วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อแนะนำนักเรียนเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการต่อสู้ระหว่างแนวคิดของการกระทำใกล้ชิดและการกระทำในระยะไกล ด้วยข้อบกพร่องของทฤษฎีแนะนำแนวคิดเรื่องความแรงของสนามไฟฟ้าพัฒนาความสามารถในการพรรณนาสนามไฟฟ้าแบบกราฟิก ใช้หลักการซ้อนทับเพื่อคำนวณสนามของระบบของวัตถุที่มีประจุ

ในระหว่างเรียน

ตรวจการบ้านด้วยวิธีทำงานอิสระ

ตัวเลือกที่ 1

1. สามารถสร้างหรือทำลายประจุไฟฟ้าได้หรือไม่? ทำไม อธิบายสาระสำคัญของกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

2. มีวัตถุสองชิ้นในอากาศที่มีประจุไฟฟ้าลบเท่ากัน วัตถุจะผลักกันด้วยแรง 0.9 N ระยะห่างระหว่างประจุคือ 8 ซม. คำนวณมวลของอิเล็กตรอนส่วนเกินในแต่ละวัตถุด้วย หมายเลขของพวกเขา

สารละลาย. ม. = ม.0 N = 9.1·10-31·5·1012= 4.5·10-19 (กก.); N = √Fr2/k อี ; N= 5·1012 (อิเล็กตรอน)

ตัวเลือก-2

1 เหตุใดวัตถุที่ไม่เหมือนกันจึงเกิดไฟฟ้าในระหว่างการเสียดสี แต่วัตถุที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่เกิดไฟฟ้า

นำลูกบอลนำไฟฟ้ามาสัมผัสกัน 3 ลูก ลูกแรกมีประจุ 1.8 10-8 C ลูกที่สองมีประจุ 0.3 10-8 C ลูกที่สามไม่มีประจุ ประจุกระจายระหว่างลูกบอลอย่างไร? ทั้งสองจะมีปฏิกิริยาโต้ตอบกันในสุญญากาศที่ระยะห่างจากกัน 5 ซม. ด้วยแรงเท่าใด

สารละลาย. q1+q2+q3= 3q; q = (q1+q2+q3)/3q = 0.5·10-8(C)

F= kq2/r2; เอฟ= 9·10-5 (ส)

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

1. การอภิปรายเกี่ยวกับปัญหาการถ่ายโอนผลของประจุหนึ่งไปยังอีกประจุหนึ่ง ผู้พูดจะได้ยินจาก "ผู้สนับสนุน" ของทฤษฎีการกระทำระยะสั้น (สนามแพร่กระจายด้วยความเร็วแสง) และทฤษฎีการกระทำจากระยะไกล (ปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดแพร่กระจายทันที) การแสดงของนักเรียนจะมาพร้อมกับการสาธิตการทดลองปฏิสัมพันธ์ของวัตถุที่ถูกไฟฟ้า นักเรียนสามารถถามคำถามเกี่ยวกับผู้เสนอทฤษฎีใดทฤษฎีหนึ่งได้

ครูช่วยนักเรียนสรุปผลที่ถูกต้องและนำนักเรียนสร้างแนวคิดเรื่องสนามไฟฟ้า

2. สนามไฟฟ้า -สสารรูปแบบพิเศษที่มีอยู่โดยอิสระจากเราและความรู้ของเราเกี่ยวกับเรื่องนี้

3. คุณสมบัติหลักของสนามไฟฟ้า- การกระทำกับประจุไฟฟ้าด้วยแรงบางอย่าง

สนามไฟฟ้าสถิต	สนามไฟฟ้าสถิตของประจุที่อยู่นิ่งจะไม่เปลี่ยนแปลงเลยและมีการเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับประจุที่ก่อตัวขึ้น
ความแรงของสนามไฟฟ้า: อี= เอฟ/ ถาม	อัตราส่วนของแรงที่สนามไฟฟ้ากระทำต่อประจุบวกทดสอบต่อค่าของประจุนี้ เวกเตอร์ อีเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุบวก
ความแรงของสนามไฟฟ้าของประจุแบบจุด อี =q0/4πξ0ξr2	ความแรงของสนามไฟฟ้าของประจุแบบจุด ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับโมดูลัสของประจุของแหล่งกำเนิดสนาม และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างจากแหล่งกำเนิดสนามไปยังจุดที่กำหนดในอวกาศ
เส้นสนามไฟฟ้าสถิต	เส้นเหล่านี้เป็นเส้นที่มีเส้นสัมผัสกันที่แต่ละจุดของสนามตรงกับทิศทางของความแรงของสนาม ณ จุดนั้น
หลักการซ้อนทับของสนาม: อี = E1+E2+E3+…	เมื่อสนามจากประจุหลายจุดถูกซ้อนทับ จะเกิดสนามไฟฟ้าสถิตขึ้น ซึ่งความแรงของสนาม ณ จุดใดๆ จะเท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของจุดแข็งจากสนามส่วนประกอบแต่ละสนาม
การสาธิตประสบการณ์: “เหตุผลของหลักการซ้อนทับของสาขา”	แขวน “ประจุทดสอบ” (แผ่นโฟม) ไว้บนด้ายไนลอน ส่งผลกระทบต่อ "ประจุทดสอบ" ด้วยวัตถุที่มีประจุ จากนั้นนำวัตถุที่มีประจุอีกตัวหนึ่งมาสังเกตผลกระทบของมันต่อ "ประจุทดสอบ" ถอดตัวเครื่องที่มีประจุตัวแรกออกและสังเกตการทำงานของตัวเครื่องที่มีประจุตัวที่สอง วาดข้อสรุป

ทำงานอิสระกับหนังสือ

1. อ่านคำจำกัดความของเส้นสนามไฟฟ้าในตำราเรียน

2. ดูรูปที่ 181 – 184 อย่างละเอียด ซึ่งแสดงตัวอย่างเส้นตึงของวัตถุที่มีประจุต่างๆ และระบบต่างๆ ของวัตถุ

3. ตอบคำถาม

A) ขนาดของเวกเตอร์แรงดึงแสดงในรูปอย่างไร? ด้วยสัญญาณภายนอกใดที่เราสามารถแยกแยะสนามที่มีการกระทำที่รุนแรงได้?

B) เส้นสนามไฟฟ้าเริ่มต้นและสิ้นสุดที่ใด?

ถาม) มีการแตกหักในเส้นตึงหรือไม่?

D) เส้นสนามไฟฟ้ามีตำแหน่งสัมพันธ์กับพื้นผิวของวัตถุที่มีประจุอย่างไร

D) ในกรณีใดสนามไฟฟ้าจะถือว่าสม่ำเสมอ?

E) เปรียบเทียบภาพเส้นสนามของประจุแบบจุดกับลูกบอลที่มีประจุสม่ำเสมอ

G) ค้นหาโดยใช้สูตรใดและภายในขอบเขตที่ยอมรับได้คุณสามารถคำนวณความแรงของสนามของลูกบอลนำไฟฟ้าได้

มาสรุปบทเรียนกันดีกว่า

การบ้าน: §92 – 94

1. จุดประสงค์ของบทเรียน: เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับศักยภาพของสนามไฟฟ้าสถิต เพื่อสร้างความเป็นอิสระของการทำงานของแรงไฟฟ้าสถิตจากรูปร่างของวิถี เพื่อแนะนำแนวคิดเกี่ยวกับศักยภาพ เพื่อค้นหาความหมายทางกายภาพของศักยภาพ ความแตกต่างเพื่อให้ได้...
2. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อควบคุมความรู้และทักษะของนักเรียนที่ได้รับขณะศึกษาหัวข้อนี้ หลักสูตรบทเรียน ช่วงเวลาขององค์กร ตัวเลือก – 1 (ระดับ – 1) 1. สองจุด...
3. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: ศึกษาปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตตามแบบจำลองของตัวนำโลหะ ค้นหาพฤติกรรมของไดอิเล็กทริกในสนามไฟฟ้าสถิต แนะนำแนวคิดของค่าคงที่ไดอิเล็กทริก ความคืบหน้าของบทเรียน ตรวจการบ้าน...
4. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นปฏิสัมพันธ์ของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เปรียบเทียบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับคลื่นกลตามคุณลักษณะหลายประการที่เหมือนกันของทั้งสอง...
5. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อพัฒนาทักษะในการแก้ปัญหาโดยใช้แนวคิดเรื่องความตึงเครียดศักยภาพและการทำงานของสนามไฟฟ้าเพื่อเคลื่อนย้ายประจุ พัฒนาความสามารถในการคิด เปรียบเทียบ สรุป กำหนด...
6. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อสร้างแนวคิดเกี่ยวกับสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กโดยรวมในนักเรียน - สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ความคืบหน้าของบทเรียน ตรวจการบ้านโดยใช้แบบทดสอบ...
7. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อให้ได้สูตรสำหรับความสัมพันธ์ระหว่างความแรงของสนามไฟฟ้ากับความต่างศักย์ เพื่อแนะนำแนวคิดของพื้นผิวที่มีศักย์เท่ากัน เพื่อพัฒนาความสามารถในการประยุกต์ความรู้ทางทฤษฎีที่ได้รับมาในการแก้ปัญหาเชิงคุณภาพ...
8. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อค้นหาระดับความรู้ทางทฤษฎีของนักเรียน

สรุปบทเรียนในหัวข้อ: “ผลของสนามไฟฟ้าต่อประจุไฟฟ้า พลังงานสนามไฟฟ้า" ชื่อเต็ม: Tyutyugina N.A.

สถานที่ทำงาน: สถาบันงบประมาณแห่งสาธารณรัฐคาซัคสถาน "KSS "Simeiz"

ตำแหน่ง : ครูสอนฟิสิกส์

หัวเรื่อง: ฟิสิกส์

เกรด: 8

หัวข้อและหมายเลขบทเรียนในหัวข้อ: หัวข้อ 1 บทเรียนหมายเลข 3, 4

บทช่วยสอนพื้นฐาน:

เป้าหมาย:

เกี่ยวกับการศึกษา: รู้และเข้าใจแนวคิด: ประจุไฟฟ้า สนามไฟฟ้า ความไม่ต่อเนื่องของประจุ ปฏิกิริยาของประจุ

เกี่ยวกับการศึกษา: ส่งเสริมการพัฒนาทักษะการพูด การคิด ความรู้ความเข้าใจ และทักษะการทำงานทั่วไป ส่งเสริมความเชี่ยวชาญวิธีการวิจัยทางวิทยาศาสตร์: การวิเคราะห์และการสังเคราะห์

เกี่ยวกับการศึกษา: เพื่อสร้างทัศนคติที่ดีต่องานด้านการศึกษา แรงจูงใจเชิงบวกในการเรียนรู้ และทักษะในการสื่อสาร มีส่วนช่วยในการศึกษามนุษยชาติ ระเบียบวินัย และการรับรู้เกี่ยวกับสุนทรียภาพของโลก

ประเภทบทเรียน: บทเรียนในการเรียนรู้เนื้อหาใหม่

แบบฟอร์มบทเรียน : บทเรียนรวม

วิธีการสอน : วาจา, ภาพ, การปฏิบัติ.

ในระหว่างเรียน

1. เวทีองค์กร

2. การอัพเดตความรู้พื้นฐาน

3. ขั้นตอนการได้มาซึ่งความรู้ใหม่

4. ขั้นตอนของการวางนัยทั่วไปและการรวมวัสดุใหม่ -

5. ขั้นตอนสุดท้าย. 3 นาที

3.

สนามไฟฟ้าเป็นรูปแบบพิเศษของสสารซึ่งอันตรกิริยาของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเกิดขึ้น

การแนะนำแนวคิดของสนามไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นเพื่ออธิบายปฏิสัมพันธ์ของประจุไฟฟ้านั่นคือเพื่อตอบคำถาม: เหตุใดแรงที่กระทำต่อประจุจึงเกิดขึ้นและพวกมันถูกถ่ายโอนจากประจุหนึ่งไปยังอีกประจุหนึ่งได้อย่างไร

แนวคิดของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กได้รับการแนะนำโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้ยิ่งใหญ่ ไมเคิล ฟาราเดย์ ตามแนวคิดของฟาราเดย์ ประจุไฟฟ้าไม่ได้กระทำต่อกันโดยตรง แต่ละตัวสร้างสนามไฟฟ้าในพื้นที่โดยรอบ สนามของประจุหนึ่งจะกระทำกับอีกประจุหนึ่ง และในทางกลับกัน เมื่อคุณเคลื่อนออกจากประจุ สนามจะอ่อนลง

ด้วยการแนะนำแนวคิดของสนามในฟิสิกส์ทฤษฎีของการกระทำระยะสั้นได้ถูกสร้างขึ้นซึ่งความแตกต่างที่สำคัญซึ่งจากทฤษฎีของการกระทำในระยะยาวคือแนวคิดของการดำรงอยู่ของกระบวนการบางอย่างในอวกาศระหว่างการมีปฏิสัมพันธ์ ร่างกายซึ่งมีระยะเวลาจำกัด

แนวคิดนี้ได้รับการยืนยันในผลงานของเจ.ซี. แม็กซ์เวลล์ ผู้ยิ่งใหญ่ชาวอังกฤษ ผู้ซึ่งพิสูจน์ในทางทฤษฎีแล้ว ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะต้องแพร่กระจายในอวกาศด้วยความเร็วจำกัด - s เท่ากับความเร็วแสงในสุญญากาศ (300,000 กม./วินาที)ข้อพิสูจน์เชิงทดลองของข้อความนี้คือการประดิษฐ์วิทยุ

สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นในพื้นที่รอบๆ ประจุที่อยู่นิ่ง เช่นเดียวกับที่สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบประจุที่เคลื่อนที่ เช่น กระแสหรือแม่เหล็กถาวร สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าสามารถแปลงเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสนามเดียวได้ สนามไฟฟ้า (เช่น สนามแม่เหล็ก) เป็นเพียงกรณีพิเศษของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไปเท่านั้น สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสลับสามารถดำรงอยู่ได้โดยไม่มีประจุและกระแสที่สร้างขึ้น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะถ่ายโอนพลังงานจำนวนหนึ่ง เช่นเดียวกับโมเมนตัมและมวล ดังนั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจึงเป็นเอนทิตีทางกายภาพที่มีคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่าง

ดังนั้นธรรมชาติของสนามไฟฟ้าจึงเป็นดังนี้:

1. สนามไฟฟ้าคือวัตถุ ซึ่งมีอยู่โดยไม่ขึ้นอยู่กับจิตสำนึกของเรา

2. คุณสมบัติหลักของสนามไฟฟ้าคือผลกระทบต่อประจุไฟฟ้าด้วยแรงบางอย่าง การกระทำนี้กำหนดข้อเท็จจริงของการดำรงอยู่ของมัน การกระทำของสนามต่อประจุต่อหน่วย - ความแรงของสนาม - เป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักที่ศึกษาการกระจายตัวของสนามในอวกาศ

สนามไฟฟ้าของประจุที่อยู่นิ่งเรียกว่าไฟฟ้าสถิต เมื่อเวลาผ่านไป มันไม่เปลี่ยนแปลง มีการเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับประจุที่ก่อให้เกิดมัน และมีอยู่ในพื้นที่รอบๆ พวกมัน

คำนิยาม.ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนแรง ฉโดยที่สนามไฟฟ้ากระทำต่อประจุทดสอบ q ตามค่าของประจุนี้เรียกว่าความแรงของสนามไฟฟ้าและเขียนแทน Eทบทวนคำถาม

1. สนามไฟฟ้าคืออะไร?

2. คุณสมบัติหลักของสนามไฟฟ้ามีอะไรบ้าง?

3. สนามใดเรียกว่าไฟฟ้า?

4. ความแรงของสนามไฟฟ้าเรียกว่าอะไร?

5. ความแรงของสนามไฟฟ้าคือเท่าไร?

6. จะทราบความแรงของสนามของประจุแบบจุดได้อย่างไร?

7. สนามไฟฟ้าใดที่เรียกว่าสม่ำเสมอ?

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8

เรื่อง: คำอธิบายปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ความแรงของสนามไฟฟ้า ผลกระทบของสนามไฟฟ้าต่อประจุ

วัตถุประสงค์ของบทเรียน: จำประเภทของการใช้พลังงานไฟฟ้า ค้นหากลไกของการใช้พลังงานไฟฟ้าในแต่ละกรณี ค้นหาความแตกต่างระหว่างตัวนำและไม่ตัวนำ

งาน : เกี่ยวกับการศึกษา: รวบรวมความรู้ที่มีอยู่เกี่ยวกับประจุไฟฟ้า การพิจารณากลไกการผลิตไฟฟ้าที่เป็นไปได้ คำอธิบายคุณสมบัติของตัวนำและไม่ตัวนำจากมุมมองของโครงสร้างภายใน พัฒนาความสามารถในการอธิบายกระบวนการจากมุมมองของโครงสร้างภายในของสสาร

เกี่ยวกับการศึกษา: การสร้างคุณภาพการสื่อสารวัฒนธรรมการสื่อสาร การพัฒนาความสนใจในเรื่องที่กำลังศึกษา กระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นและกิจกรรมในห้องเรียน การพัฒนาประสิทธิภาพ

เกี่ยวกับการศึกษา: การพัฒนาความสนใจทางปัญญา การพัฒนาความสามารถทางปัญญา การพัฒนาทักษะเพื่อเน้นสิ่งสำคัญในเนื้อหาที่กำลังศึกษา การพัฒนาทักษะเพื่อสรุปข้อเท็จจริงและแนวคิดที่กำลังศึกษา

ประเภทบทเรียน: การบรรยายพร้อมองค์ประกอบของการสนทนา

วางแผนกิจกรรมการเรียนรู้สากล

เรื่อง:

อธิบายปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า

ยกตัวอย่างการใช้พลังงานไฟฟ้าในโลกโดยรอบ

สังเกตกระบวนการใช้พลังงานไฟฟ้า วิเคราะห์ผลการทดลองเรื่องการใช้พลังงานไฟฟ้า

การสื่อสาร:พัฒนาคำพูดพูดคนเดียวและบทสนทนามีส่วนร่วมในการอภิปรายปัญหาร่วมกันโต้ตอบกับเพื่อนฝูง

กฎระเบียบ: สามารถกำหนดแนวคิด สร้างอนุมาน และสรุปผลได้

ความรู้ความเข้าใจ: สามารถวิเคราะห์ความรู้ สร้างความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผล ความรู้เชิงโครงสร้าง

ส่วนตัว : การก่อตัวของแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการทำความเข้าใจโลก

อุปกรณ์และวัสดุ:อิเล็กโทรมิเตอร์ อิเล็กโทรสโคป ขนนก ลูกตุ้มไฟฟ้าสถิต (ปลอกนำไฟฟ้า);

เครื่องฉายวิดีโอมัลติมีเดีย, ไวท์บอร์ดแบบโต้ตอบ; การนำเสนอการ์ดสำหรับการแจกจ่าย

แผนการเรียน:

• แรงจูงใจ - อัปเดตบทเรียน – (5 นาที)
• การค้นพบความรู้ใหม่ (15 นาที)
• การตรวจสอบความชำนาญเบื้องต้นของวัสดุ (5 นาที)
• การบ้าน (2 นาที)
• การสะท้อนกลับ (3 นาที)
• งานเพิ่มเติม (5 นาที)

ในระหว่างเรียน

สวัสดีทุกคน. ฉันชื่อ Milyausha M.. ฉันคิดว่าเราจะเป็นเพื่อนกันและทำงานอย่างมีประสิทธิผล ฉันจะให้บัตรประเมินตนเองแก่คุณ พยายามประเมินคำตอบของคุณเมื่อบทเรียนดำเนินไป ตอนนี้เรามาเริ่มบทเรียนฟิสิกส์ด้วยอารมณ์ดีกันดีกว่า

1. แรงจูงใจ - การอัพเดตความรู้

มาดูสไลด์ที่ 2 ผมของเด็กชายและเด็กหญิงยืนหงาย กระแสน้ำงอ เกิดอะไรขึ้น?

ใช่ วันนี้เราจะพยายามอธิบายปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า วาดสนามไฟฟ้า และผลกระทบต่อประจุ

หัวข้อบทเรียนของเรา:“คำอธิบายปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ความแรงของสนามไฟฟ้า การกระทำของสนามไฟฟ้าต่อประจุ"

ครู: ในชีวิตประจำวัน คุณเจอตัวอย่างอะไรบ้างของการใช้พลังงานไฟฟ้า

คำตอบของนักเรียน

ครู: ในธรรมชาติมีปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานไฟฟ้าค่อนข้างมาก หนึ่งในนั้นคือสายฟ้าที่รู้จักกันดี แต่ก็มีปรากฏการณ์ที่หาดูได้ยากที่น่าหลงใหลเช่นกัน เช่น แสงไฟของเซนต์เอลโม่ที่ปลายเสากระโดงเรือซึ่งปรากฏขึ้นเนื่องจากการจ่ายไฟฟ้าของอากาศโดยรอบในช่วงเกิดพายุ สไปรท์ฟ้าผ่าในพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงที่ระดับความสูง ประมาณ 50 ถึง 130 กิโลเมตร (ระดับความสูงของการก่อตัวของฟ้าผ่า "ธรรมดา" - ไม่เกิน 16 กิโลเมตร), ฟ้าผ่าในช่วงภูเขาไฟระเบิด, แสงออโรร่า

ครู: จำไว้ว่ากระแสไฟฟ้าคืออะไร?

นักเรียน: ผลรวมของประจุลบทั้งหมดในร่างกายมีค่าเท่ากับค่าสัมบูรณ์กับผลรวมของประจุบวกทั้งหมด และร่างกายโดยรวมไม่มีประจุ มีความเป็นกลางทางไฟฟ้า นี่คือการกระจายประจุใหม่ ดังที่เราเห็นบนโลก บางชั้นมีประจุไฟฟ้าอยู่ตลอดเวลา

ครู: เราเรียนอะไรในบทเรียนที่แล้ว?

นักเรียน: ในบทเรียนก่อนหน้านี้ เราดูการมีอยู่ของสนามไฟฟ้าในวัตถุที่มีประจุ เรายังพูดถึงประจุไฟฟ้าสองประเภท เกี่ยวกับกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมอิเล็กตรอน

ครู: วันนี้เราจะสรุปข้อเท็จจริงและแนวคิดที่ได้เรียนรู้ก่อนหน้านี้และพิจารณาปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าต่างๆ

IV. การค้นพบความรู้ใหม่

หลังจากการค้นพบอิเล็กตรอน นักฟิสิกส์พบว่าอิเล็กตรอนบางตัวสามารถแยกออกจากอะตอมได้อย่างง่ายดาย โดยเปลี่ยนให้เป็นไอออนที่มีประจุบวกหรือประจุลบ ร่างกายจะเกิดไฟฟ้าได้อย่างไร? ลองพิจารณาวิธีการเหล่านี้

1. กระแสไฟฟ้าโดยแรงเสียดทาน (โดยการติดต่อ)

สาธิต. ลองใช้ไม้กำมะถันมาถูกับขน

คำถาม: แรงเสียดทานมีกี่ศพ?

คำตอบ: ร่างทั้งสองถูกไฟฟ้าช็อตอยู่เสมอ

คำถาม : วัตถุได้รับประจุอะไรเมื่อถูกไฟฟ้าจากแรงเสียดทาน?

คำตอบ : เมื่อถูกไฟฟ้าจากการเสียดสี วัตถุจะมีประจุตรงกันข้ามเสมอ

ครู: จากการทดลองหลายครั้ง นักฟิสิกส์ได้พิสูจน์แล้วว่าในระหว่างการใช้พลังงานไฟฟ้า มันไม่ใช่การสร้างประจุใหม่ที่เกิดขึ้น แต่เป็นการกระจายซ้ำ ดังนั้นจึงเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์ประจุ

2. การใช้พลังงานไฟฟ้าผ่านอิทธิพล (การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต)

การสาธิต: ตัวเรือนถูกดึงดูดด้วยกำมะถันที่มีประจุลบ

คำถาม: วัตถุที่มีประจุเป็นกลางและมีประจุลบมีปฏิกิริยาโต้ตอบกันอย่างไร
คำตอบ: พวกเขาถูกดึงดูด

คำถาม: ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?

คำตอบ: ประจุลบของวัตถุที่เป็นกลางจะถูกเลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางที่นำวัตถุที่มีประจุลบมา ดังนั้น ที่ด้านข้างของวัตถุที่มีประจุลบจะมีประจุบวกที่ไม่มีการชดเชย ซึ่งจะถูกดึงดูดไปยังวัตถุที่มีประจุลบ

คำถาม: วัตถุที่มีประจุเป็นกลางและมีประจุบวกมีปฏิกิริยาโต้ตอบกันอย่างไร
คำตอบ: พวกเขาดึงดูดกัน

คำถาม: หลังจากดูสไลด์แล้ว ให้ตอบว่าเหตุใดจึงเกิดเหตุการณ์เช่นนี้
คำตอบ: ประจุลบของวัตถุที่เป็นกลางจะถูกแทนที่ด้วยทิศทางที่นำวัตถุที่มีประจุบวกมา ด้านนี้เกิดประจุลบที่ไม่มีการชดเชย และวัตถุต่างๆ จะถูกดึงดูดเข้าหากัน

สาธิต - ลองทำการทดลองต่อไปนี้: นำแท่งกำมะถันมาชาร์จโดยใช้กระแสไฟฟ้าโดยการเสียดสี ให้นำไม้จิ้มไปที่ลูกบอลอิเล็กโตรมิเตอร์โดยใช้นิ้วของเราแตะลูกบอลอิเล็กโทรมิเตอร์สักพักแล้วเอาไม้ออกเราจะเห็นว่าเข็มอิเล็กโตรมิเตอร์เบี่ยงเบนไป

ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าของแท่งที่มีประจุลบ อิเล็กตรอนอิสระจะถูกกระจายใหม่บนพื้นผิวของทรงกลมโลหะ

อิเล็กตรอนมีประจุลบ ดังนั้นพวกมันจึงถูกผลักออกจากแท่งกำมะถันที่มีประจุลบ เป็นผลให้จำนวนอิเล็กตรอนมากเกินไปในส่วนของทรงกลมที่อยู่ไกลจากแกนและไม่เพียงพอในทรงกลมที่อยู่ใกล้ หากคุณสัมผัสทรงกลมด้วยนิ้วของคุณแล้วบางส่วนการสาธิต: กระดาษถูกดึงดูดไปที่ลูกแก้ว

จำนวนอิเล็กตรอนอิสระจะเคลื่อนที่จากทรงกลมไปยังร่างกายของผู้วิจัย

คำถาม. กระดาษเป็นอิเล็กทริกและไม่มีอิเล็กตรอนอิสระอยู่ในนั้น แต่ทำไมมันถึงดึงดูดแท่งประจุ?

ครู: คุณจะคุ้นเคยกับไดโพลในวิชาเคมีด้วย ไดโพลเป็นโมเลกุลที่มีประจุต่างกันที่ปลาย เช่น น้ำ โดยที่ไฮโดรเจนมีประจุบวก เนื่องจากไฮโดรเจนมีประจุต่ำกว่า และออกซิเจนมีประจุลบ ในสนามไฟฟ้าของแกน ไดโพลจะถูกวางตัว และอิเล็กทริกจะถูกดึงดูดไปที่แกน

ลองพิจารณาเส้นสนามไฟฟ้าของอนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบ ในฟิสิกส์เกรด 10 เราจะเรียกเส้นเหล่านี้ว่าเส้นตึง แรงดึงเป็นลักษณะแรงของสนามไฟฟ้า

สาธิต: ปฏิกิริยาระหว่างกลีบของขนนกที่มีประจุ

ความแรงของสนามไฟฟ้ารอบวัตถุมีคมมากกว่าพื้นผิวทรงกลมหรือเรียบ นี่คือเหตุผลว่าทำไมฟ้าผ่าจึงมีแนวโน้มที่จะกระทบกับวัตถุมีคมมากกว่าพื้นผิวเรียบในบริเวณใกล้เคียง (สไลด์ 32)

สนามไฟฟ้าถูกกำหนดโดยการกระทำกับอนุภาคหรือวัตถุที่มีประจุ เส้นแรงดึงแสดงทิศทางที่สนามไฟฟ้ากระทำต่อประจุบวก ประจุลบจะกระทบในทิศทางตรงกันข้าม

กายภาพ เรายืนขึ้น จับมือแล้วหมุนมันไว้ในฝ่ามือของเรา

(เหตุใดด้ามจับจึงไม่ถูกไฟฟ้า?)

V. การรวมเนื้อหาที่ศึกษา

คำถาม: มวลของร่างกายจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากได้รับประจุลบ?
คำตอบ: มันจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากร่างกายได้รับอิเล็กตรอนส่วนเกิน และอิเล็กตรอนก็มีมวล

คำถาม: กระบวนการใดที่เป็นเรื่องปกติสำหรับการใช้พลังงานไฟฟ้าทุกประเภท?
คำตอบ: การแจกจ่ายค่าธรรมเนียม

คำถาม: ทำไมประจุจากร่างกายเกือบทั้งหมดจึงลงสู่พื้นเมื่อทำการต่อสายดิน?
คำตอบ: ยิ่งร่างกายที่มีการถ่ายโอนประจุมีขนาดใหญ่เท่าใด ประจุส่วนใหญ่จะถูกถ่ายโอนไปยังร่างกายนั้นด้วย ลูกโลกมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับวัตถุที่อยู่บนนั้น

คำถาม: เหตุใดจึงไม่แนะนำให้ซ่อนตัวใต้ต้นไม้โดดเดี่ยวในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง?
คำตอบ: ยิ่งปริมาตรของร่างกายเล็กลง ความเข้มข้นของประจุก็จะมากขึ้นเท่านั้น ฟ้าผ่าก็มีแนวโน้มที่จะโจมตีวัตถุที่มีความเข้มข้นของประจุสูงขึ้น

คำถาม: เหตุใดแกนของอิเล็กโทรสโคปจึงทำจากโลหะ
คำตอบ: โลหะเป็นตัวนำ

คำถาม: เหตุใดคุณจึงใช้ไฟฟ้ากับแท่งเหล็กกำมะถันได้โดยถูกับขนสัตว์ แต่ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับแท่งเหล็กในลักษณะเดียวกันได้
คำตอบ: ไม้กำมะถันเป็นฉนวนซึ่งมีประจุสะสมอยู่บนแท่งและไม่ไปไหน และเหล็กก็เป็นตัวนำดังนั้นประจุที่ไม่ได้รับการชดเชยซึ่งปรากฏบนแท่งเหล็กจะถูกถ่ายโอนไปยังวัตถุอื่นทันทีเช่นไปยังมือ

วี. การสอนการบ้าน

§ 31 การศึกษา

เขียนข้อความเกี่ยวกับประโยชน์และโทษของการใช้พลังงานไฟฟ้า

ทำอิเล็กโทรสโคปที่บ้าน

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว การสะท้อน

ลองเสนอข้อเสนอต่อไป

1. ฉันสนใจ...

2. ฉันตระหนักว่า...

3.มีประโยชน์...

4. ฉันเรียนรู้ที่จะประเมิน...

5. ทักษะการสื่อสารของฉัน...

เราฝากการ์ดไว้กับครู

ขอบคุณสำหรับความสนใจและการทำงานของคุณ!
ลาก่อน!

งานสไลด์เพิ่มเติม

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

การศึกษา: การก่อตัวของคุณสมบัติที่สำคัญ: ความอุตสาหะ, ความรับผิดชอบ, ความขยัน, ความเอาใจใส่และความเป็นอิสระ
ทางการศึกษา: การก่อตัวของความเข้าใจเชิงลึกของสนามไฟฟ้าและความเข้มซึ่งเป็นหนึ่งในลักษณะแรงที่สำคัญที่สุดของสนามไฟฟ้า (การประยุกต์ใช้หลักการซ้อนทับเพื่อกำหนดความเข้มรวมของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยประจุต่างๆ)
พัฒนาการ: การพัฒนาแรงจูงใจเชิงบวกของนักเรียนสำหรับกิจกรรมทางการศึกษาและความรู้ความเข้าใจ, การพัฒนาทักษะการทำงานอิสระด้วยข้อมูล, ทักษะของวัฒนธรรมกราฟิก, จินตนาการทางปัญญา

ทำให้นักเรียนคุ้นเคยกับโมเดลสนามไฟฟ้าอันเป็นเอกลักษณ์
ให้แนวคิดเกี่ยวกับการแสดงกราฟิกของสนามไฟฟ้า
แสดงเทคนิคในการกำหนดความแรงของสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุหลายจุด
พิจารณาตัวอย่างการสร้างเวกเตอร์ของความแรงของสนามผลลัพธ์ ณ จุดหนึ่งจากระบบประจุแบบจุด
เปิดโอกาสให้นักเรียนได้ประยุกต์ใช้ความรู้ที่ได้รับเพื่อแก้ปัญหาในระดับความซับซ้อนที่แตกต่างกัน

แผนการเรียน

องค์กร ช่วงเวลา
การเรียนรู้เนื้อหาใหม่
ฟิสิกส์ แค่นาทีเดียว
การวิเคราะห์ปัญหา 1 หรือ 2
การรวมวัสดุ (ทดสอบ USE)
การบ้าน

ในระหว่างเรียน

องค์กร ช่วงเวลา.
การเขียนตามคำบอกทางกายภาพ (การทดสอบการทำซ้ำ)

ทำซ้ำสิ่งที่เราได้กล่าวถึง:
ในสมุดบันทึกของคุณ ให้จดจำนวนงานในคอลัมน์และระบุคำตอบที่คุณเลือก
ที่ขอบสมุดบันทึก ตรงข้ามคำตอบหลังจากตรวจสอบแล้ว ให้ใส่เครื่องหมาย "+" หรือ "-"

เมื่อเราถอดเสื้อผ้า โดยเฉพาะเสื้อผ้าที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ เราจะได้ยินเสียงแตกที่มีลักษณะเฉพาะ ปรากฏการณ์ใดที่อธิบายเสียงแตกนี้

การใช้พลังงานไฟฟ้า
แรงเสียดทาน
เครื่องทำความร้อน
การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

แผ่นโลหะที่มีประจุบวกของมอดุลัสเท่ากับ 10 e สูญเสียอิเล็กตรอน 4 ตัวเมื่อถูกส่องสว่าง ประจุบนจานคืออะไร?

รูปนี้แสดงอิเล็กโตรมิเตอร์ที่เหมือนกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยแท่ง แท่งนี้สามารถทำจากวัสดุอะไรได้บ้าง?

ก. ทองแดง. บี.สตีล.

แท่งแก้วที่มีประจุบวกถูกนำไปยังตัวนำ AB ที่ไม่มีประจุโดยไม่ต้องสัมผัส (รูปที่ 1) จากนั้นโดยไม่ต้องถอดก้านออกให้แบ่งตัวนำออกเป็นสองส่วน (รูปที่ 2) ข้อความใดเกี่ยวกับสัญญาณของประจุของส่วน A และ B หลังการแยกออกจะเป็นจริง

ทั้งสองส่วนจะมีประจุบวก
ทั้งสองส่วนจะมีประจุลบ
ส่วน B จะมีประจุบวก ส่วน A จะมีประจุลบ
ส่วน B จะมีประจุลบ ส่วน A จะมีประจุบวก

จุดฝุ่นซึ่งมีประจุลบ -10 e สูญเสียอิเล็กตรอนไปสี่ตัวเมื่อถูกส่องสว่าง ประจุของอนุภาคฝุ่นคืออะไร?

ประจุชื่อเดียวกัน 2 ประจุ แต่ละประจุ 10-8 C ตั้งอยู่ห่างจากกัน 3×10-2 เมตร พวกเขาโต้ตอบด้วยพลังอะไร? ประจุดึงดูดหรือผลักไส?

พวกมันดึงดูดด้วยแรง 3×10-5 N
พวกมันดึงดูดด้วยแรง 10-3 N
พวกมันดันออกไปด้วยแรง 3×10-5 N
พวกเขาผลักออกไปด้วยแรง 10-3 N

แรงกระทำระหว่างประจุคูลอมบ์ระหว่างประจุสองจุดจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากระยะห่างระหว่างประจุทั้งสองเพิ่มขึ้นสองเท่า

จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า
จะลดลง 2 เท่า
จะเพิ่มขึ้น 4 เท่า
จะลดลง 4 เท่า

แรงอันตรกิริยาระหว่างวัตถุที่มีประจุสองจุดเท่ากับ F แรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุจะเป็นเท่าใดหากแต่ละประจุบนวัตถุลดลง 3 ครั้ง

จะเพิ่มขึ้น 3 เท่า
จะลดลง 3 เท่า
จะเพิ่มขึ้น 9 เท่า
จะลดลง 9 เท่า

ตารางบันทึกค่าแรงดึงดูดของวัตถุที่มีประจุในระยะห่างที่แตกต่างกันระหว่างพวกมัน ข้อสรุปใดที่สามารถสรุปได้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างแรงและระยะห่างจากตารางนี้

แรงมีขนาดเล็กมากและสามารถละเลยได้
แรงจะลดลงตามระยะทาง
การพึ่งพาอาศัยกันไม่ได้ถูกติดตาม
เมื่อ r มากกว่า 10 ซม. แรงจะกลายเป็น 0

ทิศทางของแรงคูลอมบ์ที่กระทำต่อประจุบวกที่วางอยู่ตรงกลางสี่เหลี่ยมจัตุรัสตรงมุมซึ่งมีประจุอยู่: (+q), (+q), (-q), (-q) ?

ให้เราพิจารณาวิธีแก้ปัญหาสุดท้ายด้วยสายตา

เรามุ่งเน้นไปที่หลักการของการซ้อนทับที่ใช้ในงานนี้:

เรากำหนดทิศทางของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อประจุที่กำหนด
เราสร้างผลรวมเวกเตอร์ของแรงที่ระบุ
แรงที่เกิดขึ้นคือเวกเตอร์ที่พุ่งจากจุดเริ่มต้นของการก่อสร้างจนถึงจุดสิ้นสุดของเทอมสุดท้ายของเวกเตอร์

การตรวจสอบและประเมินตนเองของงาน:

นี่คือคะแนน "เริ่มต้น" ของคุณ เมื่อบทเรียนดำเนินต่อไป คุณสามารถเปลี่ยนแปลงให้ดีขึ้นได้

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

กฎของคูลอมบ์ที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น กำหนดคุณลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของอันตรกิริยาของประจุไฟฟ้าแบบจุดในสุญญากาศ อย่างไรก็ตาม กฎหมายฉบับนี้ไม่ได้ตอบคำถามที่สำคัญมากเกี่ยวกับกลไกการโต้ตอบของค่าธรรมเนียม เช่น โดยที่การกระทำของประจุหนึ่งถูกส่งไปยังอีกประจุหนึ่ง การค้นหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ทำให้นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเอ็ม. ฟาราเดย์ตั้งสมมติฐานเรื่องการมีอยู่ของสนามไฟฟ้าซึ่งได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์จากการวิจัยในภายหลัง ตามแนวคิดของฟาราเดย์ ประจุไฟฟ้าไม่ได้กระทำต่อกันโดยตรง แต่ละตัวสร้างสนามไฟฟ้าในพื้นที่โดยรอบ สนามของประจุหนึ่งจะกระทำกับอีกประจุหนึ่ง และในทางกลับกัน

วิดีโอสาธิต:

"ชาร์จลูกบอลในสนามไฟฟ้า"

จากทั้งหมดที่กล่าวมาช่วยให้เราให้คำจำกัดความต่อไปนี้:

สนามไฟฟ้าเป็นสสารชนิดพิเศษที่เกิดอันตรกิริยาของประจุไฟฟ้า

คุณสมบัติของสนามไฟฟ้า

สนามไฟฟ้าคือวัสดุ เช่น มีอยู่โดยไม่คำนึงว่าเราจะมีความรู้เรื่องนี้หรือไม่
กำเนิดจากประจุไฟฟ้า: มีสนามไฟฟ้ารอบๆ ตัวประจุใดๆ

สนามที่สร้างขึ้นโดยประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่งเรียกว่าไฟฟ้าสถิต

สนามไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้นได้จากสนามแม่เหล็กสลับ สนามไฟฟ้าดังกล่าวเรียกว่าสนามกระแสน้ำวน

สนามไฟฟ้าแพร่กระจายในอวกาศด้วยความเร็วจำกัดเท่ากับความเร็วแสงในสุญญากาศ

ผลกระทบของสนามไฟฟ้าต่อประจุไฟฟ้า

สนามไฟฟ้าถือได้ว่าเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายค่าความแรงของสนามไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนดในอวกาศ
สนามไฟฟ้าเป็นหนึ่งในองค์ประกอบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสนามเดียวและการรวมตัวกันของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า

การสาธิตคลิปวิดีโอ:

“เส้นแรงของสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ”;

"เส้นสนามของสนามไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ"

มีความจำเป็นต้องแนะนำคุณลักษณะเชิงปริมาณของสาขานี้ หลังจากนี้สนามไฟฟ้าสามารถนำมาเปรียบเทียบกันและสามารถศึกษาคุณสมบัติของสนามไฟฟ้าต่อไปได้

ในการศึกษาสนามไฟฟ้า เราจะใช้ประจุทดสอบ โดยประจุทดสอบเราหมายถึงประจุจุดบวกที่ไม่เปลี่ยนสนามไฟฟ้าที่กำลังศึกษา

ปล่อยให้สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยจุดประจุ q0 หากมีประจุทดสอบ q1 เข้าไปในสนามนี้ แรง [~\vec F] จะกระทำกับประจุนั้น

โปรดทราบว่าในหัวข้อนี้เราใช้ประจุสองแบบ: แหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้า q0 และประจุทดสอบ q1 สนามไฟฟ้ากระทำต่อประจุทดสอบ q1 เท่านั้น และไม่สามารถกระทำต่อแหล่งกำเนิดได้ เช่น ต่อการชาร์จ q0

ตามกฎของคูลอมบ์ แรงนี้เป็นสัดส่วนกับประจุ q1:

[~ F = k \cdot \frac(q_0 \cdot q_1)(r^2)]

ดังนั้น อัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อประจุ q1 ที่จุดที่กำหนดในสนามต่อประจุนี้ที่จุดใดๆ ในสนาม:

[\frac(F)(q_1) = k \cdot \frac(q_0)(r^2)] , -

ไม่ขึ้นอยู่กับประจุที่วางไว้ q1 และถือได้ว่าเป็นคุณลักษณะของสนาม ลักษณะความแรงของสนามนี้เรียกว่าความแรงของสนามไฟฟ้า

เช่นเดียวกับแรง ความแรงของสนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์และเขียนแทนด้วยตัวอักษร [~\vec E]

ความแรงของสนามไฟฟ้าเท่ากับอัตราส่วนของแรงที่สนามกระทำต่อประจุแบบจุดต่อประจุนี้:

[~\vec E = \frac(\vec F)(q)]

ใน SI ความตึงเครียดจะแสดงเป็นนิวตันต่อคูลอมบ์ (N/C)

ความแรงของสนามไฟฟ้าเป็นปริมาณทางกายภาพของเวกเตอร์
ทิศทางของเวกเตอร์เกิดขึ้นพร้อมกันที่แต่ละจุดในอวกาศพร้อมกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุทดสอบบวก

ฟิสิกส์ แค่นาทีเดียว

แรงดึงเป็นลักษณะความแรงของสนามไฟฟ้า

ถ้าที่จุด A ประจุ q > 0 แล้วเวกเตอร์และมีทิศทางไปในทิศทางเดียวกัน ที่คิว< 0 эти векторы направлены в противоположные стороны.

ทิศทางของเวกเตอร์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับเครื่องหมายของประจุ q ที่สนามกระทำ แต่เป็นทิศทางของแรง (รูปที่ 1, a, b)

หลักการซ้อนทับของสนาม

ความเข้ม ณ จุดหนึ่งของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุหลายประจุ q1, q2, q3, ... จะเป็นอย่างไร?

ให้เราวางประจุทดสอบ q ณ จุดนี้ ให้ F1 เป็นแรงที่ประจุ q1 กระทำต่อประจุ q; F2 คือแรงที่ประจุ q2 กระทำต่อประจุ q เป็นต้น จากไดนามิก คุณรู้ว่าหากมีแรงหลายแรงกระทำต่อวัตถุ แรงที่เกิดขึ้นจะเท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของแรง นั่นคือ

[~\vec F = \vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3 + \ldots]

แบ่งด้านซ้ายและด้านขวาของสมการด้วย q:

[~\frac(\vec F)(q) = \frac(\vec F_1)(q) + \frac(\vec F_2)(q) + \frac(\vec F_3)(q) + \ldots]

หากเราคำนึงว่า [\frac( \vec F)(q) = \vec E] เราจะได้สิ่งที่เรียกว่าหลักการของการซ้อนทับของสนาม

ความแรงของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุหลายประจุ q1, q2, q3, ... ณ จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ เท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของจุดแข็ง [\vec E_1, \, \vec E_2, \, \vec E_3 ] , ... ฟิลด์ที่สร้างขึ้นโดยแต่ละค่าธรรมเนียมเหล่านี้:

[~\vec E = \vec E_1 + \vec E_2 + \vec E_3 + \ldots]

ด้วยหลักการของการซ้อน การค้นหาความแรงของสนามของระบบประจุแบบจุด ณ จุดใดๆ ก็เพียงพอแล้วที่จะทราบนิพจน์สำหรับความแรงของสนามของประจุแบบจุด รูปที่ 4, a, b แสดงให้เห็นว่าความแรง [~\vec E] ของสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุสองประจุถูกกำหนดทางเรขาคณิตอย่างไร

ในการพิจารณาความแรงของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยวัตถุที่มีประจุซึ่งมีขนาดจำกัด (ไม่ใช่ประจุแบบจุด) คุณต้องดำเนินการดังนี้ แบ่งร่างกายออกเป็นองค์ประกอบเล็ก ๆ ซึ่งแต่ละส่วนถือได้ว่าเป็นประเด็น กำหนดประจุขององค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้และค้นหาความแรงของสนามที่สร้างขึ้นโดยองค์ประกอบทั้งหมด ณ จุดที่กำหนด หลังจากนั้น ให้บวกแรงดึงจากทุกองค์ประกอบของร่างกายในเชิงเรขาคณิต แล้วหาค่าความแรงของสนามไฟฟ้าที่ได้ สำหรับร่างกายที่มีรูปร่างซับซ้อน นี่เป็นเรื่องยาก แต่โดยหลักการแล้วปัญหาสามารถแก้ไขได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ คุณจำเป็นต้องรู้ว่าประจุถูกกระจายไปยังร่างกายอย่างไร

เส้นตึง

สนามไฟฟ้าไม่ส่งผลต่อประสาทสัมผัส เราไม่เห็นเขา อย่างไรก็ตาม การกระจายตัวของสนามในอวกาศสามารถมองเห็นได้ ในปี ค.ศ. 1845 ไมเคิล ฟาราเดย์ นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเสนอให้วาดภาพสนามไฟฟ้าโดยใช้เส้นแรง และได้รับแผนที่ต้นฉบับหรือแผนภาพสนาม

เส้นแรง (หรือเส้นแรงดึง) คือเส้นจินตภาพที่กำกับในอวกาศ ซึ่งเป็นเส้นสัมผัสที่แต่ละจุดเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของเวกเตอร์แรงดึงที่จุดนั้น (รูปที่ 5)

จากรูปแบบของเส้นสนามเราสามารถตัดสินได้ไม่เพียงแต่ทิศทางของเวกเตอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงมูลค่าของมันด้วย แท้จริงแล้ว สำหรับประจุแบบจุด ความแรงของสนามจะเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้ประจุ และเส้นสนามจะมีความหนาแน่นมากขึ้น (รูปที่ 6) ในกรณีที่เส้นแรงหนาขึ้น ความตึงเครียดก็จะมากขึ้น และในทางกลับกัน

จำนวนเส้นแรงต่อหน่วยพื้นที่ผิวที่อยู่ในแนวปกติกับเส้นแรงจะเป็นสัดส่วนกับโมดูลัสของแรงดึง

ภาพสายไฟ

การสร้างภาพเส้นสนามของวัตถุที่มีประจุที่แม่นยำนั้นเป็นงานที่ยาก ก่อนอื่นเราต้องคำนวณความแรงของสนาม E(x, y, z) เป็นฟังก์ชันของพิกัด แต่นี่ยังไม่เพียงพอ ยังมีงานยากในการวาดเส้นต่อเนื่องเพื่อให้แต่ละจุดของเส้นสัมผัสกันตรงกับทิศทางของความตึงเครียด [~\vec E] วิธีที่ง่ายที่สุดในการมอบหมายงานดังกล่าวคือคอมพิวเตอร์ที่ใช้โปรแกรมพิเศษ

อย่างไรก็ตาม ไม่จำเป็นเสมอไปที่จะต้องสร้างภาพการกระจายตัวของเส้นสนามที่แม่นยำเสมอไป บางครั้งก็เพียงพอที่จะวาดภาพโดยประมาณโดยไม่ลืมว่า:

เส้นแรงเป็นเส้นเปิด โดยเริ่มต้นบนพื้นผิวของวัตถุที่มีประจุบวก (หรือที่ระยะอนันต์) และสิ้นสุดบนพื้นผิวของวัตถุที่มีประจุลบ (หรือที่ระยะอนันต์)
เส้นสนามจะไม่ตัดกัน เนื่องจากในแต่ละจุดของสนาม เวกเตอร์ความเข้มจะมีทิศทางเดียวเท่านั้น
ระหว่างประจุเส้นแรงจะไม่ถูกรบกวนทุกที่

รูปที่ 7-10 แสดงรูปแบบของเส้นสนาม: ลูกบอลที่มีประจุบวก (รูปที่ 7); ลูกบอลที่มีประจุต่างกันสองลูก (รูปที่ 8) ลูกบอลที่มีประจุคล้ายกันสองลูก (รูปที่ 9) แผ่นสองแผ่นที่มีประจุมีขนาดเท่ากันและมีเครื่องหมายตรงข้าม (รูปที่ 10)

รูปที่ 10 แสดงให้เห็นว่าในช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก ซึ่งอยู่ห่างจากขอบแผ่นเปลือกโลก เส้นแรงจะขนานกัน: สนามไฟฟ้าตรงนี้จะเท่ากันทุกจุด

สนามไฟฟ้าที่มีความแรงเท่ากันทุกจุดในอวกาศเรียกว่า

การวิเคราะห์งาน

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้หลักการซ้อนทับของสนาม

(ใช้ 2008) A19. รูปนี้แสดงเส้นความแรงของสนามไฟฟ้า ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งในอวกาศ แรงดึงสูงสุดที่จุดใด?
(ใช้ 2010) A17. ทิศทางใดที่จุด O เป็นเวกเตอร์ของความแรงของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยประจุสองประจุที่มีชื่อเดียวกัน
(ใช้ 2007) A19. กำหนดความแรงของสนามที่กึ่งกลางของสี่เหลี่ยมจัตุรัสซึ่งมีประจุอยู่ตรงมุม: (+q), (+q), (-q), (-q)?
(ใช้ 2008 สาธิต) A17. รูปนี้แสดงตำแหน่งของประจุไฟฟ้าสองจุดที่อยู่นิ่ง + 2q และ - q

การรวมวัสดุ (งานโดยใช้การ์ด) (5-7 นาที)
การบ้าน: §40; หมายเลข 40.1; 40.2; งานส่วนบุคคลโดยใช้การ์ด

วรรณกรรม

Zhilko, V.V. ฟิสิกส์: หนังสือเรียน เบี้ยเลี้ยงสำหรับเกรด 11 การศึกษาทั่วไป สถาบันที่มีภาษารัสเซีย ภาษา การฝึกอบรมระยะเวลาการศึกษา 12 ปี (ระดับพื้นฐานและขั้นสูง) /V. วี. ชิลโก, แอล. จี. มาร์โควิช. — ฉบับที่ 2 ปรับปรุงใหม่ — มินสค์: นาร์ แอสเวตา, 2551. - หน้า 75, 80-85.
คาบาร์ดิน O.F., V.A. ออร์ลอฟ, อี.อี. Evenchik, S.Ya. ชามาช, เอ.เอ. พินสกี, S.I. คาบาดินา, ยู.ไอ. ดิ๊ก, จี.จี. Nikiforov, N.I. เชฟเฟอร์ “ฟิสิกส์. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10”, “การตรัสรู้”, 2010;
บอลซุน. ฟิสิกส์ในคำถามและคำตอบการสอบ ซีรีส์ติวเตอร์ตามบ้าน.
Myakishev G.Ya. ฟิสิกส์: ไฟฟ้าพลศาสตร์. เกรด 10-11: หนังสือเรียน เพื่อศึกษาฟิสิกส์เชิงลึก / G.Ya. Myakishev, A.Z. ซินยาคอฟ ปริญญาตรี สโลโบดสคอฟ. - อ.: อีแร้ง, 2548. - 476 หน้า

สื่อการศึกษาที่เกี่ยวข้อง:

บทเรียน 57 หัวข้อ: สนามไฟฟ้า. ความแรงของสนามไฟฟ้า หลักการซ้อนทับของสนาม เป้า: การเปิดเผยลักษณะวัสดุของสนามไฟฟ้าและการก่อตัวของแนวคิดเรื่องความแรงของสนามไฟฟ้า

วัตถุประสงค์ของบทเรียน: ทำความคุ้นเคยกับนักเรียนเกี่ยวกับลักษณะกำลังของสนามไฟฟ้า

∙ เพื่อสร้างความรู้แบบไม่เป็นทางการในการตีความแนวคิดเรื่องความแรงของสนามไฟฟ้า

∙ ปลูกฝังทัศนคติที่มีสติต่อการเรียนรู้และความสนใจในการศึกษาฟิสิกส์

บทเรียน: การเรียนรู้เนื้อหาใหม่ อุปกรณ์: ปลอกโลหะน้ำหนักเบาทำจากฟอยล์ แท่งลูกแก้ว ขนนกบนขาตั้ง เครื่องอิเล็กโทรฟอร์ ลูกบอลบนเส้นไหม แผ่นตัวเก็บประจุ การนำเสนอ แฟลชแอนิเมชั่น ความคืบหน้าของบทเรียน

การทำซ้ำสิ่งที่ได้เรียนรู้

กำหนดกฎของคูลอมบ์ ความหมายทางกายภาพของสัมประสิทธิ์ k คืออะไร? กำหนดขอบเขตของการบังคับใช้กฎของคูลอมบ์หรือไม่?

การเขียนตามคำบอกทางกายภาพ กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า กฎของคูลอมบ์ -การตรวจสอบร่วมกัน) การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

1.สามารถสร้างประจุไฟฟ้าได้หรือไม่?2. เราสร้างประจุไฟฟ้าเมื่อทำให้เกิดไฟฟ้าหรือไม่3. ประจุสามารถแยกออกจากอนุภาคได้หรือไม่4. ร่างกายที่มีประจุบวกรวมของอนุภาคเท่ากับประจุลบรวมของอนุภาคคือ…..5 แรงอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคมีประจุเมื่อประจุของอนุภาคใดๆ เหล่านี้เพิ่มขึ้น.....6. เมื่อประจุถูกวางลงบนตัวกลาง พลังแห่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุเหล่านั้น....7. เมื่อระยะห่างระหว่างประจุเพิ่มขึ้น 3 เท่า แรงปฏิสัมพันธ์……8 ปริมาณที่แสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวกลางเรียกว่า...9. ค่าไฟฟ้าวัดได้ในหน่วยใด?( 1 ใช่; 2. ไม่; 3. ไม่; 4. เป็นกลาง; 5. เพิ่มขึ้น; 6. ลดลง; 7. จะลดลง 9 เท่า; 8. ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก; 9. ในจี้)

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

อันตรกิริยาของประจุตามกฎของคูลอมบ์เป็นข้อเท็จจริงที่สร้างขึ้นจากการทดลอง - สไลด์ 1 )อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้เปิดเผยภาพทางกายภาพของกระบวนการโต้ตอบนั้นเอง และไม่ได้ตอบคำถามว่าการกระทำของประจุหนึ่งต่ออีกประจุหนึ่งเกิดขึ้นได้อย่างไร การทดลอง 1 (มีปลอก) ค่อยๆ นำแผ่นลูกแก้วที่อยู่ในแนวตั้งมาวางบนปลอกฟอยล์โลหะสีอ่อนที่ห้อยอยู่บนด้าย โดยชาร์จด้วยขนสัตว์ก่อนหน้านี้ -เกิดอะไรขึ้น?(ไม่มีการสัมผัสแต่แขนเสื้อเบี่ยงเบนไปจากแนวตั้ง) การทดลองที่ 2 (เครื่องอิเล็กโตรฟอร์ แผ่นตัวเก็บประจุทรงกลม ลูกเทนนิสแขวนอยู่บนเส้นไหม ) เมื่อชาร์จแผ่นแล้วเราจะสังเกตการเคลื่อนที่ของลูกบอลระหว่างแผ่นเหล่านั้น ทำไมนี่คือวิธีที่ปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นในระยะไกล บางทีอาจเป็นอากาศระหว่างร่างกาย? การทดลองที่ 3 (ชมภาพวิดีโอ, ภาพเคลื่อนไหวแบบแฟลช) ขณะสูบอากาศออก เราสังเกตว่าใบของอิเล็กโทรสโคปยังคงผลักกันต่อไป สรุปได้อะไรบ้าง? ( อากาศไม่มีส่วนร่วมในการโต้ตอบ ) ปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นได้อย่างไร?ฟาราเดย์ให้คำอธิบายดังนี้: มีสนามไฟฟ้าอยู่รอบๆ ประจุไฟฟ้าทุกครั้ง - สไลด์ 2)เพื่อกำหนดลักษณะของ E.P. คุณต้องป้อนค่าลักษณะแรกของสนามคือความเข้ม ให้เราหันไปหากฎของคูลอมบ์อีกครั้ง ( สไลด์ 3 ) ลองพิจารณาผลกระทบของสนามต่อประจุที่เข้าสู่สนามของประจุทดสอบ……………………………………………… ดังนั้น หากเราดูอัตราส่วน เราจะได้ค่าที่จะกำหนดลักษณะการทำงานของฟิลด์ในจุดที่กำหนดซึ่งแสดงด้วยตัวอักษร E

ความตึงเครียดอีพี

ความตึงเครียดอีพี ไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของประจุ ซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ (ลักษณะแรงของสนาม) โดยจะแสดงด้วยแรงที่สนามกระทำต่อประจุที่อยู่ในสนามนี้ เมื่อแทนนิพจน์ของแรงลงในสูตร เราจะได้นิพจน์ของความแรงของสนามของจุดประจุ

คุณจะกำหนดลักษณะของฟิลด์ที่สร้างขึ้นจากประจุหลาย ๆ ได้อย่างไร?เราต้องใช้การบวกเวกเตอร์ของแรงที่กระทำต่อประจุที่เข้าสู่สนาม และได้ความเข้มข้นของ E.P. กรณีนี้เรียกว่า Superposition Principle( สไลด์ 6)การทดลองที่ 4 การทดลองสาธิตสเปกตรัมของสนามไฟฟ้า (1. การทดลองกับสุลต่านที่ติดตั้งบนแท่นฉนวนและชาร์จจากเครื่องฟอยล์ไฟฟ้า 2. การทดลองกับแผ่นตัวเก็บประจุซึ่งมีแถบกระดาษติดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง) สะดวกในการพรรณนา สนามไฟฟ้าที่มีเส้นกราฟิก - POWER LINES FIELD LINES เป็นเส้นที่แสดงทิศทางของแรงที่กระทำในสนามนี้กับอนุภาคที่มีประจุบวกที่วางอยู่ในนั้น ( สไลด์ 9,10,11)

เส้นสนามที่สร้างขึ้นโดยอนุภาคที่มีประจุบวก (a) และลบ (b)
กรณีที่น่าสนใจที่สุดคือ E.P. สร้างขึ้นระหว่างแผ่นประจุยาวสองแผ่น จากนั้นจะมีการสร้าง EP ที่เป็นเนื้อเดียวกันระหว่างพวกเขา + - 1 2 3 คำอธิบายหลักการของการซ้อนโดยใช้การแสดงภาพกราฟิก ( สไลด์11,12,13)สาม.การรวมความรู้ ความสามารถ ทักษะ

ทบทวนคำถาม

∙ การวิเคราะห์คำถาม:

ก) เราจะเข้าใจได้อย่างไรว่ามีสนามไฟฟ้าอยู่ที่จุดที่กำหนด?

b) เราจะเข้าใจได้อย่างไรว่าความตึงเครียดที่จุด A มากกว่าความตึงเครียดที่จุด B?

c) เราจะเข้าใจได้อย่างไรว่าความเข้มข้น ณ จุดที่กำหนดในสนามคือ 6 N/kl?

d) ค่าใดที่สามารถกำหนดได้หากทราบความเข้ม ณ จุดที่กำหนดในสนาม?

∙ 2. การวิเคราะห์ปัญหาเชิงคุณภาพ

800. ประจุสองประจุที่มีขนาดเท่ากันอยู่ห่างจากกัน ในกรณีใดความตึงเครียด ณ จุดหนึ่งซึ่งมีระยะห่างมากกว่ากันครึ่งหนึ่ง: ถ้าประจุเหล่านี้เหมือนหรือต่างกัน?- (ไม่เหมือนกัน ด้วยประจุแต้มชื่อเดียวกัน ความตึงเครียดจะเป็นศูนย์)

801. ทำไมนกถึงบินออกจากสายไฟฟ้าแรงสูงเมื่อเปิดกระแสไฟ? (เมื่อเปิดกระแสไฟฟ้าแรงสูง ประจุไฟฟ้าสถิตจะปรากฏขึ้นบนขนของนก ส่งผลให้ขนของนกขนแปรงและแยกออกจากกัน (เช่น พู่ของขนนกกระดาษที่เชื่อมต่อกับเครื่องไฟฟ้าสถิต) สิ่งนี้ทำให้นกตกใจกลัว มันหลุดออกจากสายไฟ)

∙ การวิเคราะห์ปัญหาการคำนวณ [ริมเควิช เอ.พี. ชุดปัญหาทางฟิสิกส์เกรด 10-11 – อ.: อีสตาร์ด, 2546.]:

698. ณ จุดใดจุดหนึ่งในสนาม แรง 0.4 μN กระทำต่อประจุ 2 nC ค้นหาความแรงของสนาม ณ จุดนี้ (200 โวลต์/เมตร)

699. แรงใดที่กระทำต่อประจุ 12 nC ที่จุดที่ความแรงของสนามไฟฟ้าเท่ากับ 2 กิโลนิวตัน/Cl? (24 ไมโครนิวตัน)

สรุปบทเรียน.

วรรณกรรม:

หนังสือเรียนฟิสิกส์ 10, B. Krongar, V. Kem, N. Koyshibaev สำนักพิมพ์ "Mektep" 2553

[ทัลชินสกี้ ม.อี. ปัญหาเชิงคุณภาพทางฟิสิกส์ในโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย – อ.: การศึกษา, 2515.]:

ริมเควิช เอ.พี. ชุดปัญหาทางฟิสิกส์เกรด 10-11 – อ.: อีสตาร์ด, 2546

วี.เอ.วอลคอฟ เพื่อช่วยเหลือครูโรงเรียน