Презентация к уроку физики по теме: "Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона"

Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Элементарный электрический заряд .

8класс

Цель урока : познакомить учащихся с законом Кулона. Используя закон Кулона, научиться решать задачи.

Задачи:

Образовательные: познакомить с опытными фактами, доказывающими , что существует предел деления заряда, сформировать понятия : электрический заряд, диэлектрическая проницаемость среды.; модельные представления о строении атома, точечном заряде; обеспечить понимание взаимодействия неподвижных зарядов на основе знаний о строении вещества, усвоения закона Кулона, границ его применимости.

Развитие мышления: формировать умения сравнивать явления , законы, понятия на примере закона Кулона и всемирного тяготения.

воспитательные: продолжить формирование представлений о строении вещества , о частицах, входящих в состав молекул и атомов, их движение.

ХОД УРОКА:

1. Орг. момент.

2. Опрос домашней темы/по вопросам учебника/

3 .Разбор дом.задач у доски.

4. Объяснение новой темы.

А) биография Ш.Кулона.

Б) Объяснение закона Кулона.

5.Алгоритм решения задач

6.Разбор тестирования – обобщение ошибок.

7.Выставление оценок в журнал

Французский физик Шарль Кулон родился в городе Ангулеме. После окончания средней школы он поступил на военную службу. В Париже прошел инженерную подготовку и был направлен на остров Мартинику для строительства укреплений. В 1772 г. Кулон вернулся во Францию и был назначен инженером по крепостным и водным сооружениям. Одновременно со службой он проводил научные исследования. Вначале его привлекли проблемы трения, кручения и сопротивления материалов.

Его имя стало известно в научном мире в 1777 г., когда он опубликовал ряд работ, в которых представил результаты экспериментов по измерению кручения волос, шелковых и металлических нитей.

За эти работы в 1781 г. Кулона избрали членом Парижской академии наук.

Пользуясь изобретенными им крутильными весами, Кулон детально исследовал взаимодействие одноименных и разноименных точечных электрических зарядов. Эти эксперименты привели к открытию в 1785 г. основного закона электростатики — закона Кулона . В своих опубликованных работах 1785—1789 гг. ученый показал, что электрические заряды всегда располагаются на поверхности проводника, ввел понятия магнитного момента и поляризации зарядов и т. д.

экспериментальные работы Кулона имели важное значение для создания теории электромагнитных явлений. Его именем названа единица количества электричества (Кулон).

1785 г. французским физиком Шарлем Кулоном установлен закон взаимодействия точечных зарядов.

Точечными зарядами называют заряженные тела размеры которых, много меньше расстояния между ними.

Проведя большое количество опытов (см. рис.1), Кулон установил, что в вакууме:

F ~ qq F ~ 1/R F ~ 1/R.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Кулоновская сила подчиняется III закону Ньютона: силы взаимодействия между зарядами равны по модулю и направлены противоположно друг другу вдоль прямой, соединяющей эти заряды. Кулоновские силы F — центральные силы.

Разноименные заряды притягиваются. Одноименные заряды отталкиваются.

Единица заряда — кулон (1 Кл). Это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока в 1 А. Минимальный заряд, существующий в природе,— заряд электрона: q = - 1,6.10 Кл

Закон Кулона для среды в СИ:

Разобрать алгоритм решения задач :

а) Расставить силы, действующие на точечный заряд, помещенный в электрическое поле, и записать для него уравнение равновесия или основное уравнение динамики материальной точки.

б) Выразить силы электрического взаимодействия через заряды и характеристики поля и подставить эти выражения в исходное уравнение.

в) Если при взаимодействии заряженных тел между ними происходит перераспределение зарядов, к составленному уравнению добавляют уравнение закона сохранения зарядов .

г) Далее, как обычно, надо записать вспомогательные формулы и полученную систему уравнений решить относительно неизвестной величины.

д) Проводя вычисления в задачах электростатики, полезно помнить, что множитель k = 1/(4p e о ), входящий во многие расчетные формулы, равен k = 9 • 10  9  Н× м 2 /Кл 2 . Именно такое значение k. и нужно подставлять в эти формулы.

Пример 1 . Два заряда +1.66 × 10 -9  Кл и +3,33 × 10 -9  Кл находятся на расстоянии 20 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы он оказался в равновесии?

Дано: q 1  = 1.66 × 10 -9  Кл, q 2  = 3,33 × 10 -9  Кл, r  = 0,42 м, e  = 1.

Найти: r 1

. Тестирование /в двух вариантах/

ВАРИАНТ № 1

1. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в 2 раза, если расстояние между ними увеличить в 2 раза?

А. Увеличится в 16 раз

Б. Не изменится

В. Уменьшится . Увеличится в 2 раза

2. Как изменится сила электростатического взаимодействия двух точечных электрических зарядов при перенесении их из вакуума в среду с = 4?

А. Уменьшится в 4 раза

Б. Увеличится в 4 раза

В. Не изменится

3. Какое направление имеет вектор кулоновской силы, действующей на положительный заряд, помещенный в точку А? (рис. 1)

А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4

рис. 1

А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4

4. Какой вид в СИ имеет формула закона Кулона для среды с диэлектрической проницаемостью ?

А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4

5. Два одинаковых металлических шара заряжены равными одноименными зарядами. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия?

А. Осталась прежней по величине и направлению

Б. Увеличилась в 2 раза

В. Уменьшилась в 2 раза

4. Какой вид в СИ имеет формула закона Кулона для среды с диэлектрической проницаемостью ?

А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4

5. Два одинаковых металлических шара заряжены равными одноименными зарядами. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия?

А. Осталась прежней по величине и направлению

Б. Увеличилась в 2 раза

В. Уменьшилась в 2 раза

0 Б. q=0 В. q

6. Два точечных электрических заряда взаимодействуют в воздухе на расстоянии 4 м с такой же силой, как в непроводящей жидкости на расстоянии 2 м. Определите диэлектрическую проницаемость непроводящей жидкости.

А. 2

Б. 4

В. 1/4

7. Два электрона находятся на расстоянии 1 мм один от другого. Что больше: сила электростатического взаимодействия или гравитационного взаимодействия?

А. Гравитационного взаимодействия

Б. Силы равны

В. Электростатического взаимодействия

8. Вблизи металлического шара поместили положительный точечный заряд. При этом оказалось, что электрическая сила, действующая на заряд, равна нулю. Найдите знак заряда шара.

A. q0

Б. q=0

В. q