Разработка многоуровневой системы задач по теме «Электродинамика»
Министерство образования и науки Самарской области
Государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов
САМАРСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ
И ПЕРЕПОДГОТОВКИ РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ
Итоговая работа
На курсах повышения квалификации
По ИОЧ ВБ
«Проектирование системы многоуровневых задач
для подготовки старшеклассников к ЕГЭ по физике»
(10.03-14.03.2015.)
Разработка многоуровневой системы задач
по теме «Электродинамика»
Выполнила:
Рыбакова Татьяна Александровна,
учитель физики ГБОУ СОШ № 2
г. Нефтегорск Самарской области
Нефтегорск
2015 г.
Пояснительная записка
ФИО (полностью)
Рыбакова Татьяна Александровна
Место работы
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской области
средняя общеобразовательная школа № 2
с углубленным изучением отдельных предметов «Образовательный центр»
города Нефтегорска муниципального района Нефтегорский Самарской области
Должность
Учитель физики
Предмет
Физика
Класс
7 - 11
Цель: формирование умений и навыков, отработку различных способов действий при решении комбинированных задач по физике .
Задачи:
- обучающие: осмысливать и анализировать текст задачи, произвольное построение речевого высказывания, постановка и формулирование проблемы, выдвижение гипотез и их обоснование, самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели, построение логической цепочки рассуждений, выбор наиболее эффективного способа решения задач и критическое оценивание полученного ответа;
-развивающие: целеполагание, планирование своей деятельности в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности, саморегуляция, развитие творческой и мыслительной деятельности учащихся, развитие интеллектуальных качеств, самостоятельности, гибкости мышления;
-воспитательные: смыслообразование, умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, воспитывать ответственность и аккуратность.
Технология разработки многоуровневой системы задач, позволяет ученикам успешно освоить программу как на базовом, так и на углублённом уровнях, эффективно подготовиться к ГИА в форме ЕГЭ. Кратко описана методика применения этой системы.
В предлагаемом подходе предлагается в каждом разделе школьного курса физики выделить максимально полный Перечень элементов содержания образования (понятий, теорем, приёмов решения задач определённого типа и способов общеучебной деятельности) и построить соответствующую этому Перечню многоуровневую систему учебных физических задач с охватом базового и углубленного уровней.
Это позволяет на основе задачного подхода разработать методику обучения физике, позволяющую строить для каждого учащегося индивидуальные образовательные траектории, направленные как на формирование специальных, так и универсальных учебных действий, на успешную подготовку к итоговому государственному экзамену, к вступительным экзаменам в вузы, тем самым, в рамках учебного курса решить проблему качественного обучения физики в средней школе.
Учебная деятельность при решении задач, относящихся к 1 уровню - носит репродуктивный характер (используются такие общеучебные действия, как классификация, подведение под понятие, выведение следствий, действия, построение логической цепи рассуждений, и т.д.).
При решении задач относящихся ко 2 уровню – учащимся необходимо применить формулу, закон или правило. (Простые задачи на 1 действие).
При решении задач 3 уровня – учащимся необходимо применить 2-3 формулы, это задачи на 2-3 действия. (Здесь проявляются такие общеучебные действия, как выделение и формулирование познавательной цели, поиск и выделение необходимой информации, знаково-символические действия, включая математическое моделирование, структурирование знания).
Наконец, при решении задач 4 уровня учебная деятельность носит углубленный характер. Ученик должен уметь ориентироваться в новых ситуациях и вырабатывать принципиально новые программы действий (выдвигать гипотезу, проверять: обосновывать или опровергать, выдвигать новую и т.д., осуществлять исследовательскую деятельность). Решение таких задач требует от учащегося обладания обширным фондом отработанных и быстро развертываемых алгоритмов; умения оперативно перекодировать информацию из знаково-символической формы в графическую и, наоборот, из графической в знаково-символическую; системного видения курса. Вместе с тем, оно не просто предполагает использование старых алгоритмов в новых условиях и возрастание технической сложности, а отличается неочевидностью применения и комбинирования изученных алгоритмов. Задания 4 уровня содержат внутри себя составные звенья заданий из 1-3 уровней. Таким образом, учащийся, выполнив все предложенные задания, и пройдя весь путь от простого к сложному, получает умения и навыки работы с комбинированными задачами.
Особо можно выделить раздел качественных задач, содержащих как теоретическое, так и практическое обоснование решения задачи.
уровень - Понятийный
1
Как на прав ле ны силы элек три че ско го вза и мо дей ствия двух то чеч ных от ри ца тель ных за ря дов и как эти силы за ви сят от рас сто я ния между за ря да ми? Вы бе ри те вер ное утвер жде ние.
1) они яв ля ют ся си ла ми от тал ки ва ния, убы ва ют об рат но про пор ци о наль но рас сто я нию между за ря да ми
2) они яв ля ют ся си ла ми от тал ки ва ния, убы ва ют об рат но про пор ци о наль но квад ра ту рас сто я ния между за ря да ми
3) они яв ля ют ся си ла ми при тя же ния, убы ва ют об рат но про порци о наль но рас сто я нию между за ря да ми
4) они яв ля ют ся си ла ми при тя же ния, убы ва ют об рат но про пор ци о наль но квад ра ту рас сто я ния между за ря да ми
Ре ше ние.
Опыт по ка зы ва ет, что од но имен но за ря жен ные тела от тал ки ва ют ся. Со глас но за ко ну Ку ло на, сила вза и мо дей ствия двух то чеч ных за ря дов об рат но про пор ци о наль на квад ра ту рас сто я ние между ними. Таким об ра зом, верно утвер жде ние 2.
Пра виль ный ответ: 2.
2
Два уче ни ка изоб ра зи ли си ло вые линии, со зда ва е мые си сте мой двух
оди на ко вых по мо ду лю то чеч ных элек три че ских за ря дов. Какой из этих
ри сун ков пра виль ный?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) толь ко рис. 1
2) толь ко рис. 2
3) оба ри сун ка
4) ни один из ри сун ков
Ре ше ние.
Линии элек три че ско го поля вы хо дят из по ло жи тель ных за ря дов и вхо дят в от ри ца тель ные.
Пра виль ный ответ ука зан под но ме ром: 2.
Ответ: 2
3
Два уче ни ка изоб ра зи ли си ло вые линии, со зда ва е мые си сте мой двух тел с оди на ко вы ми по мо ду лю элек три че ски ми за ря да ми. Какой из этих ри сун ков пра виль ный?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) толь ко рис. 1
2) толь ко рис. 2
3) оба ри сун ка
4) ни один из ри сун ков
Ре ше ние.
Линии элек три че ско го поля вы хо дят из по ло жи тель ных за ря дов и вхо дят в от ри ца тель ные. Пра виль ный ответ ука зан под но ме ром: 4.
4
В од но род ном элек три че ском поле, век тор на пряжённо сти ко то ро го на прав лен го ри зон таль но, на шёлко вых нитях оди на ко вой длины под ве ше ны два ша ри ка, за ря ды ко то рых оди на ко вы. Масса пер во го ша ри ка боль ше массы вто ро го. Какое из утвер жде ний пра виль но?
1) Угол от кло не ния нити пер во го ша ри ка мень ше угла от кло не ния вто ро го.
2) Ша ри ки не от кло ня ют ся от вер ти ка ли.
3) Углы от кло не ния нитей ша ри ков оди на ко вы.
4) Угол от кло не ния нити пер во го ша ри ка боль ше угла от кло не ния вто ро го.
Ре ше ние.
На ша ри ки будут дей ство вать сила тя же сти, на прав лен ная вниз, сила со сто ро ны элек три че ско го поля, на прав лен ная го ри зон таль но и сила на тя же ния нити, на прав лен ная по нити. Ясно, что ша ри ки будут от кло нят ся элек три че ским полем. В силу того, что масса пер во го ша ри ка боль ше массы вто ро го, сила тя же сти, дей ству ю щая на него, будет боль ше, сле до ва тель но, угол от кло не ния пер во го ша ри ка от вер ти ка ли мень ше угла от кло не ния вто ро го.
Пра виль ный ответ ука зан под но ме ром: 1.
5
В ре зуль та те рас па да ней тро на рож да ют ся про тон с за ря дом +e, элек трон и элек трон ное ан ти ней три но. Элек три че ский заряд по след ней ча сти цы равен
1) +e
2)
·e
3) 0
4)
·2e
Ре ше ние.
В ре ак циях рас па да и об ра зо ва ния ча стиц вы пол ня ет ся закон со хра не ния за ря да. Заряд ней тро на равен нулю, сум мар ный заряд элек тро на и про то на также равен нулю, сле до ва тель но, заряд элек трон но го ан ти ней три но дол жен быть равен нулю.
Пра виль ный ответ ука зан под но ме ром: 3.
уровень – Базовый
1
Рас сто я ние между двумя то чеч ны ми элек три че ски ми за ря да ми умень ши ли в 3 раза, а один из за ря дов уве ли чи ли в 3 раза. Силы вза и мо дей ствия между ними
1) не из ме ни лись
2) умень ши лись в 3 раза
3) уве ли чи лись в 3 раза
4) уве ли чи лись в 27 раз
Ре ше ние.
Со глас но за ко ну Ку ло на, сила вза и мо дей ствия элек три че ских за ря дов прямо про пор ци о наль на про из ве де нию ве ли чин за ря дов и об рат но про пор ци о наль на квад ра ту рас сто я ния между ними: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. Таким об ра зом, умень ше ние рас сто я ния между за ря да ми в 3 раза и уве ли че ние од но го из них в 3 раза при ве дет к уве ли че нию силы вза и мо дей ствия в 27 раз.
Пра виль ный ответ: 4.
2
То чеч ный по ло жи тель ный заряд q по ме щен между раз но имен но за ря жен ны ми ша ри ка ми (см. ри су нок).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Куда на прав ле на рав но дей ству ю щая ку ло нов ских сил, дей ству ю щих на заряд q?
1) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Какой из ри сун ков со от вет ству ет си ту а ции, когда заряд 2-го ша ри ка от ри ца те лен?
1) A
2) Б
3) В
4) A и В
Ре ше ние.
Од но имен но за ря жен ные тела от тал ки ва ют ся. По сколь ку ша ри ки оди на ко вые, углы от кло не ния под дей стви ем оди на ко вых по ве ли чи не сил также долж ны быть оди на ко вы. Сле до ва тель но, опи сан ной си ту а ции со от вет ству ет ри су нок A.
Пра виль ный ответ: 1.
4
Мо дуль силы вза и мо дей ствия между двумя то чеч ны ми за ря жен ны ми те ла ми равен F. Чему ста нет равен мо дуль силы вза и мо дей ствия между те ла ми, если заряд каж до го тела умень шить в n раз и рас сто я ние между те ла ми умень шить в n раз?
1) nF
2) F
3) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
4) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Ре ше ние.
Со глас но за ко ну Ку ло на, сила вза и мо дей ствия то чеч ных элек три че ских за ря дов прямо про пор ци о наль на про из ве де нию ве ли чин за ря дов и об рат но про пор ци о наль на квад ра ту рас сто я ния между ними: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. При умень ше нии за ря дов тел в n раз и умень ше нии рас сто я ния между ними в n раз мо дуль силы вза и мо дей ствия не из ме нит ся и оста нет ся рав ным F.
Пра виль ный ответ: 2.
5
Какой гра фик со от вет ству ет за ви си мо сти мо ду ля сил вза и мо дей ствия F двух то чеч ных за ря дов от мо ду ля од но го из за ря дов q при не из мен ном рас сто я нии между ними?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Ре ше ние.
Со глас но за ко ну Ку ло на, сила вза и мо дей ствия между двумя то чеч ны ми за ря да ми про пор ци о наль на про из ве де нию ве ли чин за ря дов и об рат но про пор ци о наль на квад ра ту рас сто я ния между ними [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. При фик си ро ван ных рас сто я нии между за ря да ми и ве ли чи не вто ро го за ря да, сила вза и мо дей ствия про пор ци о наль на ве ли чи не за ря да. Пра виль ный гра фик за ви си мо сти изоб ра жен на ри сун ке 2.
уровень - повышенный
1
В вер ши нах пра виль но го тре уголь ни ка рас по ло же ны то чеч ные за ря ды [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
Сила, дей ству ю щая на заряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], на прав ле на: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) впра во
2) влево
3) вверх
4) вниз
Ре ше ние.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Со глас но за ко ну Ку ло на, сила вза и мо дей ствия двух то чеч ных за ря дов прямо про пор ци о наль на про из ве де нию ве ли чин за ря дов и об рат но про пор ци о наль на квад ра ту рас сто я ния между ними. Од но имен ные за ря ды от тал ки ва ют ся, а раз но имен ные при тя ги ва ют ся. По сколь ку все за ря ды на хо дят ся в вер ши нах пра виль но го тре уголь ни ка, заряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]рав но уда лен от за ря дов [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. Сле до ва тель но, сила, с ко то рой заряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]от тал ки ва ет заряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], равна по ве ли чи не силе, с ко то рой заряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]при тя ги ва ет заряд 13 INCLUDEPIC
·TURE "http://reshuege.ru/formula/b9/b98f31187a40b0f798a9430ad1fbc237.png" \* MERGEFORMATINET 1415. Эти силы обо зна че ны крас ны ми стрел ка ми на ри сун ке. Рав но дей ству ю щая этих сил изоб ра же на синей стрел кой. Из ри сун ка ясно, что рав но дей ству ю щая на прав ле на на пра во.
Пра виль ный ответ: 1.
2
Че ты ре рав ных по мо ду лю элек три че ских за ря да рас по ло же ны в вер ши нах квад ра та (см. ри су нок).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
На пряжённость элек тро ста ти че ско го поля, со здан но го этими за ря да ми в точке О,
1) равна нулю толь ко в слу чае, изоб ражённом на рис. А
2) равна нулю толь ко в слу чае, изоб ражённом на рис. Б
3) равна нулю в слу ча ях, изоб ражённых на обоих ри сун ках
4) не равна нулю ни в одном из слу ча ев, изоб ражённых на ри сун ках
Ре ше ние.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]На пря жен ность элек три че ско го поля, со зда ва е мо го то чеч ным за ря дом, про пор ци о наль на ве ли чи не этого за ря да, об рат но про пор ци о наль на квад ра ту рас сто я ния до за ря да, на прав ле на "от" по ло жи тель но го и "к" от ри ца тель но му за ря ду. Пол ное поле по лу ча ет ся в ре зуль та те су пер по зи ции полей от всех за ря дов. Век то ры на пря жен но сти полей, со зда ва е мых всеми за ря да ми в точке О, по ка за ны для обоих слу ча ев на ри сун ке (крас ные стрел ки обо зна ча ют поля от по ло жи тель ных за ря дов, синие от от ри ца тель ных). Ясно, что на пря жен ность поля равна нулю толь ко в слу чае Б.
Пра виль ный ответ: 2.
3
В вер ши нах при ос но ва нии пря мо уголь но го рав но бед рен но го тре уголь ни ка рас по ло же ны от ри ца тель ные то чеч ные за ря ды, рав ные по мо ду лю (см. ри су нок). Вы бе ри те пра виль ное на прав ле ние ку ло нов ской силы, дей ству ю щей на по ме щен ный в точку O по ло жи тель ный то чеч ный заряд, рав ный по мо ду лю лю бо му из двух дру гих за ря дов. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Ре ше ние.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Со глас но за ко ну Ку ло на, сила вза и мо дей ствия двух то чеч ных за ря дов прямо про пор ци о наль на про из ве де нию ве ли чин за ря дов и об рат но про пор ци о наль на квад ра ту рас сто я ния между ними. Кроме того, раз но имен ные за ря ды при тя ги ва ют ся. По сколь ку тре уголь ник рав но бед рен ный, заряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]рав но уда лен от за ря дов [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. Сле до ва тель но, силы, с ко то ры ми заряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]при тя ги ва ет ся к за ря дам [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], равны по ве ли чи не. Эти силы обо зна че ны крас ны ми стрел ка ми на ри сун ке. Рав но дей ству ю щая этих сил изоб ра же на синей стрел кой. Из ри сун ка ясно, что рав но дей ству ю щая на прав ле на на ле во.
Пра виль ный ответ: 2.
4
Шар ра ди у сом 10 см рав но мер но за ря жен элек три че ским за ря дом. В таб ли це пред став ле ны ре зуль та ты из ме ре ний мо ду ля на пряжённо сти E элек три че ско го поля от рас сто я ния r до по верх но сти этого шара.
r, см
10
20
30
40
50
E, В/м
900
400
225
144
100
Чему равен мо дуль за ря да шара?
1) 1 нКл
2) 2 нКл
3) 3 нКл
4) 4 нКл
Ре ше ние.
На пряжённость элек три че ско го поля лю бо го сфе ри че ски сим мет рич но го рас пре де ле ния за ря дов, вне этих за ря дов рас счи ты ва ет ся по фор му ле [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]где [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] рас сто я ние от цен тра сим мет рии, в дан ном слу чае от цен тра шара. За ме тим, что в таб ли це нам дано рас сто я ние от по верх но сти шара. Ис поль зуя два любых со от вет ствен ных зна че ния [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]найдём заряд шара:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Пра виль ный ответ ука зан под но ме ром: 2.
5
Два оди на ко вых ма лень ких ша ри ка с элек три че ски ми за ря да ми q1 = 3 мкКл и q2 =
·1 мкКл удер жи ва ют ся на рас сто я нии a = 4 м друг от друга. Ша ри ки со еди ня ют на ко рот кое время длин ным тон ким про вод ни ком. Как в ре зуль та те этого из ме нят ся сле ду ю щие фи зи че ские ве ли чи ны: элек три че ский заряд пер во го ша ри ка; мо дуль на пряжённо сти элек тро ста ти че ско го поля, со зда ва е мо го обо и ми ша ри ка ми в точке B. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Для каж дой ве ли чи ны опре де ли те со от вет ству ю щий ха рак тер из ме не ния:
1) уве ли чит ся
2) умень шит ся
3) не из ме нит ся
За пи ши те в таб ли цу вы бран ные цифры для каж дой фи зи че ской ве ли чи ны. Цифры в от ве те могут по вто рять ся.
Элек три че ский заряд пер во го
ша ри ка
Мо дуль на пряжённо сти
элек тро ста ти че ско го поля, со зда ва е мо го обо и ми ша ри ка ми в точке B
Ре ше ние.
Ша ри ки оди на ко вые, сле до ва тель но, при со еди не нии ша ри ков элек три че ские за ря ды рас пре де лят ся между ними рав но мер но, то есть заряд каж до го ша ри ка ста нет рав ным [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
По прин ци пу су пер по зи ции полей на пряжённость элек три че ско го поля, со зда ва е мо го обо и ми ша ри ка ми в пер вом слу чае рав ня лась: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]А во вто ром слу чае: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Сле до ва тель но, мо дуль на пряжённо сти элек тро ста ти че ско го поля, со зда ва е мо го обо и ми ша ри ка ми в точке B воз рос.
Ответ:21.
4 уровень – углубленный
Задание 1
По глад кой го ри зон таль ной на прав ля ю щей дли ной 2l сколь зит бу син ка с по ло жи тель ным за ря дом [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и мас сой m. На кон цах на прав ля ю щей на хо дят ся по ло жи тель ные за ря ды [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](см. ри су нок). Бу син ка со вер ша ет малые ко ле ба ния от но си тель но по ло же ния рав но ве сия, пе ри од ко то рых равен Т.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Чему будет равен пе ри од ко ле ба ний бу син ки, если ее заряд уве ли чить в 2 раза?
Решение: При не боль шом сме ще нии [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]бу син ки от по ло же ния рав но ве сия на нее дей ству ет воз вра ща ю щая сила:[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],
про пор ци о наль ная сме ще нию х.
Уско ре ние бу син ки, в со от вет ствии со вто рым за ко ном Нью то на, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], про пор ци о наль но сме ще нию х. При такой за ви си мо сти уско ре ния от сме ще ния бу син ка со вер ша ет гар мо ни че ские ко ле ба ния, пе ри од ко то рых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. При уве ли че нии за ря да бу син ки в два раза [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]пе ри од ко ле ба ний умень шит ся:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
Ответ: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
5 уровень качественные задачи
Задание 1
Если по те реть шер стью эбо ни то вую па лоч ку, то она
элек три зу ет ся, при об ре тая от ри ца тель ный заряд, и стрел ка элек тро мет ра при под не се нии палки к его шару от кло ня ет ся, а при уда ле нии палки воз вра ща ет ся к не от клонённому со сто я нию. Если же в мо мент под не се ния на элек три зо ван ной палки к элек тро мет ру кос нуть ся рукой его ме тал ли че ско го кор пу са и сразу же убрать руку, то после уда ле ния палки от кло не ние стрел ки со хра ня ет ся, хотя и мень шее по ве ли чи не.
Объ яс ни те, ос но вы ва ясь на из вест ных фи зи че ских за ко нах и за ко но мер но стях, по че му это про ис хо дит.
Элек тро метр (см. рис.) пред став ля ет собой ме тал ли че ский ци лин дри че ский кор пус, пе ред няя и зад няя стен ки ко то ро го стек лян ные. Кор пус за креплён на изо ли ру ю щей под став ке. Через изо ли ру ю щую втул ку внутрь кор пу са свер ху вхо дит ме тал ли че ская труб ка, за кан чи ва ю ща я ся внизу стерж нем с уста нов лен ной на нём лег ко по движ ной стрел кой, от кло не ние ко то рой опре де ля ет ся ве ли чи ной за ря да. Стрел ка может вра щать ся во круг го ри зон таль ной оси. Внут ри кор пу са уста нов ле на шкала элек тро мет ра, по ко то рой опре де ля ет ся от кло не ние стрел ки. Сна ру жи кор пу са, на вер ху труб ки при креп ля ет ся ме тал ли че ский шар или та рел ка, к ко то рой под но сят за ря жен ные тела.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Решение:
1) При под не се нии на элек три зо ван ной от ри ца тель ным за ря дом эбо ни то вой палки к шару элек тро мет ра, в силу яв ле ния элек тро ста ти че ской ин дук ции и за ко на со хра не ния за ря да в изо ли ро ван ной си сте ме тел, шар и стрел ка элек тро мет ра за ря жа ют ся раз но имёнными и рав ны ми по ве ли чи не за ря да ми (шар «+», стрел ка «–»). При этом часть ме тал ли че ско го кор пу са элек тро мет ра вб ли зи шкалы за ря жа ет ся по ло жи тель ным за ря дом в силу того же яв ле ния элек тро ста ти че ской ин дук ции, а осталь ная часть рав ным ему по ве ли чи не в силу за ко на со хра не ния за ря да в изо ли ро ван ной си сте ме тел от ри ца тель ным за ря дом.
2) Стрел ка элек тро мет ра от кло ня ет ся, так как од но имённые за ря ды на стрел ке и на стерж не от тал ки ва ют ся, а раз но имённые за ря ды на стрел ке и на кор пу се элек тро мет ра при тя ги ва ют ся, со глас но за ко ну вза и мо дей ствия за ря дов.
3) При уда ле нии на элек три зо ван ной палки от элек тро мет ра оди на ко вые ин ду ци ро ван ные за ря ды раз ных зна ков на его шаре и на стрел ке, а также мень шие по ве ли чи не за ря ды на кор пу се элек тро мет ра вб ли зи его шкалы и вдали от стрел ки ком пен си ру ют ся, и от кло не ние стрел ки пре кра ща ет ся.
4) Если кос нуть ся кор пу са элек тро мет ра рукой после под не се ния к нему на элек три зо ван ной палки и сразу убрать руку, то часть ин ду ци ро ван ных на кор пу се за ря дов (от ри ца тель ных) стечёт на при кос нув ше го ся к нему
че ло ве ка, и на кор пу се элек тро мет ра оста нет ся не ском пен си ро ван ный по ло жи тель ный заряд.
5) В силу яв ле ния элек тро ста ти че ской ин дук ции после уда ле ния палки этот по ло жи тель ный не ском пен си ро ван ный заряд на кор пу се элек тро мет ра вы зо вет по яв ле ние от ри ца тель но го за ря да на стрел ке элек тро мет ра, рас по ло жен ной вб ли зи шкалы, и по ло жи тель но го на шаре элек тро мет ра, что и при ведёт к от кло не нию стрел ки, хотя и мень ше му, чем при под не се нии за ря жен ной эбо ни то вой палки к элек тро мет ру.
Задание 2
В ниж ней по ло ви не не за ря жен но го ме тал ли че ско го шара на хо дит ся круп ная ша ро об раз ная по лость, за пол нен ная воз ду хом. Шар на хо дит ся в воз ду хе вдали от дру гих пред ме тов. В центр по ло сти помещён от ри ца тель ный то чеч ный заряд q < 0 (см. ри су нок). На ри суй те кар ти ну си ло вых линий элек тро ста ти че ско го поля внут ри по ло сти и сна ру жи шара. Если поле равно нулю, на пи ши те в дан ной об ла сти: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Если поле от лич но от нуля, на ри суй те кар ти ну поля в дан ной об ла сти, ис поль зуя во семь си ло вых линий. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Решение;
1. При ведён схе ма ти че ский ри су нок кар ти ны си ло вых линий: внут ри по ло сти се мей ство пря мых лучей, ис хо дя щих из за ря да и при хо дя щих на по верх ность по ло сти по нор ма ли; сна ру жи шара се мей ство пря мых лучей, ис хо дя щих с по верх но сти шара по нор ма ли к ней и ухо дя щих на бес ко неч ность.
2. Внут ри про вод ни ка элек тро ста ти че ское поле E = 0. По это му поле в по ло сти об ла да ет цен траль ной сим мет ри ей и вы гля дит как поле то чеч но го за ря да q < 0, на хо дя ще го ся в цен тре по ло сти. Си ло вые линии этого поля под хо дят по нор ма ли к по верх но сти по ло сти, где рав но мер но рас пре де лен по ло жи тель ный ин ду ци ро ван ный заряд
·q > 0.
3. На на руж ной по верх но сти шара на хо дит ся (в силу ней траль но сти шара в целом) от ри ца тель ный заряд q < 0. В силу того, что внут ри про вод ни ка [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]а сна ру жи окру жа ю щие пред ме ты рас по ло же ны да ле ко от шара, этот заряд рас пре делён по по верх но сти шара рав но мер но. Его поле вне шара вы гля дит как поле то чеч но го за ря да q < 0, рас по ло жен но го в цен тре шара. Си ло вые линии от хо дят от шара по нор ма ли к его по верх но сти.
Список литературы
- Решу ЕГЭ Д. Гущин
- Комплекты учебников/ Под ред. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н.Н. Сотский
- Н. И. Зорин Элективный курс « Методы решения физических задач». 10-11 классы
- Физика ЕГЭ 2013 под редакцией Л. М. Монастырского
- Физика 11 Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы Кирик Л.А
Р
15