Электрическое поле. Напряженность электрического поля

Кулагина Любовь Ивановна

Разделы: Физика

Цель урока: раскрыть материальный характер электрического поля: дать понятие напряжённости электрического поля исходя из её общего определения;

Задачи урока:

формирование понятия напряжённости электрического поля как силовой характеристики электрического поля; дать понятие о линиях напряжённости и графическое представление электрического поля;
научить учащихся применять формулу в решении несложных задач на расчёт напряжённости, величины пробного заряда и силы, с которой электрическое поле действует на пробный заряд (q).

Оборудование: электрофорная машина, набор электрических султанов, электрометр, эбонитовая палочка, соединительные провода, кодоскоп.

ХОД УРОКА

I. Проверка знаний

1. Закон Кулона (фронтальный опрос):

а) Назовите учёного, который установил на опыте закон взаимодействия точечных электрических зарядов в вакууме. (Французский учёный Ш. Кулон в 1795 году).

б) Как назывался прибор, с помощью которого был экспериментально установлен закон Кулона? (Крутильный динамометр, или как он тогда назывался крутильные весы).

в) Сформулировать закон Кулона.

г) Написать формулу закона Кулона.

д) С каким законом из раздела «Механика» можно провести аналогию для закона Кулона? (С законом всемирного тяготения: ; ).

е) Указать границы применимости закона Кулона (а) заряды должны быть неподвижными, б) точечными ).

2. Проверка и защита экспериментального домашнего задания

На дом было задано выполнение двух экспериментальных заданий:

а) Исследование электрического поля заряженных тел:

Приборы и материалы:

1) стрелка из бумаги (или фольги) на острие,
2) линейка из оргстекла или пластмассы длиной 30см,
3) полоска резиновая размером 30?300 мм.

Порядок выполнения работы:

1. Наэлектризуйте линейку и резиновую полоску, натирая их друг о друга.
2. Подносите стрелку к различным участкам заряженной линейки, не касаясь её. Для каждого случая зарисуйте в тетради положение стрелки.
3. Расположите заряженные линейку и резиновую полоску параллельно друг другу и при помощи стрелки на острие исследуйте электрическое поле между ними.

б) Наблюдение экранирующего действия проводника.

Приборы и материалы:

1) стрелка из бумаги (или фольги) на острие иглы,
2) линейка из оргстекла,
3) кусок капроновой ткани,
4) пластинка жестяная размером 60?90 мм,
5) пластинка из оргстекла размером 60?90 мм.

Порядок выполнения работы:

1. Наэлектризуйте линейку, потерев её о кусок капроновой ткани.
2. Поднесите конец заряженной линейки на некоторое расстояние к стрелке и, перемещая линейку то вправо, то влево, наблюдая за движением стрелки.
3. Расположите металлическую пластинку вертикально между стрелкой и концом заряженной линейки. Затем снова перемещайте конец линейки около стрелки. (То же самое повторить с пластинкой из оргстекла).
4. Ответить, как в этих случаях влияет электрическое поле заряженной линейки на стрелку? Как можно объяснить наблюдаемые явления?
От домашнего задания делается плавный переход к новой теме.

II. Новая тема

1. Электрическое поле:

а) Ссылаясь на выполненное домашние экспериментальные задания, учитель подводит учащихся к понятию электрического поля (пространство вокруг заряженного тела) и его обнаружению.

Учащиеся вспоминают, что обнаружить электрическое поле можно с помощью магнитной стрелки из бумаги (или фольги).
Тут же учитель показывает, что обнаружить электрическое поле можно также с помощью электрометра.
Как вывод предыдущих наблюдений учащиеся подводятся к утверждению о том, что электрическое поле как любой вид материи – материально и существует независимо от нашего сознания. (По аналогии вспоминаем о гравитационном поле).

2. Характеристики электрического поля

а) Напряжённость.

(Учащимся напоминается о том, что любой вид материи можно каким – то образом охарактеризовать. То же самое можно сделать и с электрическим полем).
Одной из характеристик электрического поля является – напряжённость:

Уточняется, что напряжённость электрического поля является силовой характеристикой электрического поля.

б) Напряжённость единичного заряда. (Согласно закону Кулона):

; – напряжённость единичного заряда.

в) Принцип суперпозиции (наложения) полей:

значит

3. Графическое представление электрических полей

Силовые линии поля – линии напряжённости.
Силовые линии поля начинаются на положительном (+) и заканчиваются на отрицательном (–) заряде или на ?.
С помощью силовых линий можно показать графическое представление электрических полей. Практически наглядное получение силовых линий поля можно показать с помощью электрофорной машины и электрических султанов.

Поочерёдно, соединяя электрические султаны с электрофорной машиной, получаем наглядную демонстрацию графического представления электрических полей. Одновременно с опытом, с помощью кодоскопа на экран проецируется графическое представление поля.

I. Поле одиночного заряда: (демонстрация)

а) поле одиночного положительного заряда: (графическое представление)

б) Поле одиночного отрицательного заряда: (графическое представление)

в) поле двух разноимённых зарядов(опыт)

г) поле двух разноимённых зарядов (графическое представление)

в) поле двух одноименных зарядов(опыт)

г) поле двух одноимённых зарядов(графическое представление)

4. Напряжённость – векторная величина

Надо сказать, что в отличии от других векторных величин напряжённость , как векторная величина характеризуется не длиной вектора, а густотой нанесения линий напряжённости на единицу площади. (через кодоскоп –на экран или на доске показывается графическое изображение, демонстрирующее это)

III. Работа по закреплению и контролю знаний

Физический диктант:

1. Закон сохранения электрического заряда (формула)

(Qобщ = )

2. Закон Кулона (формула)

().

3. Вид материи, который осуществляет взаимодействие заряженных тел, находящихся на определённом расстоянии друг от друга (Электростатическое поле)
4. Единица измерения заряда (1 Кл)
5. Прибор для обнаружения электрического поля (Электрометр).
6. Формула напряжённости электрического поля (;).
7. Единица измерения напряжённости ().
8. Каким прибором пользовался Ш. Кулон для исследования и вывода своего закона? (Крутильным динамометром или крутильными весами).
9. Силовая характеристика электрического поля (Напряжённость).
10. Показать графическое представление электрического поля одиночного положительного заряда.