Презентация к уроку физики по теме "Электроемкость. Конденсаторы." для 10 класса

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД.  ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ.  ЗАКОН КУЛОНА. §84­88 ЭЛЕКТРОСТАТИКА (10 час)

 ЭЛЕКТРОДИНАМИКА (ЭД) – РФ, изучающий  свойства и закономерности  электромагнитных взаимодействий (ЭМВ)   ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ  (ЭМВ) – взаимодействие электрически  заряженных тел (частиц)   ЭЛЕКТРОСТАТИКА – раздел ЭД, изучающий  свойства и взаимодействие неподвижных  электрических зарядов

I. Электрический заряд (q) – СФВ, мера ЭМВ • [q]=1Кл ( Кулон Ш. (Франция)) • Существует 2 рода зарядов «+» q +, q >0 «­» q­, q <0 СТЕКЛО + БУМАГА СМОЛА + ШЕРСТЬ

• Не существует без частицы • Инвариантен   q≠ f (v) •Аддитивен ( складывается алгебраически) qΣ = q1 + q2 + q3 + ... +qn  •Дискретен  (существует предел делимости заряда  – электрон) •Носители заряда­ элементарные частицы,  входящие в состав атома(А) :  q = Nqe    N=0,1,2….

• Закон сохранения электрического заряда (ЗСЭЗ): В  изолированной  сумма  зарядов всех тел остается постоянной q1 + q2 + q3 + ... +qn = сonst. системе  алгебраическая  qΣ =0  Следовательно ­ в замкнутой системе тел не могут наблюдаться  процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

• Заряды взаимодействуют (Fвз) притяжение q + и  q­ (разноименные) отталкивание q +, q +   и    q­,q­ (одноименные)

•Электрометр – прибор для обнаружения и  измерения электрического заряда

II. ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ (Э) – явление  перераспределения электрических зарядов, имеющихся в  телах ВИДЫ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ: •Э трением – переход qe от одного тела к  другому ЗСЭЗ: │qA = q │ │ В│ ОСОБЕННОСТИ : • участвует  • электризуются перераспределение электронов 2 тела «статическое электричество»:

•Э через влияние – нарушение равномерного                                           распределения заряда  •Э за счет  электропроводности ПРИМЕНЕНИЕ  ЭЛЕКТРИЗАЦИИ (СР):

III.ЗАКОН КУЛОНА ( взаимодействие неподвижных точечных зарядов) Силы взаимодействия точечных неподвижных зарядов  прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и  обратно пропорциональны квадрату расстояния между  ними  q 1  F k  q 2 2 r Силы  центральные ( действуют по прямой,  соединяющей центры зарядов)  1785 г. – Ш. Кулон  (Франция)

ОПЫТ КУЛОНА:  крутильные весы Крутильные весы: 1.Незаряженная сфера  2.Неподвижная заряженная сфера  3.Легкий изолирующий стержень 4. Упругая нить  5. Бумажный диск  6. Шкала

k  1 4πε 0   9 10 9  2 Н м 2 Кл , где   ε 0   8,85 1 0  12 2 Кл  2 Н м    ­ электрическая   постоянная Ф.С. k: Два заряженных тела несущих каждое заряд 1 Кл и  расположенных на расстоянии 1 м, отталкивались бы друг от  9 10 друга с силами равными             Н9

• СРЕДА ! (вода, керосин, слюда, парафин…..) Диэлектрическая проницаемость среды (ε) –  СФВ, показывающая во сколько раз сила взаимодействия  зарядов в вакууме больше , чем в  однородном диэлектрике.  ε= F/Fε >0 Закон КУЛОНА для среды: ε=1 ­ вакуум

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.  НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭП. §89­92 ЭЛЕКТРОСТАТИКА (10 час)

I.Как взаимодействуют заряды? ТЕОРИЯ  ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ  БЛИЗКОДЕЙСТВИЯ  НЬЮТОН И. • МГНОВЕННО,  ЧЕРЕЗ ПУСТОТУ ФАРАДЕЙ М. МАКСВЕЛЛ Д. •  НЕ МГНОВЕННО,  ЧЕРЕЗ ПОСРЕДНИКА ­ ПОЛЕ

• ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ (ЭП)­ особый вид  материи, существующий вокруг любого  заряженного тела Свойства: • материально (особый вид материи) • создается электрическим зарядом (источник ЭП) • обнаруживается по действию на электрический заряд  (индикатор ЭП) → • совершает работу по перемещению электрического  заряда  обладает энергией • распространяется в пространстве   со скоростью света                       с = 3∙108  м/с

II.НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭП (Е)­       ВФВ, силовая характеристика  ЭП, численно равная         отношению силы, действующей  на пробный  q+, помещенный в данную точку поля,  к величине этого заряда [E]= 1H/Кл = 1 В/м ВФВ, →q+    E                 q­     E F↑↑ F↑↓

•подчиняется принципу суперпозиции:  Напряженность поля системы зарядов в данной точке  равна геометрической сумме напряженностей полей,  созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности  iE    E n i  1 •  для точечного заряда

•Линии напряженности (силовые) ЭП­  линии, касательные к которым в каждой точке поля  совпадают с направлением вектора напряженности ЭП  в данной точке Свойства: • непрерывны • не пересекаются • разомкнуты (начинаются на q+ и                           заканчиваются на q­) •  густота линий ~ F (E)  ┴  поверхности проводника •

III. ВИДЫ  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ: однородное неоднородное Е=const условие Е≠ const •(ЭП бесконечной  проводящей плоскости) •(ЭП точечного заряда)

Поверхностная плотность заряда

•(ЭП 2­х бесконечных  плоскостей) •(ЭП  заряженной сферы)

*ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ: несколькими  Если заряженное тело взаимодействует одновременно с  то  результирующая  сила,  действующая  на  данное  тело,  равна векторной сумме сил, действующих на это тело  со стороны всех других заряженных тел.  заряженными  телами,   F  iF n   i  1

*ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ:

Принцип суперпозиции полей  Если в данной точке пространства различные заряженные   частицы создают электрические поля, напряженности которых   Е1, Е2, Е3, …, то результирующая напряженность поля в этой                   точке равна   Е = Е1+ Е2 + Е3 + ….. Е1   Е   Е2  q1> 0 q2< 0 Т. о., результирующая напряженность –  это геометрическая сумма  напряженностей   полей,  которые  существуют  в   данной      точке

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ  ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ. §96­98 ЭЛЕКТРОСТАТИКА (10 час)

I. РАБОТА ЭП (Аэп) • однородное ЭП если

Потенциальная энергия ( Wэп) ­ СФВ, энергия взаимодействия ЭП и электрического  заряда Э • зависит от выбора  нулевого уровня: r→ ∞,Wэп 0→ •для  взаимодействия точечных зарядов:

Основная теорема электростатики: Электростатическое поле потенциально • Работа ЭП на замкнутой траектории равна нулю ААВСА =ААВ + АВС +АСА =qErАВ + qErВС +qErСА = 0  • Работа ЭП  от формы траектории                       не зависит ААВС =ААВ + АВС =АСА

II. Потенциал ЭП (φ ) ­      СФВ, энергетическая характеристика  ЭП, численно  равная  отношению потенциальной энергии, которой  обладает пробный  q+,помещенный в данную точку  поля,  к величине этого заряда • [φ ]= 1Дж/Кл =  1В •СФВ, →q+   φ >0                 q­    φ >0  • аддитивен ( складывается алгебраически):

• для точечного заряда: • Эквипотенциальная  поверхность – поверхность, во всех  точках которой потенциал имеет одно и тоже значение свойства:  =φ const •  • φ  • E  направлена в сторону убывания φ   E┴

Примеры  эквипотенциальных  поверхностей φ1  φ2  φ3  φ4  Е   Е   φ3  φ2  φ1  + φ4 < φ3 < φ2 < φ1    φ3 < φ2 < φ1

• Разность потенциалов (напряжение)                               ­      СФВ, энергетическая характеристика  ЭП, численно  равная  отношению работы ЭП по перемещению q+ из  начальной точки в конечную  к его величине. • связь между напряженностью и напряжением:

ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ.  КОНДЕНСАТОРЫ. ЭНЕРГИЯ  ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ. §99­101 ЭЛЕКТРОСТАТИКА (10 час)

I. Электрическая емкость проводника (двух  проводников)  (C) ­ СФВ, равная отношению заряда q одного из проводников  к  потенциалу    проводника  (разности  потенциалов    U    двух проводников)