Презентация: «Электризация тел. Закон Кулона»

Электризация тел.Закон Кулона. Цель урока: Образовательные: - раскрыть физическую сущность электромагнитного взаимодействия и показать широту и разнообразие его проявления в природе.- познакомить студентов с современной точкой зрения на понятия электрического заряда, величины заряда и взаимодействия зарядов.- разъяснить физический смысл закона сохранения электрического заряда и закона Кулона, объяснить электризацию тел на основе электронной теории.Развивающие:- развивать познавательный интерес студентов к изучению данной темы.- развивать у студентов умение выделять главное, логически излагать мысли.Воспитательные:- познакомить студентов с историей развития электродинамики и достижениями ученых. Основные знания и умения: Знать закон сохранения электрического заряда и закона Кулона, уметь применять их при объяснении электрических явлений и при решении задач.Уметь применять электронную теорию строения вещества для объяснения электрических явлений. Мотивация познавательной деятельности Знание свойств электромагнитного поля, электромагнитного взаимодействия и электронной теории необходимо для научного объяснения многих явлений природы и для практического применения в жизни человека. Каждый студент должен хорошо знать основные законы и понятия электродинамики и правильно применять их для объяснения физических явлений и в работе по специальности. Электродинамика Электродинамика – это раздел физики, в котором изучают электрические и магнитные явления. Основу этих явлений составляют электромагнитные взаимодействия, которые по широте и разнообразию своих проявлений играют в природе особую важную роль. В основе электродинамики лежат понятия электрического заряда, электромагнитного поля. Раздел электродинамики, в которой изучают свойства и взаимодействия неподвижных заряженных частиц и тел называется электростатикой. В данном разделе мы изучим теоретические аспекты основ электродинамики, познакомимся с решением типичных задач по данной теме, а также проверите свои знания посредством системных тестов и самостоятельного решения задач. Электризация тел. Первые наблюдения притяжения и отталкивания в результате взаимного трения отмечались еще в 6 в. до н. э. в Древней Греции. Делая украшения из янтаря, древние греки обнаружили, что, когда янтарь натирали, чтобы придать ему блеск, он начинал притягивать легкие предметы – пушинки, волосы, перья и т. д. Греческий философ Фалес Милетский назвал янтарь «электроном» - от этого названия впоследствии произошло слово «электричество». Электризация – это процесс получения электрически заряженных тел из электронейтральных, т. е. явление перераспределения зарядов на телах. В начале 18 века французский ученый Шарль Дюфе объяснил притяжение и отталкивание наэлектризованных тел существованием двух типов зарядов: Если тела имеют электрические заряды одного типа, то они отталкиваются, а если разных типов, то притягиваются. Американский ученый Бенджамин Франклин предложил назвать электрические заряды одного типа положительными, а другого отрицательными. При электризации тела приобретают заряды равные по модулю и противоположные по знаку. Знак заряда тел в результате электризации определяется тем, что одни вещества при трении отдают электроны, а другие их приобретают. * Ненаэлектризованные тела электронейтральны, т. е. они содержат одинаковое число положительных и отрицательных зарядов. * Тело имеет отрицательный заряд, если оно обладает избытком электронов. * Тело имеет положительный заряд, если оно обладает недостатком электронов. Трение – это лишь один из многих способов электризации вещества. Тела могут электризоваться при соприкосновении с заряженным телом, в результате нагревания, светового облучения и т. д. Например, электризация при облучении используется в ксероксе. Электризация лежит в основе одного из методов получения дактилоскопических отпечатков, т.к. при соприкосновении пальцев, например с денежной купюрой, на ней остаются мельчайшие положительно заряженные частицы белка. Закон сохранения заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:q1 + q2 + q3 + ... +qn = const. Электрический заряд – это физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействия.Обозначение: q - заряд, (q )= 1Кл (Кулон) Электрометр. В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 1). Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра. Закон Кулона. Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис.2), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью. Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка 10–9 Н.Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними: F – сила взаимодействия между зарядамиq – зарядr – расстояние между зарядамиk – коэффициент пропорциональности, k = 9 * 10 -9 Н*м2/ Кл2 Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой. Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними. Величина, характеризующая зависимость силы взаимодействия между зарядами от окружающей среды называется диэлектрической проницаемостью среды. Закон Кулона(стихотворение)Есть в электростатике закон,Его вывел француз Кулон.Если тело одно «минус»,А другое тело «плюс»,Тела притягиваться будут.Студент об этом не забудет.Ну, а суть закона в том,Смело говори при том:От расстояния зависит притяженье, И в этом никакого нет сомненья.От величины зарядов данных тел,Скажет студент, который смелЕсли их заряд большойСила возрастает: - «Ой!» Это интересно Велик ли заряд в 1 Кл ? Согласно закону Кулона два точечных заряда по 1 Кл каждый, расположенных в вакууме на расстоянии 1м друг от друга, взаимодействует с силой F = 9 * 10 9 Н.Это примерно равно весу египетских пирамид или равно весу груженного железнодорожного состава длиной примерно от Москвы до Санкт-Петербурга, а заряд земного шара примерно равно 600000 Кл. Задача Сравнить закон Кулона с законом Всемирного тяготения. F = k q1 q 2 / r 2 и F = G m1 m 2 / r 2 Вывод Тела могут взаимодействовать между собой (притягиваться и отталкиваться)Элементарный заряд q=1,6 * 10^-19 КлАлгебраическая сумма зарядов в замкнутой системе остается постоянной.Сила взаимодействия между точечными зарядами прямо пропорционально произведению зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.