Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по фізиці ⇒ Електричне поле

Електричне поле

1-й семестр

ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ЯВИЩА

1. Електричне поле

Урок 2/2

Тема. Електричне поле

Мета уроку: сформувати уявлення учнів про електричне поле і його властивості.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

План уроку

Контроль знань	5 хв.	1. Що таке електричний заряд? 2. Доведіть існування електричних зарядів двох типів. 3. Закон збереження електричного заряду. 4. Чи можна під час електризації тертям зарядити тільки одне з дотичних тіл?
Демонстрації	5 хв.	1. Взаємодія заряджених тіл. 2. Виявлення електричного поля заряджених тіл. 3. Відео-фрагмент “Дослід Йоффе – Міллікена”
Вивчення нового матеріалу	27 хв.	1. Електричне поле. 2. З’ясуємо, як був виміряний заряд електрона. 3. Дізнаємося про вплив електричного поля на організм
Закріплення вивченого матеріалу	8 хв.	1. Контрольні питання. 2. Розв’язання якісних задач. 3. Навчаємося розв’язувати задачі

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Електричне поле

Механічна взаємодія

тіл відбувається або за умови безпосереднього зіткнення тіл, або за наявності між ними якого-небудь матеріального посередника. Так, під час удару двох куль здійснюється безпосередній контакт обох взаємодіючих тіл, а при буксируванні одного автомобіля іншим дія першого автомобіля до другого передається через третє тіло – трос. У всіх випадках, коли між двома взаємодіючими тілами немає контакту, можна виявити таке “третє тіло”, що, будучи посередником, передає дію від одного тіла до іншого, причому дія передається з кінцевою швидкістю.

Інша справа – взаємодія електричних зарядів. Візьмемо заряджену кульку на нитці й піднесемо її до пластини, щоб наелектризували за допомогою паперу. По мірі наближення пластини нитка з кулькою починає відхилятися від вертикалі.

Якщо розташувати пластину над кулькою, то нитка розташується вертикально вгору.

Чому ж кулька не повертається у вихідне положення? Висновок очевидний: на кульку, крім сили ваги й сили натягу нитки, діє ще якась третя сила, що не дозволяє кульці повернутися у вихідне положення.

Із цього досліду можна зробити висновок, що електричний заряд пластини є причиною зміни певних властивостей простору, що оточує цю пластину.

Простір, що оточує один заряд, впливає на простір, що оточує інший заряд, і навпаки. Посередником у цій взаємодії і є електричне поле.

O Електричне поле – вид матерії, за допомогою якої здійснюється електрична взаємодія заряджених тіл, вона оточує будь-яке заряджене тіло й проявляє себе через дію на заряджене тіло.

Таким чином, електрична взаємодія наелектризованої пластини й зарядженої кульки здійснюється за допомогою електричного поля. Коли кулька потрапила в електричне поле пластини, на неї починає діяти сила, у результаті чого кулька відхиляється.

Головна властивість електричного поля полягає в його здатності діяти на електричні заряди з певною силою. Силу, з якою електричне поле діє на внесений у нього електричний заряд, називають електричною силою.

Для конкретизації уявлень учнів про електричне поле корисно демонструвати досліди із султанами й демонструвати спектри електричного поля, що виникають навколо заряджених тіл (це допомагає учням створити геометричний образ електричного поля).

2. З’ясуємо, як був виміряний заряд електрона

Той факт, що електричне поле діє з певною силою на заряджені частинки, учені використали для визначення заряду електрона.

Досліди Р. Міллікена, проведені в 1910-1914 рр. у США, і досліди А. Йоффе, проведені в Росії (1912-1913), показали, що модуль заряду електрона – це мінімальний електричний заряд.

Завдяки дослідам Йоффе й Міллікена була доведена дискретність електричного заряду.

Модулі зарядів будь-яких частинок або тіл виявляються або рівними, або кратними модулю заряду електрона: q = Ne де N – ціле число.

Весь подальший розвиток фізики підтвердив правильність результатів, отриманих Р. Міллікеном та А. Ф. Йоффе. Тому електричний заряд e = 1,6-10-19 Кл називається елементарним зарядом.

3. Дізнаємося про вплив електричного поля на організм

Усе життя людину оточують природні атмосферні електричні поля. Експериментально доведено, що поверхня Землі заряджена негативно, а верхні шари атмосфери – позитивно. З розвитком цивілізації природне електричне поле доповнилося електричними полями, що створюють різні електротехнічні пристрої. Особливо небезпечний вплив на здоров’я спричиняють високовольтні лінії електропередач (ЛЕП).

Людина не відчуває електричного поля Землі, тому що її тіло – гарний провідник. Тому заряд Землі перебуває й на поверхні тіла людини, локально спотворюючи електричне поле.

Відомо, що клітини або тканини організму створюють навколо себе електричні поля. Вимір і реєстрація цих полів (електроенцефалографія, електрокардіографія, електроретинографія) широко використовуються для діагностики різних захворювань. А от вплив, особливо тривалий, зовнішнього поля на електричні поля клітин і тканин організму призводить до негативних явищ.

Дослідження показали, що ступінь функціональних розладів залежить від тривалості перебування людини в електричному полі. Найбільш чутливою є нервова система. Слідом за нею, очевидно, опосередковано можуть виникати розлади діяльності й серцево-судинної системи, зміни в складі крові.

Не знаючи про вплив на організм електричного поля високої напруги, деякі люди в зоні ЛЕП розбивають городи, подовгу й часто там знаходяться, доглядаючи за грядками. Це неприпустимо! Навіть професіоналам, що в обов’язках служби здійснюють тут контроль і ремонт, дозволяється працювати не більше двох годин на день.

У зоні ЛЕП небажано гуляти, кататися на лижах, особливо дітям, людям з ослабленою серцево-судинною системою. Це стосується й міських територій, по яких проходять високовольтні лінії. Потрібно максимально обмежити своє перебування в подібних місцях. Ночівлі ж абсолютно виключаються.

Під час роботи комп’ютера на екрані монітора накопичується електричний заряд, утворений електричним полем. Навіть якщо працювати на комп’ютері всього 45 хв., в організмі користувача змінюються гормональний стан і біоструми мозку, що викликає погіршення пам’яті, підвищує стомлюваність. А якщо тривалість роботи за комп’ютером більша, збільшується ймовірність виникнення захворювань серцево-судинної, нервової, імунної та інших систем організму.

Що ж робити? Адже немає сенсу відмовлятися від роботи за комп’ютером, перегляду телепередач, використання побутової техніки! Розв’язати проблему можна, знизивши величину електричних полів, наприклад, підвищуючи вологість приміщень, застосовуючи антистатичні добавки. Ефективне застосування штучної іонізації повітря, насичення його легкими негативними іонами.

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

– Чим відрізняється простір, що оточує заряджене тіло, від простору, що оточує незаряджене тіло?

– Як можна виявити електричне поле?

– Як змінюється сила, що діє на заряджену гільзу, коли вона віддалена від зарядженого тіла? Як показати це дослідним шляхом?

– Як дослідним шляхом показати, що електричний заряд ділиться на частини?

– Чи можна електричний заряд ділити нескінченно?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Що спільного між гравітаційною й електричною взаємодією? Які найбільш помітні відмінності?

2. Як довести, що в даній точці простору існує електричне поле?

3. Чи взаємодіють заряджені тіла в безповітряному просторі?

4. Під час роботи кінескопів телевізорів або моніторів їхні екрани дуже швидко покриваються шаром пилу. Чому пил притягується до екранів?

5. Чи можуть мати тіла або частинки заряд в 1,5 рази більше або менше заряду електрона?

2). Навчаємося розв’язувати задачі

1. Електроскопу передали заряд, рівний 8-10-11 Кл. Якому числу електронів відповідає цей заряд?

2. Якщо до зарядженої металевої кульки доторкнутися пальцем, вона втрачає практично весь заряд. Чому?

Розв’язок. Людське тіло є провідником. При зіткненні двох провідників заряд перерозподіляється між ними так, що на більшому за розміром провіднику виявляється й більший за модулем заряд. Людське тіло набагато більше за кульку, тому практично весь заряд кульки переходить на тіло людини.

3. Якій кількості елементарних зарядів відповідає заряд, що дорівнює 1 Кл?

4. З якою силою електричне поле між двома горизонтальними зарядженими пластинами в досліді з визначення заряду електрона діяло на заряджену порошину масою 0,2 мг?

Що ми дізналися на уроці

– Електричне поле – вид матерії, за допомогою якої здійснюється електрична взаємодія заряджених тіл, вона оточує будь-яке заряджене тіло й проявляє себе через дію на заряджене тіло.

– Силу, з якою електричне поле діє на внесений у нього електричний заряд, називають електричною силою.

– Завдяки дослідам Йоффе й Міллікена була доведена дискретність електричного заряду.

– Модулі зарядів будь-яких частинок або тіл виявляються або рівними, або кратними модулю заряду електрона: q = Ne, де N – ціле число.

– Загальне самопочуття, увага, працездатність, функціональний стан основних життєзабезпечуючих систем людини залежать від впливу зовнішніх електричних полів.

Домашнє завдання

1. Підр.: § 2.

2. Зб.:

Рів1 – № 2.4; 2.5; 2.7; 2.9; 2.10.

Рів2 – № 2.13; 2.16; 2.18; 2.19, 2.20.

Рів3 – № 2.39, 2.41; 2.44; 2.46; 2.48.