Разработка урока на тему: Электрическое поле. Напряженность электрического поля.

Тема урока: Электрическое поле. Напряженность электрического поля.
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.

Ответы учащихся собрать.
IV. На доске заготовлена, пока закрытая от учащихся, краткая запись задачи, которую необходимо решить.
Задача: На заряд Кл в некоторой точке электрического поля действует сила 0,015Н. Определить напряжённость поля в этой точке.
Дано:                                               Решение:
q = Кл                                                                                              
     ?                                            Ответ: 
V. Домашнее задание


Тема: Потенциал и разность потенциалов.
Связь между напряжённостью и разностью потенциалов.

Цели урока: обучить навыкам нахождения работы по перемещению заряда в электрическом поле, показать взаимосвязь между напряжённостью и разностью потенциалов, добиться овладения и закрепления качества знаний, дать практику в решении задач.
Дидактическая: обучить навыкам нахождения работы по перемещению заряда в электрическом поле, показать взаимосвязь между напряжённостью и разностью потенциалов, добиться овладения и закрепления качества знаний, дать практику в решении задач.Воспитательная: сформировать устойчивое осознанное отношение к изучаемому материалу, формировать привычку оказывать помощь товарищам в учении, умения ставить цели и стремления добиваться их.Развивающая: развивать умения работать в должном темпе, готовность к знанию, организованность, умение владеть собой и преодолевать трудности.
Цели для обучающихся:
Знать: физический смысл потенциала и напряжения.
Уметь: изображать графически поверхности равного потенциала, решать задачи на расчёт потенциала, напряжения, работы электрического поля.

План урока:
1.Проверка домашнего задания.
2.Изучение новой темы.
3.Закрепление нового материала.
4.Домашнее задание.
5.Подведение итогов.

1.Проверка домашнего задания.

1.Записать формулу закона Кулона для
вакуума.
2.Какой буквой обозначается заряд?
3.Чему равен коэффициент пропорциональности?
4.Чему равна напряжённость электрического поля? Записать формулу.
5.В чём измеряется напряжённость.

2. Изучение новой темы.
Работа любого электростатического поля при перемещении в нем заряженного тела из одной точки в другую также не зависит от формы траектории, как и работа однородного поля. На замкнутой траектории работа электростатического поля всегда равна нулю. Поля, обладающие таким свойством, называют потенциальными.
Разность потенциалов (напряжение) между двумя точками равна отношению работы поля при перемещении положительного заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда.
 Каждой точке электрического поля соответствуют определенные значения потенциала и напряженности. Найдем связь напряженности электрического поля с потенциалом.   Пусть заряд q перемещается в направлении вектора напряженности однородного электрического [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]из точки 1 в точку 2, находящуюся на расстоянии[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]от точки 1 (рис.14.28). Электрическое поле совершает работу:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
   Эту работу согласно формуле (14.19) можно выразить через разность потенциалов в точках 1 и 2:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
   Приравнивая выражения для работы, найдем модуль вектора напряженности поля:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
   В этой формуле U - разность потенциалов между точками 1 и 2, которые связаны вектором перемещения[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], совпадающим по направлению с вектором напряженности[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ](см. рис.14.28).   Формула (14.21) показывает: чем меньше меняется потенциал на расстоянии[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], тем меньше напряженность электростатического поля. Если потенциал не меняется совсем, то напряженность поля равна нулю.   Так как при перемещении положительного [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в направлении вектора напряженности[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] электростатическое поле совершает положительную работу[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], то потенциал[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]больше потенциала[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].   Следовательно, напряженность электрического поля направлена в сторону убывания потенциала.   Любое электростатическое поле в достаточно малой области пространства можно считать однородным. Поэтому формула (14.21) справедлива для произвольного электростатического поля, если только расстояние[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]настолько мало, что изменением напряженности поля на этом расстоянии можно пренебречь.   Единица напряженности электрического поля. Единицу напряженности электрического поля в СИ устанавливают, используя формулу (14.21).Напряженность электрического поля численно равна единице, если разность потенциалов между двумя точками на расстоянии 1 мв однородном поле равна 1 В. Наименование этой единицы - вольт на метр (В/м).   Напряженность можно также выражать в ньютонах на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Действительно,
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

3. Закрепление нового материала.
1. Какие поля называют потенциальными?   2. Как разность потенциалов между двумя точками поля зависит от работы электрического поля?   3. Что нужно выбрать прежде, чем говорить о значении потенциала в данной точке поля?

Решение задач:1.Поле образовано точечным зарядом q = 1,2*10^-7 Кл. Какую работу совершает поле при переносеодноимённого заряда 1,5*10^-10 Кл из точки В, удалённой от заряда q на расстояние 0,5 м, в точкуА, удалённую от q на расстояние 2 м? Среда – воздух.2.Пылинка массой 10^-8 г висит между пластинками плоского воздушного конденсатора, к которомуприложено напряжение 5 кВ. Расстояние между пластинками 5 см. Каков заряд пластины?3.Два заряда по 6 нКл находятся на расстоянии 100 см друг от друга. Какую работу надо совершить,чтобы сблизить их до расстояния 50 см?4.Какую скорость приобретает электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 10 кВ?5.Какую работу совершит поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В?6.Напряжение между двумя точками , лежащими на одной линии напряжённости однородного поля,2 кВ. Найти напряжённость, если расстояние между точками 4 см.

4.Домашнее задание. §33


Рисунок 29Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img2.gifРисунок 25Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img10.gifРисунок 24Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img12.gifРисунок 20Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img20.jpgРисунок 19Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img22.jpgРисунок 18Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img24.jpgРисунок 16Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img28.jpgРисунок 14Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img32.jpgРисунок 11Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img38.gifРисунок 10Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img40.gifРисунок 9Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img41.jpgРисунок 7Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img43.gifРисунок 3Описание: http://festival.1september.ru/articles/574316/img48.gifРисунок 32Описание: A98-6.jpg Эквипотенциальные поверхностиРисунок 34Описание: Эквипотенциальные поверхности"Эквипотенциальные поверхности" Эквипотенциальные поверхностиРисунок 35Описание: Эквипотенциальные поверхности"Эквипотенциальные поверхности"Рисунок 37Описание: A98-6.jpgРисунок 39Описание: A98-6.jpgРисунок 43Описание: A98-10.jpgРисунок 44Описание: A98-6.jpg¤ђЗаголовок 115