Лабораторная работа: «Исследование электрического поля».

Тема занятия: Лабораторная работа: «Исследование электрического поля». Вид занятия ­  смешанный. Тип занятия комбинированный. Учебные цели занятия:  изучить электрическое поле. Задачи занятия:   Обучающая – Исследовать   электростатическое   поле,   графически   изобразить сечение   эквипотенциальных   поверхностей   и   силовые   линии   для   некоторых конфигураций поля.  Развивающая – Продолжить работу по формированию навыков самостоятельной и   групповой   работы   с   большими   массивами   информации,   поиска   и   переработки, выполнение   умозаключений   по   выполненным   опытам,   а   также   практического применения этой информации.  интереса к опытам. Планируемые образовательные результаты:  В результате изучения темы обучающиеся должны знать: потенциал, разность потенциалов, работа электрического поля,  эквипотенциальные поверхности. уметь: графически изображать эл. поле Воспитательная   – Продолжить   формирование   навыков   рефлексии,     развитие Планируемые результаты Предметные Метапредметные Личностные  понимать, что  поле ­  особая форма материи,  применять основные  термины и понятия  темы «электрическое  поле»;  уметь изображать  силовые линии  электрических полей.  понимать и принимать  учебную задачу урока,  осуществлять решение  учебной задачи под  руководством учителя; слушать вопросы  учителя и соучеников и  отвечать на них;   развивать владение  навыками «смыслового  чтения».  проявлять интерес к  предмету;  учиться слушать  собеседника и вести  диалог, аргументировать  свою точку зрения,  ориентироваться в  ситуации ; самостоятельно  планировать собственную деятельность, определять время для ее  осуществления.  Межпредметные связи:  история, математика. Ход занятия: 1. Организация начала урока (отметка отсутствующих, проверка готовности студентов к уроку, ответы на вопросы студентов по домашнему заданию) – 2­5 мин. 2. Актуализация знаний (формулировка темы занятия вместе с обучающимися) – 2­3 мин. 3. Проверка выполнения домашнего задания и опрос студентов (указать формы опроса и по каким вопросам программы, методы активизации работы студентов и др. –10­15 мин. Приборы   и   принадлежности:  бумагу   (ткань)   Ф;   1.   Гальванометр;   2.   Два металлических   зонда:   3.   Станок   для   крепления   электродов   и   бумаги   (ткани);   4. Источник   постоянного   тока   (ЛИП);   5.   Соединительные   проводники;   6.   Линейка, химический карандаш и вода. Допуск к лабораторной работе № 5 1. Какая физическая величина определяется отношением силы, с которой действует электрическое поле на  электрический заряд, к значению этого заряда?                 А.) потенциальная энергия электрического поля;     Б.) напряженность электрического поля;                                         В.) электрическое напряжение;            Г.) электроемкость.  2. Как называется отношение работы, совершаемой электрическим полем при перемещении положительного заряда, к  значению заряда?                  А.) потенциальная энергия электрического поля;             Б.) напряженность электрического поля;                                      В.) электрическое напряжение;                        Г.) электроемкость.  3. Какая из приведенных ниже математических записей определяет энергию заряженного конденсатора?                                А.)  ;                    Г.)  ;                  В.)  ;                 Б.)  . U  d |2 k | qU 2 k | | q 2 R 4. Избыток или недостаток электронов содержит положительно заряженное тело?  А.) избыток электронов;               Б.) недостаток электронов;      В.) избыток протонов;                   Г.) недостаток протонов. 5. Какой вид в СИ имеет формула закона Кулона для вакуума?                        А.)  ;              Б.)  ;                    В.)  q 2 | | qk 1 R || 2 | q 1 | q 2 2 || R | | q 2 2 || q 1 kR ;                       Г.)  . q 2 | | q 1 k || R 6. Как изменится по модулю напряженность электрического поля точечного заряда при уменьшении расстояния от  заряда до исследуемой точки в 2 раза и увеличении заряда в 2 раза?                                А.) увеличится в 2 раза;                   Б.) уменьшится в 2 раза;                         В.) увеличится в 8 раз;                Г.) уменьшится в 8 раз;                 Д.) не изменится.  7. Во сколько раз изменится электроемкость плоского конденсатора, если в пространство между обкладками  конденсатора, не изменяя расстояния, вставить стекло с  =7 вместо парафина  = 2?  ст п А.) увеличится в 3,5 раза;        Б.) уменьшится в 3,5 раза;    В.) не изменится. 4.   Повторение   ранее   изученного   материала,   на   базе   которого   излагается   новый материал (указать формы повторения) – 3­5 мин. Порядок выполнения работы: 1. Начертить в протоколе координатную сетку, показанную на рисунке 1.1. Рисунок 1.1. 2.   Укрепить фильтрованную бумагу (ткань) на станке С и смочить бумагу (ткань) водой. 3.   Определим распределение потенциалов вдоль оси X. Для этого: 3.1. Присоединяем зонды к клеммам гальванометра. 3.2. Один из зондов устанавливаем в точке А. 3.3.  Второе острие зондов устанавливаем в точке 1, и по показаниям гальванометра определяем   потенциал     точки   1   (если   стрелка   гальванометра   отклоняется   в 1 противоположную сторону, то следует поменять местами зонды.). 3.4.  Не меняя положение первого зонда в точке А, аналогично измеряем потенциал точек 2,3,4, В. 3.5. Результаты полученных изменений занесем в таблицу 3.1. Таблица 3.1 А, [В] 4.    Обработать полученные результаты. 4.1. Вычислить значение разности потенциалов  2, [В] 1, [В] 3, [В] 4, [В] в, [В] , используя данные таблицы 3.1.    ­  1 А  = ………В  = ………В  ­  2  = ………В  = ………В  = ………В  ­   ­   ­  3 4 В 1 2 3 4 4.2.  Определить   градиент   потенциала   вдоль   линии   А   и   В   (для   точек   1,2,3,4)   и результаты полученных вычислений занести в таблицу 4.1. Таблица 4.1. Е1,[В/м] Е2,[В/м] Е3,[В/м]] Е4,[В/м] 5.    Определим линии эквипотенциальной поверхности. Для этого: 5.1. Помещаем острие первого зонда в точку А. 5.2. Острие второго зонда помещаем в точку 1 и определяем значение  .  1 5.3. Не изменяя положение первого зонда, перемещаем острие второго зонда по линии FE  и, используя показания гальванометра, находим на этой линии точку, потенциал которой численно равен . 1 5.4. Полученное местонахождение точки на линии FE отмечаем на координатной сетке в протоколе. 5.5. Не меняя положение первого зонда в точке А, аналогично находим на линиях NM и SR точки, потенциалы которых равны  .               1 5.6. Повторяем опыт для линий DC, LK, РО.                   5.7.  Местонахождение   полученных   точек   отмечаем   на   координатной   системе. Полученные   точки   соединяем   плавной   кривой,   которая   изображает   линию эквипотенциальной поверхности, с потенциалом равным  . 1 5.8.  Не   меняя   положение   первого   зонда   в   точке   А,   аналогично   определяем   линии эквипотенциальной поверхности для значений  ,  ,  . 2 3 4 5.9. Получаем картину линий эквипотенциальной поверхности (рис. 1.1). 6.    Сделать вывод. 7.    Ответить на контрольные вопросы.        Закрепление изученного материала 1. Чему равна разность потенциалов между любыми точками на эквипотенциальной поверхности? 2. Могут ли линии напряженности электростатического поля касаться друг друга  или пересекаться? 3.  Как   расположены   линии   напряженности   электрического   поля   по   отношению   к эквипотенциальным поверхностям? Домашнее задание: сам. раб. № 16 «Принцип суперпозиции». Г. Ом. Закон Ома для участка цепи Преподаватель _________________________________ Допуск к лабораторной работе № 5 1. Какая физическая величина определяется отношением силы, с которой действует электрическое поле на  электрический заряд, к значению этого заряда?                 А.) потенциальная энергия электрического поля;     Б.) напряженность электрического поля;                                         В.) электрическое напряжение;            Г.) электроемкость.  2. Как называется отношение работы, совершаемой электрическим полем при перемещении положительного заряда, к  значению заряда?                  А.) потенциальная энергия электрического поля;             Б.) напряженность электрического поля;                                      В.) электрическое напряжение;                        Г.) электроемкость.  3. Какая из приведенных ниже математических записей определяет энергию заряженного конденсатора?                                А.)  ;                    Г.)  ;                  В.)  ;                 Б.)  . U  d |2 k | qU 2 k | | q 2 R 4. Избыток или недостаток электронов содержит положительно заряженное тело?  А.) избыток электронов;               Б.) недостаток электронов;      В.) избыток протонов;                   Г.) недостаток протонов. 5. Какой вид в СИ имеет формула закона Кулона для вакуума?                        А.)  ;              Б.)  ;                    В.)  q 2 | | qk 1 R || 2 | q 1 | q 2 2 || R | | q 2 2 || q 1 kR ;                       Г.)  . q 2 | | q 1 k || R 6. Как изменится по модулю напряженность электрического поля точечного заряда при уменьшении расстояния от  заряда до исследуемой точки в 2 раза и увеличении заряда в 2 раза?                                А.) увеличится в 2 раза;                   Б.) уменьшится в 2 раза;                         В.) увеличится в 8 раз;                Г.) уменьшится в 8 раз;                 Д.) не изменится.  7. Во сколько раз изменится электроемкость плоского конденсатора, если в пространство между обкладками  конденсатора, не изменяя расстояния, вставить стекло с  =7 вместо парафина  = 2?  ст п А.) увеличится в 3,5 раза;        Б.) уменьшится в 3,5 раза;    В.) не изменится. Допуск к лабораторной работе № 5 1. Какая физическая величина определяется отношением силы, с которой действует электрическое поле на  электрический заряд, к значению этого заряда?                 А.) потенциальная энергия электрического поля;     Б.) напряженность электрического поля;                                         В.) электрическое напряжение;            Г.) электроемкость.  2. Как называется отношение работы, совершаемой электрическим полем при перемещении положительного заряда, к  значению заряда?                  А.) потенциальная энергия электрического поля;             Б.) напряженность электрического поля;                                      В.) электрическое напряжение;                        Г.) электроемкость.  3. Какая из приведенных ниже математических записей определяет энергию заряженного конденсатора? А.)  U  d ;                 Б.)  |2 k | ;                  В.)  ;                    Г.)  . k | | q 2 R qU 2 4. Избыток или недостаток электронов содержит положительно заряженное тело?  А.) избыток электронов;               Б.) недостаток электронов;      В.) избыток протонов;                   Г.) недостаток протонов. 5. Какой вид в СИ имеет формула закона Кулона для вакуума?                        А.)  ;              Б.)  ;                    В.)  | | q 2 2 || q 1 kR ;                       Г.)  . q 2 | | q 1 k || R q 2 | | qk 1 R || 2 | q 1 | q 2 2 || R 6. Как изменится по модулю напряженность электрического поля точечного заряда при уменьшении расстояния от  заряда до исследуемой точки в 2 раза и увеличении заряда в 2 раза?                                А.) увеличится в 2 раза;                   Б.) уменьшится в 2 раза;                         В.) увеличится в 8 раз;                Г.) уменьшится в 8 раз;                 Д.) не изменится.  7. Во сколько раз изменится электроемкость плоского конденсатора, если в пространство между обкладками  конденсатора, не изменяя расстояния, вставить стекло с  =7 вместо парафина  = 2?  ст п А.) увеличится в 3,5 раза;        Б.) уменьшится в 3,5 раза;    В.) не изменится.