового материала
5. Итог урока

 

 

- Свойства электрического поля

- Чему равна напряженность электрического поля?

- Единицы измерения Е?

- От чего зависит и не зависит Е?

- По какой формуле рассчитывается напряженность?

 

 

Для графического изображения электрического поля можно было бы из каждой точки поля провести стрелку, указывающую величину и направление напряженности электрического поля в этой точке. Однако такой способ изображения поля крайне неудобен, так как отдельный стрелки, накладываясь друг на друга, создали бы весьма запутанную картину.

Английский ученый Фарадей разработал более удобный способ изображения полей. Фарадей предложил изображать поле линиями, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором направленности поля в то же точке. Такие линии называются силовыми линиями поля, или линиями напряженности.

С помощью силовых линий поле точечного положительного заряда и точечного отрицательного заряда можно изобразить следующим образом.

 

 

 

 

Силовые линии этих полей представляют прямые линии. Так как электрическое поле существует во всех точках пространства, то через любую точку можно провести силовую линию.