Цель : раскрыть общечеловеческую значимость знаний электродинамики, показать их роль в развитии техники и технологий.

Задачи урока: Общеобразовательные : подвести итоги изучения нескольких разделов курса физики 10 и 11 классов, показать единую природу изучения явлений; систематизировать и обобщить основной материал;

Развивающие : целенаправленно развивать мышление, научить использовать известные научные знания;

Воспитательные : раскрыть идеи познаваемости окружающего мира.

Ход урока

Приветствие.

Организационный момент.

В 10 и 11 классах мы изучали довольно много тем, которые в науке входят в содержание электродинамики. Давайте систематизируем свои знания.

Наш урок пройдёт по следующему плану.

План урока.

У.В каждой теме обычно изучалось несколько физических явлений. Вспомним наиболее существенные из них.

Ответ. Электрическое и магнитное поля, действие полей на заряды, электрический ток, электромагнитная индукция, электромагнитные и световые волны, взаимодействие волн с веществом и др.

У.Каждое из названных явлений обладает своими особенностями, описывалось вводимыми моделями, физическими величинами, законами. Но природа всех указанных явлений одна - электромагнитное взаимодействие, которое имеет две стороны: а)заряды как объекты взаимодействия и одновременно источники поля; б) процесс взаимодействия - электромагнитное поле. При решении задач выделяют просто объект изучения - поле, действие поля на заряды (вещество), взаимодействие объектов (зарядов и токов) с помощью полей.

Учебная проблема урока - из всех изученных выделить главные, фундаментальные знания электродинамики.

II. У.В физике электродинамика представляет собой систему знаний в форме физической теории, т.е. эти знания имеют определенную структуру. Раннее мы уже встречались со структурой теории: основание, ядро, следствия.

1.В простом варианте на качественном языке систематизация знаний электродинамики как теории выполнена в таблице 1 (таблица на экране компьютера).

Основание электродинамики

Объекты изучения	Электромагнитные поля. Электромагнитные волны. Электрические заряды.
Экспериментальные	Взаимодействие электрических зарядов.
Факты	Взаимодействие токов. Действие электрического тока на магнитную стрелку и т.д.
идеализированные объекты	Точечный заряд. Свободные электроны. электронный газ. Однородное электрическое поле и др.
фундаментальные понятия	Электрический заряд. Электромагнитное поле. Электромагнитная волна.
Физические величины	Напряжённость. Магнитная индукция. Сила тока. Напряжение. Энергия поля. Скорость, частота волны. Ядро теории
Законы сохранения	Энергии электромагнитного поля, импульса, заряда замкнутой системы. Покоящиеся и движущиеся заряды образуют электрическое поле, силовые линии которого начинаются и заканчиваются на зарядах.
	В природе нет магнитных зарядов, магнитные силовые линии замкнуты. Движущиеся электрические заряды порождают магнитное поле, силовые линии которого охватывают линии тока. Переменное электрическое поле порождает переменное магнитное, и наоборот.
Фундаментальные постоянные	Скорость электромагнитных волн. Заряд и масса электрона. Электрическая и магнитная постоянные.
Теоретические следствия	Следствия электродинамики. Расчёты излучения электромагнитных волн. предсказание существования электромагнитных волн. Расчёты электрических цепей. Выяснение природы света и др.
Технические применения	Радиосвязь. Телевизионная связь. Получение, передача и потребление электроэнергии. Оптические приборы и др.

Конечно, на само деле фундаментальные законы электродинамики имеют строгую математическую форму - представляют собой дифференциальные уравнения, получившие название уравнений Максвелла. Но в школе их не пишут и не решают.

Следствия из законов электродинамики так обширны, что многие из них представляют собой целые разделы физики или техники. Например, использование света. А мы почти забываем, что сейчас в прямом смысле жизнь современного общества без света не возможна. Конкретизируем примерами использование света:

1) оптические приборы;

2) метрология;

4) электроника;

5) светотехника.

2. Итак, основным объектом изучения электродинамики является электромагнитное поле. Это сложный объект. Но в разных случаях оно проявляется по- разному, в виде разных полей:

1) электростатического(электрического) (дать определение, характеристику),

2) магнитного (дать определение, характеристику),

3) стационарного электрического (дать определение, характеристику),

4) вихревого электрического (дать определение, характеристику),

5)переменного электрического (дать определение, характеристику).

В таблице 2 (смотри на экран) перечислены поля, заполним таблицу, дополнив её типичными физическими явлениями (сначала самостоятельно парами за партами):

Поле	Типичные физические явления
Электростатическое	Взаимодействие электрических зарядов, электризация тел, заземление.
Магнитное	взаимодействие постоянных магнитов, взаимодействие токов, действие токов на движущийся заряд.
Стационарное электрическое	постоянный электрический ток, магнитное поле постоянного тока, нагревание проводника
Переменное магнитное	возникновение вихревого электрического поля, переменный электрический ток в проводнике.
Вихревое	возникновение переменного магнитного поля,
Электрическое	переменный электрический ток в контуре.
Переменное электрическое	переменный электрический ток, трансформация переменного электрического тока.
Электромагнитное	электромагнитные волны, радиоволны, световые волны.

Используя учебник, работая парами, постройте сравнительную таблицу свойств электромагнитного поля и вещества .

Сравним ваши таблицы с представленной на экране:

При познании объектов и явлений ученые строят их модели. Принципиально важно, что один и тот же объект природы может зависимость от задач познания моделироваться по- разному.

У. Какие же модели электромагнитного поля мы изучали? (Ответ. Однородное магнитное поле, однородное электрическое поле, силовые линии поля, статические поля, гармоническая волна, световой луч и др.)

В моделях фиксируются знания об объекте, но все они имеют границы применимости.

По мере развития одни модельные представления сменялись другими. Давайте приведем примеры: (Модель или механизм взаимодействия "близкодействие" сменила модель "дальнодействие", корпускулярная модель света сменилась волновой и т.д.)

3. Научные знания создаются:

а) для объяснения мира, что, в частности, выражается в построении физической картины мира;

б) для улучшения обогащения жизни людей. Электродинамика внесла огромный вклад в материальную и духовную культуру общества. Расшифруем его. (Используются сообщения учащихся использования электромагнитных волн в жизни человека).

III.Общий итог подводится при обсуждении вопросов :

а) какие основные физические объекты изучались в электродинамике?

б) Какие типичные явления мы рассматривали?

в) Какие характеристики электромагнитного поля вы запомнили?

г) Какие законы поведения электромагнитного поля вам известны?

е) Есть ли границы применимости законов электродинамики? Назовите их, например, для кулоновского взаимодействия зарядов.

Оценивание ответов.

Домашнее задание: подготовка к зачету, основная часть заданий теста (на "удовлетворительно") заранее вывешена в кабинете физики.

урока по физике в 11 классе на тему:

«Повторение и обобщение знаний по разделу «Электродинамика»

Тип урока: урок повторения и актуализации знаний, комплексного применения знаний учащихся по теме «Электродинамика» (подготовка к контрольной работе).

Методика урока: метод группового взаимодействия, развивающее обучение, обучение в сотрудничестве.

Цели урока:

Образовательные:

1. Систематизация и обобщение знаний обучающихся по разделу «Электродинамика».

2. Углубление знаний об электромагнитных явлениях.

3. Совершенствование, расширение знаний учащихся, раскрытие практической направленности изученных явлений;

4. Отработка навыков решения задач по теме «Электродинамика».

Воспитательные:

1. Развивать чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач, развитие навыка работы в группе и в паре.

2. Развивать мотивацию изучения физики, используя разнообразные приёмы деятельности.

Развивающие:

1. Развивать умение использовать приёмы сравнения, обобщения.

2. Совершенствовать навыки самостоятельной и групповой работы.

3. Продолжать формирование умения анализировать условия задачи.

4. Развивать умение правильно оформлять и решать задачи.
5. Продолжать развивать монологическую речь с использованием физических терминов.

Учащиеся должны знать:

понятия:

Электрический ток, сила тока, напряжение источника тока, сопротивление проводников и величины от которых оно зависит, мощность тока, магнитная индукция, магнитный поток;

Электрическое и магнитное поля, условия их возникновения, электромагнитная индукция;

законы, правила:

Правила буравчика, правой и левой руки

единицы физических величин:

Силы тока, напряжения, сопротивления, мощности тока, магнитной индукции, магнитного потока

формулы:

Для расчета силы тока, силы Ампера, силы Лоренца, магнитной индукции, магнитного потока

Учащиеся должны уметь:

использовать законы и правила:

Закон Ома для участка цепи и для полной цепи,

Последовательное и параллельное соединение проводников,

Правила буравчика, правой и левой руки,

Закон электромагнитной индукции.

использовать формулы:

Для расчета силы тока, силы Ампера, силы Лоренца, магнитной индукции, магнитного потока.

Оборудование и материалы:

Компьютер, проектор, презентация «Повторение и обобщение знаний по разделу «Электродинамика», учебник и сборник по физике 11 класс, карточки № 1-3

План урока:

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний.

Повторение ранее пройденных определений электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства (Финк-Райт-Раунд Робин)

3. Групповая работа (Эй-Ар-Гайд)

4. Индивидуальная работа (работа с тестами)

5. Групповая работа (Куиз-Куиз-Трейд)

5. Закрепление. Решение задач

7. Подведение итогов урока. Рефлексия

ХОД УРОКА

Этапы урока

Продолжительность

Организационный момент

Задача : создание благоприятного психологического настроя

Здравствуйте, ребята!

Хочется сегодняшний наш урок начать со слов Адама Мицкевича:

Как наша прожила бы планета?!

Как люди жили бы на ней?!

Без теплоты, магнита, света

И электрических лучей?

Как Вы догадались эти слова я выбрала не случайно. Сегодня у нас с вами урок посвященный электричеству, магнетизму – урок обобщения и систематизации знаний по разделу «Электродинамика»

2-3 минуты

Цели урока

расширить, систематизировать и закрепить знания по разделу «Электродинамика»

научить применять знания, полученные на уроке при решении задач

развивать навыки самоконтроля, интерес к предмету

развивать чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач, развитие навыков работы в группе и в паре

Актуализация опорных знаний

Задача : повторить и углубить знания по заданной теме развивать речевую культуру, умение обобщать материал, выделять главное; воспитывать нравственные качества личности, связанные со взаимоотношениями в классном коллективе.

Ребята, Существует такая гипотеза: если существует металлический проводник, то заряженные частицы двигаются и создают вокруг себя электрическое поле.

Пожалуйста, подумайте внимательно и дайте краткое объяснение данной гипотезы .

(перед учащимися имеются карточки № 1. Задание №1)

Каждый должен обдумать, сформулировать свой ответ и записать в тетради. После этого партнеры по плечу (сначала партнер А, потом партнер Б) делятся друг с другом своими предположениями по данной гипотезе).

Молодцы, ребята! Теперь давайте поделимся своими предположениями с остальными товарищами.

(Выборочный опрос учащихся)

Вы хорошо справились с данным заданием, молодцы!

Сейчас, давайте, вспомним основные физические понятия по нашей сегодняшней теме.

Всем Вам известно, что электрический ток возникает только в металлах. Давайте, вспомним, что называется металлом?

(вопрос задается всему классу, выборочный опрос учащихся)

Самое известное из ранних определений металла было дано в середине XVIII века М.В. Ломоносовым:

“Металлом называется светлое тело, которое ковать можно. Таких тел только шесть: золото, серебро, медь, олово, железо и свинец”.

Спустя два с половиной века многое стало известно о металлах. К числу металлов относится более 75% всех элементов таблицы Д. И. Менделеева, и подобрать абсолютно точное определение для металлов – почти безнадежная задача.

МЕТАЛЛЫ - это вещества, обладающие высокой электропроводностью и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и металлическим блеском.

Модель металла - кристаллическая решетка, в узлах которой частицы совершают хаотичное колебательное движение:

В узлах кристаллической решетки расположены положительные ионы ,

пространстве между ними движутся свободные электроны ,

Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решетки

Электроны взаимодействуют не друг с другом, а с ионами кристаллической решётки. При каждом соударении электрон передаёт свою кинетическую энергию.

Молодцы, давайте подведем итог, что же такое металл, чем он характеризуется?

Вывод:

В обычных условиях металл электрически нейтрален.

Свободные электроны движутся в нём беспорядочно.

Если создать в металле электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направленно (упорядоченно), т. е. возникнет электрический ток.

Беспорядочное движение электронов сохраняется.

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов

5 минут

Задача: развивать речевую культуру, умение обобщать материал, выделять главное; воспитывать нравственные качества личности, связанные со взаимоотношениями в классном коллективе , развивать умение использовать приёмы сравнения, обобщения, помочь ученикам при необходимости пересмотреть их мнение

Сейчас мы с вами проделаем небольшую совместную работу.

На слайде и перед вами (карточка №1, задание №2) приведены утверждения, в которых пропущены некоторые слова. Вам необходимо вместо пропущенных слов написать правильные. Затем мы просмотрим видеоматериал, после этого вы должны будете снова ответить на те же самые вопросы.

(перед учащимися карточки № 2, ученики записывают пропущенные слова, затем просмотр видео «Магнитные линии поля», затем учащиеся снова отвечают на вопросы)

Вставьте пропущенные слова

1.Магнитное поле порождается ___________

2 . .

3.Что представляют магнитные линии проводника с током _

4.Что нужно сделать для того, чтобы изменить направление магнитной линии проводника с током

_______________________________________ .

5.При уменьшении силы тока в проводнике магнитное поле ______________.

Молодцы, ребята, вы славно поработали! Теперь сравните столбики «ДО» и «ПОСЛЕ». Поделитесь с соседом по плечу – в каких ответах у вас расхождения?

(после небольшого обсуждения, выборочный опрос учащихся)

Изменились ли ваши мнения. Почему?

Какие из этих утверждений вызвали у вас затруднения?

А сейчас, проверим, верно ли Вы проставили пропущенные слова.

(учитель на слайде выводит пропущенные слова)

Проверьте свои ответы. У кого какие затруднения?

(ответы, комментарии учащихся)

4 минуты

Самоконтроль

Сейчас мы проведем с Вами проверочную работу.

Вам будут предложены вопросы с вариантами ответов.

Вам нужно в течении 2-3 минут ответить на них и записать в тетради. Потом мы все вместе проверим ответы и каждый сможет оценить себя сам.

(перед учащимися карточки № 2 с заданиями. По завершении теста, на слайд выводятся ответы и критерии оценивании ответов. Учащиеся сами себе проставляют оценки.)

В заданиях 7 и 9 были приведены вопросы связанные с магнитными линиями магнитного поля. Давайте вспомним, что же это за линии?

Линии, касательные которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля.

Всегда замкнуты; не имеют ни начала ни конца, т.к. магнитных зарядов не существует

5 минут

Давайте вспомним некоторые ключевые правила и формулы, характеризующие электрическое и магнитное поля.

Что гласит правило буравчика?

Что такое магнитная индукции? Как она обозначается?

Что такое сила Ампера? Как ее вычислить?

Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера

где α –угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.

I - сила тока в проводнике

B - модуль вектора индукции магнитного поля

l - длина проводника, находящегося в магнитном поле

Как изменится сила Ампера, действующая на проводник с током, при уменьшении индукции магнитного поля в 3 раза?

а) уменьшится в 3 раза;

б) уменьшится в 9 раз;

в) увеличится в 3 раза;

г) увеличится в 4 раза

Что гласит правило левой руки?

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца были направлены вдоль тока, то отведенный на 90˚ большой палец укажет направление действия силы Ампера.

Величина силы Ампера зависит:

а) от силы тока в проводнике

б) от расстояния между проводником и источником магнитного поляв) от материала, из которого изготовлен проводник

г) от времени взаимодействия

5. В чем заключается суть опыта Фарадея?

при движении магнита относительно катушки возникает индукционный ток

Что такое магнитный поток ? Как его вычислить?

В чем заключается явление ЭМ индукции?

явление возникновения ЭДС индукции и индукционного тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, пронизывающего контур

7 минут

Задача : развивать речевую культуру, воспитывать нравственные качества личности, связанные со взаимоотношениями в классном коллективе

Молодцы, ребята.

Теперь вам предстоит следующее задание. Давайте сделаем карточки. Подумайте и напишите на листочках 1 вопрос по теме «Электродинамика»

Учащиеся на маленьких листочках в течение 40 секунд должны записать вопросы, на сгибе ответы к ним, но так, чтобы их никто е смог увидеть. После этого учащиеся встают и поднимают руку, таким образом находят себе пару. Они по очереди задают друг другу вопросы. Потом поднимая руку вверх находят себе другую пару (и так 3 раза)

(по окончании все садятся на свои места)

5 минут

Задача: формировать умения анализировать условия задачи, развивать умение правильно оформлять и решать задачи, продолжать развивать монологическую речь с использованием физических терминов.

Решение качественных и количественных задач

(решение на местах, индивидуальная работа)

2. Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 90 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл?

?

14 минут

Обсуждение домашнего задания.

Подведение итогов. Домашнее задание:

Подготовиться к итоговому тестированию - повторить раздел «Электродинамика» (стр.88-90 учебников)

1 минута

Рефлексия

Что заинтересовало вас на уроке больше всего?

Как вы усвоили пройденный материал?

Какие были трудности? Удалось ли их преодолеть?

Помог ли сегодняшний урок лучше разобраться в вопросах темы?

Пригодятся ли вам знания, полученные сегодня на уроке?

1 минута

ФИО __________________________

КАРТОЧКА № 1

Дайте краткое объяснение данной гипотезы:

ГИПОТЕЗА: е сли существует металлический проводник, то заряженные частицы двигаются и создают вокруг себя электрическое поле

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Задание

Вставьте пропущенные слова

1

2. Магнитные линии выходят из ___________ полюса магнита и входят в ___________

_______________________________________

5. При уменьшении силы тока в проводнике магнитное поле _________

Вставьте пропущенные слова

1 . Магнитное поле порождается ___________

2. Магнитные линии выходят из ___________ полюса магнита и входят в ___________

3. Что представляют магнитные линии проводника с током ________________________________________

4. Что нужно сделать для того, чтобы изменить направление магнитной линии проводника с током

_______________________________________

5. При уменьшении силы тока в проводнике магнитное поле ______________

Почему после просмотра видео изменились твои ответы в столбике «ПОСЛЕ»?

КАРТОЧКА № 2

Тест

1. Какие магнитные полюса изображены на рисунке?

А. 1 - северный, 2 - южный.

Б. 1 - южный, 2 - южный.

В. 1 - южный, 2 - северный.

Г. 1 - северный, 2 - северный

2. Стальной магнит разломили на три части Будут ли обладать магнитными свойствами концы А и В?

А. Не будут

Б. Конец А имеет северный магнитный полюс, В - южный

В. Конец В имеет северный магнитный полюс, А - южный

3. К одноименным магнитным полюсам подносит стальные гвоздики. Как они расположатся, если их отпустить?

А. Будут висеть

Б. Головки приткнутся друг к другу

В. Головки оттолкнутся друг от друга

4. По рисунку определите, как направлены магнитные ­ линии магнитного поля

А. По часовой стрелке

Б. Против часовой стрелки

8. К источнику тока с помощью проводов присоединили металлический стержень. Какие поля образуются вокруг стержня, когда в нем возникнет ток?

Б. только магнитное поле

В. магнитное и электрическое поля

9. На каком из рисунков правильно изображено положение магнитной стрелки в МП постоянного магнита?

10. Из каких частей состоит электрическая цепь, изображенная на рисунке?

А.Элемент, выключатель, лампа, провода.

Б. Батарея элементов, лампа, выключатель, провода.

В. Батарея элементов, звонок, выключатель, провода.

КАРТОЧКА № 3

Качественные и количественные задачи

1. Определить сопротивление проводника длиной 40 м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10 м/с, индукция поля равна 0,01 Тл, сила тока 1А.

А. 400 Ом Б. 0,04 Ом В. 0,4 Ом Г. 4 Ом Д. 40 Ом

2. Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 900 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл?

А. 5мН Б. 0,2Н В. 100Н Г. 0,01Н Д. 2Н

3. Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитном поле с индукцией 100 мТл, если оно полностью исчезает за 0,1 с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1 м2.

А. 100 В Б. 10 В В. 1 В Г. 0,1 В Д. 0,01 В

4. Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?

А. Иногда Б. Нет В. Да Г Недолго

5. Электрический ток нагревает провода линии электропередачи. При очень большой длине линии, передача энергии может стать экономически невыгодной. Снизить сопротивление линии весьма трудно.

Каким образом можно добиться наиболее экономичной подачи энергии?

6. Когда говорят, что напряжение в городской электрической сети составляет 220 В, то речь идёт не о мгновенном значении напряжения и не его амплитудном значении, а о так называемом действующем значении.

Что означает действующее значение напряжения?

7. Как можно избежать действия электрического тока при случайном прикосновении к электроприбору, которое оказалось под напряжением?

УРОК 1/1

Тема. Электрические взаимодействия

Цель урока: ознакомить учащихся с электрическими взаимодействиями; разъяснить им физический смысл закона сохранения заряда и закона Кулона.

Тип урока: урок изучения нового материала.

ПЛАН УРОКА

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Первые шаги к разгадке природы электричества были сделаны во время изучения электрических разрядов, которые возникают между разноименно заряженными телами. Такие разряды напоминают крошечную молнию.

Для того чтобы понять появление всех этих искр, ознакомимся с одним из электрических явлений. Возьмем пластмассовую расческу или авторучку и проведем ею несколько раз по сухим волосам или шерстяному свитеру. Как не странно, но после такого простого действия пластмасса приобретет нового свойства: начнет притягивать мелкие кусочки бумаги, другие легкие предметы и даже тонкие струйки воды.

Из выполненных опытов и наблюдений можно сделать вывод:

Ø явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией.

В XVII веке немецкий ученый Отто фон Герике обнаружил, что электрическое взаимодействие может быть не только притягуванням, но и отталкиванием. В начале XVIII века французский ученый Шарль Дюфе объяснил притяжение и отталкивание наэлектризованных тел существованием двух типов электрических зарядов:

Ø если тела имеют электрические заряды того самого типа, они отталкиваются, а если разных типов, то притягиваются.

Тела, имеющие способность к электрических взаимодействий, называют наелектризованими. Если тело наэлектризовано, говорят, что оно имеет электрический заряд.

Ø Электрический заряд - это физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий тел или частиц.

Заряды различных типов назвали положительными и отрицательными. Электрический заряд наэлектризованной стеклянной палочки, потертой о шелк, назвали положительным, а заряд ебонітової палочки, потертой о мех, - отрицательным.

Тела, не имеющие электрического заряда, называют заряженными или электрически нейтральными. Но иногда и такие тела обладают способностью к электрических взаимодействий.

Во время электризации тело, что потеряло часть своих электронов, заряжается положительно, а тело приобрело лишних электронов - отрицательно. Общее же количество электронов в этих телах остается неизменной.

При электризации тел выполняется очень важный закон - закон сохранения заряда:

Ø в электрически изолированной системе тел алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной.

Этот закон не утверждает, что суммарные заряды всех положительно заряженных и всех отрицательно заряженных частиц должны каждый отдельно храниться. Во время ионизации атома в системе образуются две частицы: положительно заряженный ион и отрицательно заряженный электрон. Суммарные положительный и отрицательный заряды при этом увеличиваются, же полный электрический заряд остается неизменным. Нетрудно увидеть, что всегда сохраняется разница между общим числом всех положительных и отрицательных зарядов.

Закон сохранения электрического заряда выполняется и тогда, когда заряженные частицы испытывают превращения. Так, во время столкновения двух нейтральных (не имеют электрического заряда) частиц могут рождаться заряженные частицы, однако алгебраическая сумма зарядов порожденных частиц при этом равна нулю: вместе с положительно заряженными частицами рождаются и отрицательно заряженные.

Французский ученый Шарль Кулон исследовал, как зависит сила взаимодействия между заряженными телами от значений зарядов тел и от расстояния между ними. В своих опытах Кулон не учитывал размеры тел, которые взаимодействуют.

Заряд, помещенный на теле, размеры которого малы по сравнению с расстояниями до других тел, с которыми оно взаимодействует, называют точечным зарядом.

Закон Кулона, открытый 1785 p ., количественно описывает взаимодействие заряженных тел. Он является фундаментальным законом, то есть установлен при помощи эксперимента и не следует ни из какого другого закона природы.

Ø Неподвижные точечные заряды q 1 и q 2 взаимодействуют в вакууме с силой F , прямо пропорциональной модулям зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между зарядами:

Значение коэффициента пропорциональности k зависит от выбора системы единиц.

Единица электрического заряда в СИ названа в честь Кулона - это 1 кулон (Кл).

Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона численно равен k = 9·10 9 Н·м2/Кл2. Физический смысл этого коэффициента заключается вот в чем: два точечных заряда по 1 Кл каждый, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой, равной 9·109 Н.

ВОПРОСЫ К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Первый уровень

1. Как можно определить, заряжены ли тела?

2. В каких случаях заряженные тела притягиваются а в каких отталкиваются?

3. При каких условиях выполняется закон сохранения электрического заряда?

4. От чего зависит электрическая сила взаимодействия заряженных тел?

5. В чем сходство и различие закона всемирного тяготения и закона Кулона?

Второй уровень

1. Почему притяжение кусочков бумаги натертым гребешком нельзя объяснить действием сил тяготения, упругости и веса?

2. Зависит ли сила электрического взаимодействия от расстояния между заряженными телами? Подтвердите ваш ответ примером.

3. С помощью какого опыта можно проиллюстрировать закон сохранения электрического заряда?

4. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в 3 раза, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

1. Почему электрическое отталкивание обнаружили почти через две тысячи лет после того, как было обнаружено притяжения?

Два тела испытывают электрического притяжения, если заряжен только одно из тел, причем зарядом любого знака. А электрическое отталкивание проявляет себя только тогда, когда заряжены оба тела, причем обязательно одноименно.

2. Когда с первой капельки миллиард электронов переместили на вторую, между ними возникла сила электрического взаимодействия. Сколько электронов необходимо переместить с первой капельки на вторую, чтобы эта сила увеличилась в 4 раза?

3. На каком расстоянии находятся друг от друга точечные заряды 4 и 6 нКл, если сила их взаимодействия равна 6 мН?

4. Сколько электронов надо «перенести» с одной пылинки на другую, чтобы сила кулоновского притяжения между порошинами на расстоянии 1 см равна 10 мкН? (Ответ: 2,1·109)

5. Заряды двух одинаковых маленьких металлических шариков равны q 1 = -2 нКл и q 2 = 10 нКл. После соприкосновения шариков их развели на предыдущую расстояние. Во сколько раз изменился модуль силы взаимодействия между ними?

Пусть расстояние между шариками равна r . Тогда модуль силы взаимодействия между ними изменился от до Здесь q - заряд каждого из шариков после соприкосновения. Согласно закону сохранения заряда 2q = q 1 + q 2 . Итак,

Ответ: уменьшился в 1,25 раза.

6. На шелковой нитке висят два заряженных шарика массой 20 мг каждый (см. рисунок). Модули зарядов шариков 1,2 нКл. Расстояние между шариками 1 см. Чему равна сила натяжения нити в точках А и В? Рассмотрите случаи одноименных и разноименных зарядов. (Ответ: сила натяжения нити в точке А равна 0,39 мН; В точке В для одноименных зарядов 0,33 мН, а для разноименных - 66 мкН.)

ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ

Явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией.

Электрический заряд - это физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий тел или частиц.

В электрически изолированной системе тел алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной:

· Заряд, помещенный на теле, размеры которого малы по сравнению с расстояниями до других тел, с которыми оно взаимодействует, называют точечным зарядом.

· Неподвижные точечные заряды q 1 и q 2 взаимодействуют в вакууме с силой F , прямо пропорциональной модулям зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между зарядами:

Домашнее задание

Рів1 № 1.8; 1.9; 1.10; 1.11.

Рів2 № 1.31; 1.32; 1.34, 1.35.

Рів3 № 1.54, 1.55; 1.56; 1.57.

Место работы: ГООУ СПО «Мурманский строительный колледж им. Н.Е.Момота», г.Мурманск

Конспекты уроков по теме « Силы электромагнитного воздействия неподвижных зарядов »

Урок 1/93

Электрический заряд. Квантование заряда.

Цель: дать понятие об электронном заряде, как об особом свойстве тел и частиц материи и о квантовании заряда.

Ход урока.

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Объяснение нового материала
4. Закрепление
5. Итог урока

Сегодня мы начинаем изучать новый раздел физики – электродинамику. Электродинамика – наука о свойствах и закономерностях поведения электромагнитного поля.

Посмотрим внимательно на слово «электродинамика». Динамика означает движение, электро – значит, речь пойдет об электрических явлениях.

Вспомним, что слово «электричество» произошло от греческого слова elektron – янтарь. Дело в том, что греческий философ Фалес Милетский, живший в 640 – 550 вв. до н. э., открыл, что янтарь, потертый о мех, приобретает свойство притягивать к себе мелкие предметы – пушинки, соломинки. Чтобы объяснить это явление, необходимо вспомнить такое понятие, как электрический заряд.

Электрический заряд – физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия заряженных частиц, является источником энергии электромагнитного поля.

Существует два типа электрически зарядов:

Положительные - +g

Отрицательные - - g

Положительными называются заряды, возникающие на стекле, потертом о шелк. Отрицательными – заряды, возникающие на эбонитовой палочке, потертой о мех. Определить, заряжено ли тело или нет, можно с помощью физического прибора – электрометра (опыт: 46/1).

В се окружающие нас тела состоят из атомов и молекул.

Атом – это нейтральная частица, он состоит из ядра и электронов; число электронов равно числу протонов в ядре.

Давайте рассмотрим простейшую модель атома – атома водорода.

Носителем отрицательного заряда в атомах являются электроны.

Электрон – это элементарная частица с отрицательным зарядом.

Носителями положительного заряда в атоме являются протоны, входящие в состав ядер атомов. И электрон, и протон относятся к элементарным частицам. Заряд протона равен заряду электрона, но с противоположным знаком.

Атом

атомное ядро атомная оболочка

Протоны нейтроны электрон

g p = +1,6 * 10 -19 Кл g n = 0 g e = -1,6 * 10 -19 Кл

m 0 = 1836 m e m 0 = 1839 m e m e = 9, 11 * 10 -31 кг

Заряды всегда взаимодействуют между собой. Вспомним, что одноименные заряды всегда отталкиваются друг от друга, а разноименные – всегда притягиваются:

Электрический заряд не существует сам по себе. Тело всегда обладает массой, но заряд тела может быть равен нулю. Если заряд тела положительный, то говорят, что в теле не хватает электронов. А если заряд тела отрицательный – это избыток электронов.

Таким образом, электрический заряд элементарных частиц – это особая характеристика частицы – количественная мера ее электромагнитного взаимодействия с другими частями. Мы с вами уже знаем четыре типа фундаментальных взаимодействий:

1. гравитационное
2. слабое
3. электромагнитное
4. сильное (ядерное)

Мы будем рассматривать электромагнитные взаимодействия.

Урок 2/94

Электризация тел. Закон сохранения заряда.

Цель: углубление понятия об электризации тел; сформировать представление о законе сохранения электрического заряда.

Ход урока.

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Опрос
4. Изучение нового материала
5. Итог урока

Что изучает электродинамика?

Какие два вида зарядов существуют?

Как они взаимодействуют между собой?

Что называют атомом?

Из чего он состоит?

На прошлом уроке мы начали изучение нового раздела физики – электродинамики.

К созданию электродинамики привела длинная цепь планомерных исследований и случайных открытий, начиная с обнаружения способности янтаря, потертого о шелк, притягивать легкие предметы и заканчивая гипотезой Максвелла, о прохождении магнитного поля переменным электрическим током.

Сегодня мы начнем изучение основных законов электромагнитного взаимодействий.

С 8 класса мы знаем, что тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, считают наэлектризованным или, что ему сообщили электрический заряд.

Электризация – это сообщение телу электрического заряда.

Существуют два способа электризации тел:

1. Трение.

Если провести расческой несколько раз по сухим волосам, то небольшая часть электронов – самых подвижных заряженных частиц – перейдет с волос на расческу и зарядит ее отрицательностью. Волосы при этом зарядятся положительно. При электризации трением, оба тела приобретают противоположные по знаку, но одинаковые по модулю заряды (опыт).

2. Передача электрического заряда от заряженного тела к незаряженному. (опыт).

Определенная часть электронов переходит с одного тела на другое. Так как электрические заряды существуют не сами по себе, а связаны с частицами, то можно сделать вывод: при электризации тел, число заряженных частиц не меняется, а происходит лишь их перераспределение в пространстве, а значит суммарный их заряд остается неизменным.

Все тела обладают массой и поэтому притягиваются друг к другу. Заряженные же тела могут, как притягивать, так и отталкивать друг друга (опыт с султанами или гильзами).

Если элементарная частица имеет заряд, то его значение, как показали многочисленные опыты, строго определено.

В 8 классе вы ознакомительно проследили за опытом Милликена и Иоффе. В своих опытах они электризовали мелкие пылинки цинка. Заряд пылинок меняли несколько раз и вычисляли его. Так поступали несколько раз. При этом заряд оказывался каждый раз другим. Идея этого опыта основывается на простом факте: так же, как и стеклянная палочка, потертая мехом, приобретает электрические свойства, так ведут себя и другие тела. Капельки масла, которые впрыскивались в камеру, будут электризоваться, ведь, проходя через горлышко распылителя, масло будет подвергаться трению (диафильм).

Положительно и отрицательно заряженные частицы связаны друг с другом электрическими силами и образуют нейтральные системы.

Тело электрически заряжено в том случае, если оно содержит избыточное количество элементарных частиц с одним знаком заряда.

Отрицательный заряд обусловлен избытком электронов по сравнению с протонами, а положительный – недостатком.

Наличием заряда определяют с помощью электроскопа, но определить величину заряда с помощью электроскопа нельзя. Для этого есть электрометр.

С помощью электрометра можно доказать, что при электризации трением оба тела приобретают противоположные по знаку, но одинаковые по модулю заряды.

При электризации тел выполняется закон сохранения электрического заряда: в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной

q 1 +q 2 +q 3 +…= const

Во всех случаях, заряженные частицы рождаются только парами с одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами. Исчезают заряженные частицы, превращаясь в нейтральные, тоже только парами. Во всех случаях сумма зарядов изолированной системы остается одной и той же.

Урок 3/95

Закон Кулона.

Цель: разъяснить физический смысл закона Кулона, указать границы применимости.

Ход урока.

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Опрос
4. Объяснение нового материала
5. Закрепление
6. Итог урока

Что такое электрический заряд?

Что называют электризацией?

Когда считают тело электрически заряженным?

О чем говорит закон сохранения электрического заряда?

На прошлом уроке мы с вами увидели, что заряженные тела взаимодействуют друг с другом. Тела, заряженные одинаковым по знаку зарядом, - отталкиваются, а если разными по знаку зарядами – притягиваются.

Взаимодействие зарядов происходит посредством электростатического поля. И наша цель – это обнаружить, как взаимодействуют эти заряды, то есть найти количественную формулу, определяющую силу взаимодействия зарядов. Заранее скажем, что заряды мы будем брать точечные.

Точечный заряд – это тело, размерами которого можно пренебречь, по сравнению с расстоянием, на котором осуществляется взаимодействие его с другими заряженными телами.

Значит, для себя отметим, что расстояние r много больше размеров самого заряда. Это нам позволит обеспечить задачи решение задачи.

Раздел электродинамики, посвященный изучению покоящихся электрических зарядов, называют электростатикой.

Основной закон электростатики – это закон взаимодействия точечных электрических зарядов, который был установлен экспериментально французским физиком Шарлем Кулоном в 1785 году.

К упругой проволоке крутильных весов прикрепили стеклянный стержень с металлическим шариком на одном конце и противовесом на другом. Еще один металлический шарик неподвижно закреплен в корпусе весов.

При сообщении шарикам одноименных зарядов, один имеет величину g 1 , а другой - g 2 , они будут отталкиваться друг от друга, при этом стеклянный стержень отклонится на некоторый угол. Прикрепив стрелку к стержню можно определить угол отклонения. Шкала на поверхности сосуда отградирована, то есть каждому углу соответствует определенная сила взаимодействия.

Оказалось, что сила взаимодействия пропорциональна величинам этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Сила взаимодействия - ~ (*)

Модуль зарядов, r 2 – расстояние между зарядами.

Обратите внимание на то, что мы уже можем измерять отношение зарядов, но их природу мы еще не знаем.

Пока у нас не будет количественной формулы, связывающей заряды с силой, определить единицу заряда мы не в состоянии.

Итак, мы имеем закон Клона в экспериментальном виде. Чтобы из формулы (*) получить аналитическое выражение, мы должны умножить полученное выражение на коэффициент пропорциональности k.

Сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Эта формула отражает зависимость силы воздействия двух зарядов от величины этих зарядов и расстояния между ними.

Силу мы определим, когда изучим законы Ньютона, r – расстояние [м]

Здесь мы имеем пока две неопределенные величины: k и q.

Все дело в том, что в системе СИ, единицу заряда устанавливают с помощью единицы тока. За единицу заряда принимается 1 Кл.

Один кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.

[q] = [Кл]

1 Кл = 1 А * с

Физический смысл k:

Из закона Кулона:

То есть

k не может принимать произвольное значение, он определен экспериментально:

Е 0 = 8, 85 * 10 -12 - электрическая постоянная.

Соответственно этому, расчеты показывают, что k = 9 * 10 9

Условия для выполнения закона Кулона:

1. Должны быть точечные заряды
2. Заряженные тела должны быть неподвижными.

Урок 4/96.

Решение задач.

Цель: научить учащихся решать задачи на применение закона Кулона в случаях,когда на заряженные тела, действуют силы, направленные вдоль одной прямой и под углом друг к другу.

Ход урока.

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Опрос
4. Решение задач
5. Итог урока

Чему равен заряд электрона?

Что называют точечным зарядом?

О чем говорит закон Кулона?

Формула закона Кулона?

Единица заряда?

Задача 1.

Два одинаковых точечных заряда g взаимодействуют в вакууме с силой 0,1 Н. Расстояние между зарядами 6 м. Найти величины зарядов.

q - ? Решение Вычисление

F = 0,1 Н

r = 6 м

k = 9 * 10 9

Согласно закону Кулона:

Ответ: величина зарядов 2 * 10 -5 Кл

Задача 2.

Два точечных заряда на расстоянии q находятся на расстоянии r друг от друга. Если расстояние между ними уменьшить на 50 см, то сила взаимодействия увеличивается в два раза. Найти расстояние r между зарядами.

R - ? Решение Вычисление

x = 50 см

Напишем закон Кулона для двух величин:

По условию, а из формул

Тогда

R - x

1) = + x

Ответ: расстояние равно 1, 75 м

№ 687 (Р)

F - ? СИ Решение Вычисление

q 1 = q 2 = q = 10 нКл 10*10 -9 Кл

r = 3 см 0,03 м

100*10 -5 Н = 10 2 *10 -5 Н=

k = 9*10 9 = 10 -3 Н = 1 мН

Ответ: сила взаимодействия между зарядами 1 мН

№ 679 (Р)

r - ? СИ Решение Вычисление

q 1 = 1 мкКл 10 -6 Кл

q 2 = 10 нКл 10 -8 Кл

F = 9 мН 9*10 -3 Н

K = 9*10 9

Ответ: расстояние между зарядами 0, 1 м.

№ 680

Решение

q 2 = 4 q 1

F 1 = F 2

Ответ: 2 раза

Урок 5/97

Напряженность электрического поля.

Цель: раскрыть материальный характер электрического поля, дать понятие напряженности электрического поля, исходя из ее общего определения, научить учащихся применять формулу в решение несложных задач на расчет напряженности. Величины пробного заряда и силы.

Ход урока.

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Изложение нового материала
4. Проверка домашнего задания
5. Итог урока

Если мы рассмотрим рисунок:

И зададим вопрос: «Что действует на заряд В? », то Кулон ряд других ученых однозначно отвечали: «Заряд А».

Однако, дальнейшее развитие науки показало, что взаимодействие зарядов носит сложный характер. Заряды воздействуют друг с другом посредством полей. Так, взаимодействие зарядов А и В происходит следующим образом. Вокруг заряда А существует электрическое поле, простирающееся на больший объем пространства, чем занимает сам заряд. Заряд В оказывается расположенным в этом электрическом поле, и оно действует на него силой Аналогично вокруг заряда В существует поле, которое действует на заряд А силой

Электрическое поле – особый вид материи. Вокруг наэлектризованного тела существует какой-то материальный передатчик взаимодействия – это поле. Какими же свойствами обладает электрическое поле?

Свойства электрического поля:

1. Порождается электрическими зарядами
2. Действует на электрический заряд с силой
3. Способно совершать работу по перемещению заряда, то есть поле обладает энергией
4. Обладает свойством суперпозиций
5. Электрическое поле точечного заряда убывает обратно пропорционально r 2 (~
6. Распространяется со скоростью с = 300 000 км/с (с – скорость распространения электромагнитных взаимодействий).

Для характеристики полей вводится соответствующие физические величины, отличные от характеристик вещества. Для электрического поля важнейшей характеристикой является напряженность.

Поместим в поле, созданное зарядом q 1 , некоторый пробный заряд q’, который будет испытывать действие со стороны заряда q 1 .

Обозначим положение заряда q’ буквой А. Сила воздействия этих двух точечных зарядов равна:

Если мы уберем заряд q’ и поместим на его место другой заряд q’’, то сила взаимодействия будет равна:

Не трудно заметить, что отношения и это отношение есть величина постоянная для данной точки поля:

Значит, выражение может являться характеристикой электрического поля в данной точке. Это отношение обозначается через букву E и называется напряженностью электрического поля:

Напряженностью электрического поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд к этому заряду. Это силовая характеристика электрического поля.

В системе СИ единицей напряженности является:

Силу, действующую на точечный заряд q, можно определить из формулы:

Направление вектора направленности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Если мы имеем положительный заряд q 1 > 0, то в точке А создана напряженность поля, которая будет направлена от заряда.

Если же поле создано отрицательным зарядом q 2

Напряженность поля не зависит от заряда вносимого в данную точку поля, она зависит только от поля и от положения пробного заряда в этом поле.

Пробный заряд – это точечный положительный заряд, который настолько мал, что своим полем не вызывает перераспределения заряда на теле, поле которого исследуется (пух, бусинка, ватка).

Напряженность поля точечного заряда может быть рассчитана по формуле:

№ 696 (Р)

E - ? СИ Решение Вычисление

q = 2 нКл 2*10 -9 Кл

F = 0,4 мкН 0,4*10 -6 Н

Ответ:

№ 697 (Р)

F -? СИ Решение Вычисление

F = 2*10 3 *12*10 -9 = 24*10 -6 Н

q = 12 нКл 12*10 -9 Кл

E = 2 2*10 3

Ответ:

Урок 6/98

Лини напряженности электростатического поля.

Цель: ознакомить учащихся со знаковыми моделями электрических полей и научить пользоваться этими моделями для характеристики электрических полей.

Ход урока.

1. Организационный момент
2. Домашнее задание
3. Опрос
4. Изучение нового материала
5. Итог урока

Свойства электрического поля

Чему равна напряженность электрического поля?

Единицы измерения Е?

От чего зависит и не зависит Е?

По какой формуле рассчитывается напряженность?

Для графического изображения электрического поля можно было бы из каждой точки поля провести стрелку, указывающую величину и направление напряженности электрического поля в этой точке. Однако такой способ изображения поля крайне неудобен, так как отдельный стрелки, накладываясь друг на друга, создали бы весьма запутанную картину.

Английский ученый Фарадей разработал более удобный способ изображения полей. Фарадей предложил изображать поле линиями, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором направленности поля в то же точке. Такие линии называются силовыми линиями поля, или линиями напряженности .

С помощью силовых линий поле точечного положительного заряда и точечного отрицательного заряда можно изобразить следующим образом.

Силовые линии этих полей представляют прямые линии. Так как электрическое поле существует во всех точках пространства, то через любую точку можно провести силовую линию.

Силовые линии нигде не пересекаются, они могут только сходиться к заряду или расходится от него.

А теперь изобразим электрические поля, с помощью силовых линий между двумя одинаковыми разноименно и одноименно заряженными телами:

В физической науке модельные представления (силовые линии) полей имели и имеют важное значение. Они позволили характеризовать электрические поля и вывести целый ряд закономерностей. Использование силовых линий позволяет успешно решать методическую задачу по формированию понятия поля.

А какими же свойствами обладают линии напряженности?

Свойства линий напряженности:

1. Начинаются с положительного заряда и заканчиваются на отрицательном заряде;
2. Не обрываются, то есть, непрерывны и не пересекаются;
3. Густота силовых линий больше вблизи заряда;
4. Оканчиваются или начинаются на заряженных телах, а затем расходятся в разные стороны.

До этого момента мы рассматривали графические изображения неоднородных полей. Теперь давайте рассмотрим силовые линии однородного поля.

Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точечках пространства, называется однородным.

Силовые линии данного поля представляют собой параллельные прямые, густота которых всюду одна и та же.

Метод описания полей с помощью силовых линий хорош тем, что мы можем более сильное поле показать более густо расположенными линиями.

Здесь представлены конспекты по теме "Электродинамика" для 10-11 классов.
!!! Конспекты с одинаковыми названиями различаются по степени сложности.

1. Магнитное поле - Магнитное поле тока. Действие магнитного поля на проводник с током. Электромагнитная индукция.........

2. Магнитное поле - Электрические и магнитные явления. Магнитное поле тока Действие магнитного поля на проводник с током. Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы.........

3. Постоянный электрический ток

4. Постоянный электрический ток - Закон Ома для участка электрической цепи. ЭДС. Закон Джоуля-Ленца.........

5. Электрический заряд - Взаимодействие зарядов.........

6. Электрический заряд - Электрическое поле.........

7. Электрическая энергия. Конденсаторы - Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора.........

8. Электромагнитная индукция .........

9. Электромагнитные колебания и волны - Колебательный контур. Электромагнитные колебания. Электромагнитные волны и их свойства.........

Дополнительные конспекты по физике 10-11 класс - Класс!ная физика

Знаете ли вы?

Электромагнитная индукция

Знаете ли вы, что в новейших типах электрических машин отсутствуют какие-либо механические подвижные части. В так называемом МГД (магнитогидродинамическом) - генераторе вместо проволочного проводника между полюсами магнита движется плазма, образовавшаяся при сгорании нефти или газа. Носители заряда в плазме отклоняются магнитным полем к электродам, и во внешней цепи возникает ток.

Фарадей годами носил в жилетном кармане маленький полосной магнит и проволочную катушку как постоянное напоминание о нерешенной проблеме порождения магнитным полем электрического тока.

Вихревые индукционные токи (токи Фуко) могут, как и трение, быть не только вредными, но и полезными. Всего лишь три примера: индукционные печи для нагрева и даже плавления металлов, «магнитное успокоение» в измерительных приборах и циркулярных пилах и... всем известный счетчик электрической энергии.

Самостоятельно придя к идее электромагнитного вращения, Фарадей с помощью ртутного контакта осуществил непрерывное вращение магнита вокруг проводника с током. Этот первый электродвигатель заработал в декабре 1821 года.

Правило Ленца, определяющее направление индукционного тока, было сформулировано почти сразу после открытия Фарадея - в 1833 году. Сегодня яркое проявление этого правила можно наблюдать в школьной лаборатории, поместив сверхпроводящую керамическую таблетку над магнитом: она будет «парить» над ним.

ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ

Первым, кто предположил, за счет какой энергии обеспечивается устойчивость атомных ядер, был в 1915 году американский физик Уильям Харкино, введший понятие «дефект масс», которому и соответствует энергия связи ядра. Английский же ученый Фрэнсис Астон, приведя ряд точнейших измерений на сконструированном, им масс-спектрографе, в. 1927 году впервые построил кривую, описывающую энергию связи атомных ядер и вошедшую затем в школьные учебники.

Ядра атомов, содержащие определенные, так называемые магические, числа протонов и нейтронов, обладают повышенными значениями энергии связи и большей устойчивостью к распаду. Поиски подобных ядер, образующих как бы «острова» стабильности за пределами таблицы Менделеева, недавно привели к успеху - в подмосковной Дубне был синтезирован 114-й химический элемент.

Кварки - мельчайшие образования, входящие в состав внутриядерных частиц, - в свободном состоянии не существуют, хотя эксперименты твердо убедили ученых в их реальности. Силы, «склеивающие» их, носят настолько необычный характер, что проблема невылетания кварков даже получила специальное название - «конфайнмент» (тюремное заключение).

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства