Основные характеристики и свойства электрического поля

Урок №1

Тема: Основные характеристики и свойства электрического поля

Тип занятия: комбинированный

Вид занятия: лекция

Цели урока:образовательная – сформировать новые понятия об электрическом поле, изучить процессы и явления, происходящие в электрическом поля, а также основные характеристики и свойства электрического поля , проверить и оценить полученные знания

развивающая — развивать интерес к изучаемым вопросам, познавательные способности — внимание, мышление

воспитательная — воспитать чувство ответственности, самостоятельности и умения слушать других

.

Межпредметные связи: физика, химия

Структура и содержание урока

Элементы урока	Способы, приемы и действия		Методы
	Преподавателя	студентов
Организационный момент Задача -создать рабочую обстановку; -мобилизовать внимание студентов	. -отмечает отсутствующих; -проверяет готовность студентов и аудитории	-готовятся к уроку; –повторяют домашнее задание	репродуктивный
2 Актуализация опорных знаний и умений (опрос) Задача -повторить изученный материал; -закрепить знания	-проверяет домашнее задание; -предлагает вспомнить , что такое электрическое поле и как оно образуется	— вспоминают все, что им известно об электрическом поле из курса физики	-словесно-репродуктивный -побуждающе поисковый
3 Формирование новых понятий, знаний, умений, развитие мышления Задача -сформировать новые знания — выявить связь с уже имеющимися знаниями по дисциплине	-подчеркивает практическую значимость новых знаний; -плакат с графическим изображением электрического поля -называет тему и вопросы Тема: «Основные характеристики и свойства электрического поля» План: 1 Электрический заряд 2 Напряженность электрического поля 3 Напряженность поля точечных зарядов 1)объясняет первый вопрос с записью основных понятий — предлагает вспомнить как, образуется электрическое поле- дает понятие электрического заряда 2)раскрывает сущность каждой теории с краткой записью 3)плакат( с графическим изображением электрического поля). Предлагается его проанализировать и зарисовать 4)объясняет сущность вопроса: дает под запись основные понятия и определения	-понимают практическую значимость новых знаний; -записывают новую тему и план 1)студенты слушают: — вспоминают ранее полученные знания 2)записывают основные теории 3)рассматривают плакат — зарисовывают Слушают, задают вопросы	-объяснительно репродуктивный демонстрационные Частично-поисковый самостоятельная работа наглядный активный
4 Закрепление знаний, умений и навыков -осмыслить, систематизировать приобретенные знания	-опрашивает по новой теме; -предлагает практическую ситуацию	-воспроизводят знания; -делают выводы и сообщают результаты	репродуктивный -частично-поисковый

5 Домашнее задание

-подводит итоги занятия -определяет объем домашнего задания -инструктирует о способах и методах выполнения домашнего задания -отвечает на вопросы

-осмысливают итоги занятия; записывают домашнее задания -вникают в правила подготовки домашнего задания -задают вопросы по непонятным моментам занятия

репродуктивный самостоятельная работа -подготовка доклада на тему «Виды электрических зарядов»

Вопросы и задания:

— при опросе:

Из чего состоит любое вещество?

Что входит в состав атомов?

Что сосредоточено в ядре атома?

Как вращаются электроны?

Какое вещество считается электрически нейтрален?

Если атом приобретает один или несколько электронов, то…. .?

— при объяснении:

Как обозначается электрический заряд?

Что является единицей измерения электрического заряда?

Что создают электрический заряд или заряженное тело?

Как называется поле, образованное вокруг неподвижного заряда?

Что значит — вещество положительно заряженным?

— при закреплении:

Как можно обнаружить электрическое поле?

Что называют пробным зарядом?

Что такое напряженность электрического поля?

Как изображают электрическое поле?

Как направлены линии электрического поля?

Что считается точечным зарядом?

Отчего зависти сила взаимодействия двух точечных зарядов?

Что такое диэлектрическая проницаемость среды?

Что такое поток вектора напряженности?

Что такое потенциал электрического поля?

Какой характеристикой является напряжение электрического поля?

-задания для обсуждения:

На какое расстояние распространяется действие электрического поля?

Влияет ли на здоровье электрическое поле?

Вокруг любого вещества образуется электрическое поле?

— объяснить понятия:

— пробный заряд

— точечный заряд

-электростатическое поле

Средства обучения:

-план урока

-плакат с графическим изображением электрического поля

Краткий конспект урока (тезисы)

Каждый химический элемент (вещество) состоит из материальных частиц- атомов. В состав атомов любого вещества входят элементарные частицы, часть которых обладает электрическим зарядом. Атом представляет собой систему, состоящую из ядра, вокруг которого вращаются электроны. Электроны вращаются вокруг ядра по строго определенным орбитам.Вещество (твердое тело, жидкость, газ) считается электрически нейтральным, если количество положительных и отрицательных зарядов в нем одинаково. Если же в нем преобладают положительные или отрицательные заряды, то оно считается положительно или отрицательно заряженным.

Электрический заряд или заряженное тело создают электрическое поле.

Электрическое поле – это пространство вокруг заряженного тела или заряда, в котором обнаруживается действие сил на пробный заряд, помещенный в это пространство.

Электрическое поле, создаваемое неподвижными зарядами, называется электростатическим. Обнаружить электрическое поле можно пробным зарядом, если поместить его в это поле.

Пробнымназывается положительный заряд, внесение которого в исследуемое поле не приводит к его изменению. Пробный заряд не влияет ни на силу, ни на энергию, ни на конфигурацию поля. Величина , характеризующая интенсивность поля в каждой точке называется напряженность. Эта величина векторная. Направление вектора напряженности в любой точке поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд, помещенный в эту точку поля.

Для наглядности электрическое поле изображают электрическими линиями, которые иногда называют линиями напряженности электрического поля, или силовыми линиями. Электрические линии направлены от положительного заряда к отрицательному заряду. Электрическое поле называется однородным, если напряженность его в каждой точках поля одинакова по величине и направлению. Однородное электрическое поле существует между пластинами плоского конденсатора.

Точечным, считается заряд, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием, на котором рассматривается его действие. Диэлектрическая проницаемость характеризует электрические свойства среды, т. е. интенсивность поляризации. Для энергетической характеристики каждой точки электрического поля вводится понятие «потенциал».Потенциал в каждой точке электрического поля характеризуется энергией, которая затрачивается полем на перемещение единицы положительного заряда из данной точки за пределы поля, если поле создано положительным зарядом, или из-за пределов поля в данную точку, если поле создано отрицательным зарядом. Потенциал — величина скалярная. Напряжение между двумя точками электрического поля характеризуется энергией, затраченной на перемещение единицы положительного заряда между этими точками. Измеряется напряжение в ВОЛЬТАХ.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/92607-osnovnye-harakteristiki-i-svojstva-jelektrich

3 Электростатическое поле и его свойства

Электростатическое поле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами (при отсутствии электрических токов).

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q.

Электростатический потенциа́л — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала является, таким образом, единица измерения работы, деленная на единицу измерения заряда.

Если в пространстве имеется система заряженных тел, то в каждой точке этого пространства существует силовое электрическое поле. Оно определяется через силу, действующую на пробный заряд, помещённый в это поле. Пробный заряд должен быть малым, чтобы не повлиять на характеристику электростатического поля.

Свойства:

• Всегда незамкнуты: начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах

• Не пересекаются

• Густота линий тем больше, чем больше напряженность, то есть напряженность поля прямо пропорциональна количеству силовых линий, проходящих через единицу площади поверхности

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q.

Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Во многих случаях для краткости это поле обозначают общим термином – электрическое поле

Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный[1] пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда.

5 работа сил электростатического поля по перемещению заряда

Элементарная работа, совершаемая силой F при перемещении точечного электрического заряда из одной точки электростатического поля в другую на отрезке пути по определению равна

Где а — угол между вектором силы F и направлением движения .

6 потенциал. Разность потенциалов.

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду

Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность.

Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечной точках траектории.

Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля.

Свойства линий электрического поля

Линия поля — это геометрическое место, которое эксперты определяют по векторному полю и начальному местоположению. Электрические поля связаны с линиями электрического поля. У этих линий много свойств. Наиболее важным свойством является то, что линии поля никогда не пересекаются друг с другом.

Открытие линии электрического поля приписывается Майклу Фарадею. Поскольку силовые линии перпендикулярны поверхности заряда, это помогло ему визуализировать электрическое поле, используя интуицию, а не полагаясь на математический анализ. Продолжайте читать об этих линиях, чтобы понять, почему линии поля никогда не пересекаются друг с другом.

Электрическое поле или электростатическое поле относится к области вокруг электрического заряда, в которой происходит действие электрической силы. Эксперты также называют эту электрическую силу стрессом. Если величина заряда велика, вокруг области может возникнуть огромное напряжение.

Это поле представлено символом E, а его единицей СИ является ньютон на кулон. Это равно вольтам на метр.

Электрическое поле может быть представлено воображаемыми силовыми линиями. Эти воображаемые линии известны как линии электрического поля. Когда заряд положительный, силовые линии электрического поля выходят из заряда. Напротив, когда заряд отрицательный, линии электрического поля движутся к заряду. Более того, силовые линии никогда не пересекаются друг с другом. Кроме того, величина заряда и количество силовых линий пропорциональны друг другу.

Почему силовые линии никогда не пересекаются?

Важно отметить, что касательная в любой точке силовой линии показывает направление электрического поля в этой точке. Теперь, если имеет место пересечение двух силовых линий, то будет две касательные. Эти касательные находятся в точке пересечения из-за этих двух линий.

Следовательно, в такой ситуации можно наблюдать два направления электрического поля в одной точке. Однако электрическое поле не может иметь двух направлений в конкретной точке. Поэтому силовые линии никогда не пересекаются друг с другом.

Типы электрического поля

Электрические поля можно разделить на два типа:

Однородное электрическое поле:

Однородное электрическое поле постоянно в каждой точке. Специалисты получают такое поле, располагая два проводника параллельно друг другу. Они также гарантируют, что разность потенциалов между ними в каждой точке окажется одинаковой.

Неоднородное электрическое поле:

Неоднородное электрическое поле — это поле, которое неоднородно в каждой точке. Это поле характеризуется различной величиной и направлением.

Свойства линий электрического поля

Вот различные свойства линий электрического поля:

• Они начинаются с положительного заряда.
• Эти линии заканчиваются на отрицательном заряде.
• Движение силовых линий электрического поля направлено в сторону от положительного электрического заряда.
• Движение силовых линий электрического поля направлено к отрицательному электрическому заряду.
• Касательная может быть проведена в любой точке линии электрического поля, тем самым определяя направление поля в этой точке.
• Электрическое поле никогда не может иметь двух направлений в одной точке. Следовательно, силовые линии никогда не пересекаются друг с другом.
• Величина заряда и количество силовых линий пропорциональны друг другу.
• Линии электрического поля входят или выходят из заряженной поверхности обычным образом.
• Линии поля расположены равномерно, параллельно и прямолинейны в однородном электрическом поле.
• Линии поля перпендикулярны поверхности заряда.

• Линии электрического поля не могут проходить через проводник. Таким образом, внутри проводника электрическое поле всегда равно нулю.
• На линии электрического поля может влиять сила притяжения между двумя противоположно заряженными объектами. Из-за этого они имеют тенденцию сокращаться в длину.
• Линии электрического поля представляют собой непрерывные кривые в области, свободной от заряда.
• Расширение электрических силовых линий имеет тенденцию происходить в боковом направлении. Это означает, что эти линии имеют тенденцию отделяться друг от друга в направлении, перпендикулярном их длине. Причиной этого является наличие силы отталкивания между зарядами.

Заключение

Электрические поля связаны с линиями электрического поля. Наиболее важным свойством этих линий является то, что линии поля никогда не пересекаются друг с другом. Электрическое поле относится к области вокруг электрического заряда, в которой происходит действие электрической силы. Его символ — Е, а его единица СИ — Ньютон на кулон. Электрическое поле не может иметь два направления в одной точке. Таким образом, линии поля никогда не пересекаются друг с другом. Двумя типами электрических полей являются однородные электрические поля и неоднородные электрические поля.

Линии электрического поля: понятия, определение и свойства

Давайте теперь узнаем о силовых линиях, которые представляют собой графическое представление или способ представить себе электрические поля. Понятие электрического поля впервые было предложено физиком XIX века Майклом Фарадеем. Фарадей понимал, что структура линий, описывающая электрическое поле, является невидимой реальностью.

Для одного положительного точечного заряда q электрическое поле определяется соотношением

9{2}}$

Теперь, чтобы получить представление об этом поле, можно нарисовать несколько репрезентативных векторов, как показано на рисунке ниже.

• вектор заряда становится короче по мере удаления от начала координат, и они всегда направлены радиально наружу.
• Соединение этих векторов в линию — хороший способ представить электрическое поле.
• Линия электрического поля – это воображаемая линия, нарисованная таким образом, что ее направление в любой точке совпадает с направлением поля в этой точке.
• Линия поля вообще представляет собой кривую, проведенную таким образом, что касательная к ней в каждой точке направлена ​​в сторону чистого поля в этой точке.

Понятие и определение

Определение: Линия электрического поля представляет собой воображаемую линию или кривую, проведенную над областью пустого пространства так, что ее касательная в каждой позиции указывает в направлении вектора электрического поля в этой позиции.

Относительное расстояние между линиями указывает на напряженность электрического поля в этой точке. Итак,

• Величина поля определяется плотностью линий. Это означает, что напряженность электрического поля из-за заряженного тела больше в области, где плотность силовых линий высока. В области, где плотность этих линий мала, электрическое поле имеет меньшую напряженность.
• Магнитуда высока вблизи центра, где силовые линии электрического поля расположены близко друг к другу, и становится слабее по мере того, как они удаляются дальше наружу, где они относительно друг от друга или имеют меньшую плотность.
• Линию поля или электрическую силовую линию можно рассматривать как путь, по которому двигался бы небольшой положительный пробный заряд, если бы мы позволили ему свободно двигаться по пути.

Правила рисования рисунков линий электрического поля

1. Линия поля начинается с положительного заряда и заканчивается либо с отрицательным зарядом, либо на бесконечности. Таким образом, мы можем нарисовать векторы электрического поля в каждой точке пространства вокруг заряда и соединить их, чтобы сформировать линии.
2. Следует отметить, что для каждого местоположения векторы электрического поля касаются направления линий электрического поля в любой заданной точке. (физикаклассрум.com)
3. Когда поле сильнее, линии поля ближе друг к другу.
4. Количество силовых линий зависит от величины электрического заряда.
5. Линии поля никогда не должны пересекаться.

Линии поля из-за некоторых конфигураций заряда

Для положительного заряда

• Линии поля одного положительного заряда направлены радиально наружу

Для отрицательного заряда

• Для отрицательного заряда они радиально внутрь, как показано ниже на рисунке

Эти два рисунка, приведенные выше, показывают, как рисовать линии поля для одного заряда (+ive и -ive)

Линии электрического поля для конфигураций двух или более зарядов заряды дают иную картину и описывают взаимное отталкивание между собой.

• Линии поля вокруг системы положительного и отрицательного заряда ясно показывают взаимное притяжение между ними, как показано ниже на рисунке.

Свойства линий электрического поля

Линии электрического поля

Некоторые важные общие свойства линий поля:

1. Линии поля начинаются с положительного заряда и заканчиваются отрицательным зарядом.
2. Они направлены от положительного электрического заряда к отрицательному электрическому заряду. Таким образом, в любой точке, касательной к силовым линиям, определяется направление электрического поля в этой точке.
3. Эти линии покидают или входят в заряженную поверхность нормально.
4. Линии поля никогда не пересекаются, потому что если они это сделают, то в точке пересечения будет два направления электрического поля.
5. Линии электрического поля не проходят через проводник, это показывает, что электрическое поле внутри проводника всегда равно нулю.