Електричне поле (уроки 1 - 11)

Вивчаємо тему

 "ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОЛЕ "( 11 год) 

КОНТРОЛЬНА РОБОТА №1 - 27 вересня 2018 року

Шановні учні, інформацію до уроків цієї теми ви знайдете в публікаціях попередніх років та нових.

Урок 1. Електричне поле
Урок 2. Напруженість електричного поля
Урок 3.  Взаємодія електричних тіл
Урок 4. Провідники в електричному полі
Урок 5. Діелектрики в електричному полі
Урок 6. Робота під час переміщення заряду в однорідному електростатичному полі

Урок 7. Розв'язування задач
Урок 8. Електроємність. Електроємність плоского конденсатора.

Урок 9. Види конденсаторів. З’єднання конденсаторів

Урок 10. Розв'язування задач

Урок 11. Контрольна робота №1

Урок 10. Розв'язування задач

НА УРОЦІ РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ:

   1. Два заряди по 3,3·10-8 Кл, розділені шаром слюди, взаємодіють з силою    5.10-2 Н. Визначити товщину шару слюди, якщо її діелектрична проникність дорівнює 8.

   2. Напруженість електричного поля конденсатора ємністю 0,8 мкФ дорівнює 10³ В/м. Визначити енергію конденсатора, якщо відстань між його обкладками 1 мм.

   3. З яким прискоренням рухається електрон у полі, напруженість якого становить 20 кВ/м?

   4. В металевій кулі радіусом 3 см надали заряду 16 нКл. Визначити поверхневу густину заряду і напруженість поля в точках, віддалених від центра кулі на 2 см і 4 см.

   5. Електрон, рухаючись під дією електричного поля, збільшив свою швидкість з 10 до 30 Мм/с. Визначити різницю потенціалів між початковою та кінцевою точками переміщення.

   6. Плоский конденсатор складається з двох пластин площею 80 см2 кожна. Між пластинами повітря. На одній пластині заряд 4·10-9 Кл, напруга між пластинами 180В. Знайти відстань між пластинами.   

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підготуватися до КР №1 "Електричне поле":
1. Підручник (Кор.): повторити §§1-15.
2. Ревізія задач з вправ 1-11.


 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Відео "Електричне поле. Конденсатор. Розв'язування задач" >>>
2. Відео "Основні закони електростатики" >>>
3. Відео "Електростатика" >>>

4. Відео "Конденсатор і його властивості" >>>

Урок 6. Робота під час переміщення заряду в однорідному електростатичному полі. Потенціал електричного поля.

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Робота під час переміщення заряду в однорідному   електростатичному полі. 
2. Потенціал електричного поля.  

3. Різниця потенціалів. 
4. Зв'язок напруженості електричного поля з різницею потенціалів.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити §5, опрацювати §15.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відеоматеріали >>>
Відео "Властивості електричного потенціалу" >>>

Запитання для самоперевірки

1. За яких умов в електричному полі виконується робота?

2. Від чого залежить робота в однорідному електричному полі?

3. Як довести, що робота в електричному полі не залежить від шляху?

4. Чому робота при русі зарядженого тіла замкнутою траєкторією дорівнює нулю?

5. Чому електростатичне поле потенціальне?

На уроці ми дізналися

·       Відношення потенціальної енергії Wр заряду q, поміщеного в дану точку поля, до цього заряду називається потенціалом електростатичного поля в цій точці:

·       Різниця потенціалів між двома точками дорівнює відношенню роботи поля під час переміщення заряду з початкової точки в кінцеву до цього заряду:

·       Різниця потенціалів між двома точками поля дорівнює 1 В, якщо під час переміщення заряду в 1 Кл із однієї точки в іншу електричне поле виконує роботу в 1 Дж:

·       Напруженість електричного поля дорівнює різниці потенціалів, що припадає на одиницю довжини уздовж лінії напруженості:

·       Напруженість однорідного поля дорівнює 1 В/м, якщо різниця потенціалів між двома точками, з’єднаними вектором завдовжки 1 м і спрямованим уздовж напруженості поля, дорівнює 1 В.

·       Поверхні рівного потенціалу називають еквіпотенціальними поверхнями.

Урок 5. Діелектрики в електричному полі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Діелектрики в електричному полі. 
 2. Поляризація  діелектриків. 
 3. Діелектрична проникність речовини. 
 4. Вплив  електричного поля на живі організми.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити §5, опрацювати §15.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відеоматеріали >>>

1. Діелектрик або ізолятор складається з нейтральних атомів або молекул. Електрони і ядра в нейтральному атомі зв”язані між собою і не можуть переміщатися під дією поля по всьому об”єму тіла, як вільні заряди провідника. Всередині діелектрика може існувати електричне поле.

Розглянемо атом водню. Додатній заряд зосереджений в центрі атома. Електрон рухається навколо ядра з великою швидкістю: один оберт за 10 –15 с. Це дає підставу вважати, що центр розподілу від”ємного заряду припадає на середину атома, тобто збігається з додатньо зарядженим ядром.

Тепер розглянемо молекулу кухонної солі NaCl. Атом Na має один валентний електрон, слабо зв”язаний з атомом, а Cl – сім валентних електронів. Під час утворення молекули Cl захоплює валентний електрон Na. Обидва нейтральні атоми перетворились на систему з двох іонів протилежних знаків.

Центр розподілу додатнього заряду припадає на іон натрію, а від”ємного на іон хлора, тобто утворюється електричний диполь (твердий).

Електричним диполем наз. нейтральну в цілому систему двох однакових за модулем і протилежних за знаком точкових зарядів, що перебувають на де-якій відстані один від одного.

Отже, діелектрики можна поділити на такі види:

Неполярні – що складаються з атомів або молекул, у яких центри розподілу додатніх і від”ємних зарядів збігаються (інертні гази, кисень, водень).

Полярні – що складаються з молекул, у яких центри розподілу додатніх і від”ємних зарядів не збігаються (спирт, вода, сіль,…).

2. Поляризацією діелектрика називають зміщення додатніх і від”ємних зв”язаних зарядів діелектрика в протилежні боки під дією електричного поля.

В полярному діелектрику тепловий рух зумовлює хаотичну орієнтацію електричних диполів. На поверхні і в об”ємі діелектрика електричний заряд рівний нулю. І напруженість електричного поля рівна нулю.

Помістимо діелектрик в однорідне електричне поле (між двома металевими пластинами). З боку електричного поля на диполь буде діяти сила, яка прагне розвернути диполь вздовж силових ліній поля.

Біля додатньої пластини на поверхні діелектрика виникають від”ємні заряди диполів, а біля від”ємної – додатні. Тому на поверхні діелектрика виникає зв”язаний заряд. В об”ємі зв”язаний заряд рівний нулю.

В неполярному діелектрику під дією поля молекули деформуються і їх можна розглядати як пружні електричні диполі.

Отже, діелектрик, вміщений в електричне поле, поляризується.

Електричне поле поляризаційних зарядів завжди спрямоване назустріч зовнішньому полю, тому зовнішнє поле всередині діелектрика послаблюється (але не компенсується повністю, як у провідниках), а поблизу діелектрика поле спотворюється.

3. Зв”язаний заряд створює в діелектрику електричне поле Е1, що спрямоване проти напруженості зовнішнього поля зарядів на пластинах Е0. Через це поле всередині діелектрика послаблюється. Напруженість результуючого поля становить:

Е = Е0 – Е1.

Для характеристики електричних властивостей діелектрика вводять фізичну величину – діелектричну проникливість.

Діелектрична проникливість середовища – це фізична величина, що показує, у скільки разів модуль напруженості електричного поля Е всередині діелектрика менший за модуль напруженості поля Е0 у вакуумі:

Напруженість електричного поля точкового заряду або зарядженої кулі, які вміщені в однорідний діелектрик:

Закон Кулона для зарядів в однорідному діелектрику:

Урок 4. Провідники в електричному полі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Речовина в електричному полі.
2. Провідники в електричному полі.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити §4.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Відео "Провідники в електричному полі" >>>
Моделювання "Електричне поле чудес" >>>

   Речовини, внесені в електричне поле, можуть суттєво змінити його. Це пов’язано з тим, що речовина складається з заряджених частинок. При наявності зовнішнього поля відбувається перерозподіл заряджених частинок, і в речовині виникає власне електричне поле. Повне електричне поле Е складається з зовнішнього поля Е₀ і  внутрішнього поля Е’ яке створюють заряджені частинки речовини.

   Загалом речовини різноманітні за своїми електричними властивостями. Найбільш широкими класами  речовин є провідники і діелектрики.

Урок 1. Електричне поле

                   Шановні учні!
 Вивчення фізики в 11 класі починаємо з вивчення електродинаміки.

Тема 1. Електричне поле.
 Тематичне оцінювання №1 - 24 вересня.

 БАЖАЮ УСПІХІВ!!! 

  НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Електризація тіл.
2. Два види електричних зарядів.
3. Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона.
4. Електричне поле.
     
  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник (К.): Підручник: §§1, 6. Вправа 3 (1,2)
2. Опрацювати конспект.
3. Бажаючим:  Зробити іскри разом із Джоном Траволтою.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Відеоматеріали >>>
1. Інтернет-урок "Що таке електродинаміка. Електрон. Будова атома"/
2. Інтернет-урок "Електризація тіл. Два роди зарядів. Закон збереження електричного заряду"/

3. Інтернет-урок "Електричне поле. Напруженість. Лінії напруженості".

4. Відео: Досліди Йоффе і Міллікена.
5. Моделювання (симуляції) "Джон Травольтаж"

Відеоматеріали: Закон Кулона >>>

Симуляція "Електризація та взаємодія зарядів"  >>>

Урок 36. Енергія магнітного поля

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Енергія магнітного поля котушки зі струмом.
2. Взаємозв’язок електричного і магнітного полів як прояв єдиного електромагнітного поля.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник (К.): вивчити §39; вправа 21(1).
2. Підготуватися до ЛР №5 "Дослідження явища електромагнітної індукції" (01.12)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Інтернет-урок "Енергія магнітного поля"

Урок 6. Робота під час переміщення заряду в однорідному електростатичному полі

1. Робота під час переміщення заряду в однорідному електростатичному полі.

2. Потенціал електричного поля.

3. Різниця потенціалів.

4. Зв’язок напруженості електричного поля з різницею потенціалів.

Запитання для самоперевірки

1. За яких умов в електричному полі виконується робота?

2. Від чого залежить робота в однорідному електричному полі?

3. Як довести, що робота в електричному полі не залежить від шляху?

4. Чому робота при русі зарядженого тіла замкнутою траєкторією дорівнює нулю?

5. Чому електростатичне поле потенціальне?

6. Робота з переміщення зарядженого тіла в електричному полі не залежить від форми траєкторії руху.

Розв'язуємо задачі.

  1. Робота з переміщення зарядженого тіла в електричному полі не залежить від форми траєкторії руху, а визначається положенням початкової і кінцевої точок руху.

  2. Яку роботу виконує однорідне електростатичне поле на пруженістю 50 Н/Кл при переміщенні тіла із зарядом 4 мкКл на 5 см у напрямі, який утворює кут 60° з напрямом лінії на пруженості поля?

  3. Яке значення електричного заряду тіла, якщо при його переміщенні на 10 см в однорідному електричному полі на пруженістю  уздовж силової лінії виконано робо ту  Дж?

  4. Лінії напруженості однорідного електричного поля на пруженістю 500 Н/Кл напрямлені вздовж осі ОХ прямокутної системи координат. Визначити роботу з переміщення тіла з зарядом 4 мкКл з точки з координатами (2 м; 1 м) у точку з координатами (3 м; 4 м).

  5. Частинка масою  кг і зарядом 1 мкКл влітає в одно рідне електричне поле з напруженістю 1000 Н/Кл перпенди кулярно до ліній напруженості поля. Визначити роботу поля за першу мілісекунду.

  6. Електрон рухається в напрямі ліній напруженості однорідного електричного поля з напруженістю 120 Н/Кл. Яку відстань пролетить електрон до повної зупинки, якщо цого початкова швидкість 100 км/с? За який час електрон пролетить цю відстань?

Урок 5. Діелектрики в електричному полі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Речовина в електричному полі. 2. Діелектрики в електричному полі. 3. Поляризація діелектриків. 4. Діелектрична проникність речовини. 5. Вплив електричного поля на живі організми.
  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити §5, опрацювати §15.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ Відеоматеріали "Діелектирики" >>>

Заряди і поля

   Переміщуйте точкові заряди на ігровому полі, а потім розгляньте електричне поле, напругу, еквіпотенціальні лінії і багато іншого.
   Це барвиста, динамічна вільна гра.

Завдання.
 Визначте,  що впливає на взаємодію заряджених тіл.
 Передбачте, як заряджені тіла будуть взаємодіяти.
 Опишіть силу і напрям електричного поля навколо зарядженого тіла.
 Використайте діаграми і вектори для того, щоб допомогти пояснити взаємодією.

Клацніть для запуску

Урок 3. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  
1. Повторили теретичний матеріал.
2. Розв'язали задачі.
         

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): повторити §§1-3,6.Вправа 2.




 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Інтернет-урок Розв’язування задач з теми "Закон Кулона"

Урок 2. Напруженість електричного поля

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Електричне поле.
2. Напруженість електричного поля.
3. Силові лінії електричного поля.
4. Накладання електричних полів.
5. Електричне поле точкових зарядів.
  
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити §§2,3.  Вправа 1.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 Інтернет-урок "Електричне поле. Напруженість. Лінії напруженості".

Урок 1. Електричне поле

                  Шановні учні!
 Вивчення фізики в 11 класі починаємо з вивчення електродинаміки.

Тема 1. Електричне поле.

 Тематичне оцінювання №1 - 22 вересня.

 БАЖАЮ УСПІХІВ!!!

НА УРОЦІ :
     РОЗГЛЯНУЛИ
1. Електризація тіл.
2. Два види електричних зарядів.
3. Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона.
4. Електричне поле.
     ВИКОНАЛИ ЛР №1. Дослідження взаємодії електризованих тіл.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник (К.): Підручник: §§1, 6. Вправа 3 (1,2)
2. Опрацювати конспект.
3. Бажаючим:  Зробити іскри разом із Джоном Траволтою.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Відеоматеріали >>>
1. Інтернет-урок "Що таке електродинаміка. Електрон. Будова атома"/
2. Інтернет-урок "Електризація тіл. Два роди зарядів. Закон збереження електричного заряду"/

3. Інтернет-урок "Електричне поле. Напруженість. Лінії напруженості".

4. Відео: Досліди Йоффе і Міллікена.
5. Моделювання (симуляції) "Джон Травольтаж"
Відеоматеріали: Закон Кулона >>>
Симуляція "Електризація та взаємодія зарядів"  >>>

Готуємося до контрольної роботи

 1. Силова характеристика електричного поля – це його…
     а) робота;
     б) напруженість;
     в) потенціал.
2. Потенціал електричного поля в міжнародній системі одиниць фізичних величин вимірюють у
    а) Дж;
    б) Н;
    в) В.
3. Електроємність двох провідників можна обчислити за формулою…
    а) С = q/U;
    б) C = U/q;
    в) C = qU.
 4. В одній з точок електричного поля потенціальна енергія електричного заряду величиною 400мкКл становить 800мДж. Визначити потенціал даної точки поля.
    а) 2кВ;
    б) 2В;
    в) 32мВ.
5. З якою силою взаємодіють два точкові заряди по 10 нКл в вакуумі на відстані 3 см одне від одного?
6. Два заряди знаходяться у вакуумі на відстані 2 м один від одного. Посередині між ними помістили третій заряд 10-7 Кл. Яка сила діятиме на цей заряд, якщо значення першого і другого відповідно 2•10-7Кл та 4•10-7 Кл ?
7. У простір між пластинами зарядженого конденсатора помістили лист скла. Чи змінилася після цих дій напруженість електричного поля конденсатора? Дайте пояснення.

8. До якої напруги необхідно зарядити конденсатор ємністю 4мкФ, щоб він отримав електричний заряд 4,4.10-4Кл?

БАЖАЮ УСПІХІВ НА КОНТРОЛЬНІЙ РОБОТІ!!!

Діелектрики в електричному полі

Запитання для самоперевірки
1. Яка особдивість будови діелектриків?
2. Яке явище спостерігається при внесенні діелектрика в електричне поле?
3. Що таке діелектрична проникність?
4. Які властивості електретів?


ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Інтернет-урок "Діелектрики в електричному полі"


 2. Відео "Металл и диэлектрик в электрическом поле"


 3. Відео "Діелектрики в електричному полі"

 4. Відео "Діелектрики в електричному полі"

 Домашнє завдання

1. Підручник: §5.
2. Вправа 3 (5,7).

Провідники в електричному полі

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 Запитання для самоперевірки
1. Які речовини називають провідниками?
2. Які електричні заряди називають вільними?
3. Які частинки є носіями вільних зарядів у металах?
4. Що відбувається в металі, поміщеному в електричне поле?
5. Як розподіляється по провіднику наданий йому заряд?
6. Якщо провідник, що знаходиться в електричному полі, розділити на дві частини, як будуть заряджені ці частини?
7. На якому принципі ґрунтується електростатичний захист?
8. У чому полягає явище електростатичної індукції?
9. Над блискавковідводом проходить негативно заряджена хмара. Поясніть на підставі електронних уявлень, чому на вістрі блискавковідводу виникає заряд? Яким є його знак?


ВІДЕО:

1. "Провідники в електричному полі"



2. Електростатична індукція


3. Електростатична індукція


4. Електростатична індукція


5. Електростатичний захист

Домашнє завдання

1. Підручник: §4.
2. Вправа 2 (3 - 4).

Електричне поле чудес

 Граймо в м'яч! Додаємо заряди до Поля чудес і подивимося, як вони реагують на електричне поле. Поверніться на тлі електричного поля і регулюйте напрямок і величину зарядів.

ЗАВДАННЯ
1. Поясніть зв'язок між розміром і напрямом синьої лінії електричного поля та знаком і величиною заряду частинки.
2. Поясніть взаємодію між двома зарядженими частинками і пояснити, чому вони рухаються саме так.
3. Поясніть, що відбувається, коли ви застосовуєте різні зовнішні електричні поля.

Клацніть для запуску

Розв’язування задач з теми "Закон Кулона"

           ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ








1. Інтернет-урок Розв’язування задач з теми "Закон Кулона"



Домашнє завдання

1. Підручник: Повторити §§1 - 3, 6.
2. Вправа 2 (1 - 2).

Електричне поле. Напруженість. Лінії напруженості

Шановні учні!
 Вивчення фізики в 11 класі починаємо з вивчення електродинаміки.
 Тема 1. Електричне поле.

Тематичне оцінювання №1 - 23 вересня.

БАЖАЮ УСПІХІВ!!!




ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Інтернет-урок "Що таке електродинаміка. Електрон. Будова атома"



2. Інтернет-урок "Електризація тіл. Два роди зарядів. Закон збереження електричного заряду"



3. Інтернет-урок "Електричне поле. Напруженість. Лінії напруженості"



4. Відео: Досліди Йоффе і Міллікена



5. Моделювання (симуляції) "Джон Травольтаж"
Завдання:
 Зробіть іскри разом із Джоном Траволтою. Розгойдайте ногу Джона. Спостерігайте як він піднімає заряди з килима. Піднесіть його руку близько до дверної ручки і позбудьтеся від надлишкового заряду.
 Поясніть це явище.

Клацніть для запуску

Нагадую: для роботи із симуляціями (моделюваннями) необхідно встановити на персональному комп’ютері програму JAVA.

Домашнє завдання

1. Підручник: §§1 - 3.
2. Опрацювати конспект.
3. Вправа 1 (1,2).