План-конспект урока по теме: Взаимодействие заряженных тел, электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.


ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 17
Тема: Взаимодействие заряженных тел, электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.
Цели: а) образовательная: сформировать определение заряженных тел. Дать определение электрическому заряду. Сформулировать закон сохранения заряда и закон Кулона. Закрепить теорию на конкретных примерах.
б) воспитательная, развивающая: Развить воображение, сообразительность, познавательный интерес. Воспитать логическое мышление, внимание, словесно-логическую память.
Тип урока: Урок сообщения новых знаний.
Оборудование урока: учебник, доска, маркер.
ХОД УРОКА
1)Организационный момент: Приветствие группы, проверка дежурства, состояние кабинета, наличие студентов, готовность к занятиям.
2) Сообщение темы урока, постановка цели и задачи: Актуализация и мотивация познавательной деятельности студентов.
3) Изложение нового материала. Методика: Объяснение с элементами беседы:
1) понятие заряд
2) определение электрический заряд.
3) определение электрического тела.
4) Сформулировать закон Кулона.
5) Сформулировать закон сохранения заряда.
4) Закрепление изученного материала. Методика: Комментированное решение у доски, самостоятельная работа.
5) Подведение итогов урока: Вывод о достижении цели занятия.
6) Задание для самостоятельной работы студентов во внеурочное время:
Дмитриева Е.А. Глава 7.
Ход урока.
Электрические заряды. Элементарный электрический заряд. Проводники и диэлектрики. Закон сохранения электрического заряда. Взаимодействие электрически заряженных тел. Электроскоп. Точечный заряд. Закон Кулона.
Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Линии напряженности электрического поля (силовые линии). Однородное электрическое поле. Напряженность электростатического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Теорема Гаусса. Поле равномерно заряженной плоскости, сферы и шара.
Понятие электрический заряд - основополагающее первичное понятие, несводимое к более простым, элементарным понятиям. Взаимодействия между заряженными частицами называются электромагнитными, их интенсивность пропорциональна величине электрического заряда.
Существуют заряды двух противоположных знаков. Положительный заряд возникает на стекле, натертом кожей, отрицательный - на янтаре, натертом шерстью.
Частицы, обладающие одноименными зарядами, отталкиваются, разноименными - притягиваются. Частицы могут не обладать зарядом, но не бывает заряда вне частиц. Существует минимальный заряд, называемый элементарным, которым обладают заряженные элементарные частицы. Отделить часть заряда, например, у электрона или протона, невозможно. Заряд протона считается положительным, электрона - отрицательным (электрон и протон существуют в свободном состоянии неограниченно долго). Тело называется наэлектризованным, если нарушена его электрическая нейтральность. Электрический заряд любого тела равен целому числу элементарных зарядов.
Проводниками называются вещества, в которых может происходить перемещение свободных зарядов - металлы, растворы электролитов, ионизованные газы.
Диэлектриками называются вещества, не проводящие электрический ток (свободные заряды отсутствуют) - стекло, фарфор, керосин, и т.д.
Во всех известных явлениях и экспериментах алгебраическая сумма зарядов всех частиц замкнутой системы сохраняется - закон сохранения электрического заряда.
Кулону экспериментально (с помощью крутильных весов) удалось установить закон взаимодействия неподвижных заряженных тел - закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
,  = 9·109 Н·м2/Кл2.
Силы кулоновского взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела, т.е. являются центральными силами. Заряды называются точечными, если они расположены на телах, размеры которых существенно меньше расстояния между ними.
Единица заряда в системе СИ - кулон (Кл). 1 Кл - заряд, проходящий за одну секунду через поперечное сечение проводника при силе тока в 1 А. Заряд электрона e = −1,6·10−19 Кл.
Электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно; каждый заряд создает в окружающем пространстве электрическое поле, действующее на другие заряды (теория близкодействия, Фарадей). Поле материально, оно существует независимо от нас и обладает определенными свойствами, главное из которых - действие со стороны поля на электрические заряды с некоторой силой.
Из закона Кулона: при взаимодействии точечных зарядов отношение силы, действующей на заряд в данной точке поля, к величине этого заряда есть постоянная величина - силовая характеристика поля. Напряженностью электрического поля называется векторная физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на пробный точечный заряд, к величине этого заряда .
Однородное электрическое поле - напряженность поля одинакова во всех точках пространства.
Силовые линии электростатического поля, или линии напряженности (графический способ описания поля), - непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора напряженности, а их густота пропорциональна величине напряженности. Линии напряженности электростатического поля не пересекаются и не обрываются: они начинаются на положительных зарядах, кончаются на отрицательных, либо уходят в бесконечность.Принцип суперпозиции полей: если в данной точке пространства несколько заряженных частиц создают поля, напряженности которых равны , , , ... , то результирующая напряженность поля в этой точке .
Теорема Гаусса связывает число силовых линий, исходящих из замкнутой поверхности N с суммарным зарядом , находящимся внутри этой поверхности .
Напряженность поля точечного заряда: .
Напряженность поля равномерно заряженной сферы
Напряженность поля равномерно заряженной плоскости, где  - поверхностная плотность заряда.
Задачи.


Задача 2

Задача 3.

Самостоятельная.
Задание 1


Задание 2