Разработка урока по теме "Электрический заряд".

Силы электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов

Электродинамика изучает электромагнитное поле, осуществляющее взаимодействие заряженных частиц.
Электростатика — раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных (статических) электрических зарядов.

Электрический заряд — физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействия.
Единица электрического заряда — кулон (Кл).
 Кулон — электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за 1 с.

𝐼𝐼= 𝑞 𝑡 𝑞𝑞 𝑞 𝑡 𝑡𝑡 𝑞 𝑡

𝑞𝑞=𝐼𝐼𝑡𝑡

Экспериментально было установлено, что существует минимальное значение электрического заряда.
Отделить часть этого заряда невозможно. Наименьший электрический заряд имеют элементарные частицы:

−1 0 𝑒 −1 −1 0 𝑒 0 −1 0 𝑒 𝑒𝑒 −1 0 𝑒 =−1.6∙ 10 −19 10 10 −19 −19 10 −19 Кл

1 1 𝑝 1 1 1 𝑝 1 1 1 𝑝 𝑝𝑝 1 1 𝑝 =+1.6∙ 10 −19 10 10 −19 −19 10 −19 Кл

Электрический заряд дискретен (квантован). Минимальное различие модулей любых зарядов равно е.

𝑄𝑄=𝑛𝑛𝑒𝑒

Полный заряд электронейтрального атома равен нулю, так как число протонов в ядре равно числу электронов в атоме.

Согласно современной квантовой теории протон и нейтрон являются комбинацией других элементарных частиц — кварков u и d с зарядом + 2 3 2 2 3 3 2 3 𝑒𝑒 и − 1 3 1 1 3 3 1 3 𝑒𝑒 соответственно.

+

-

Знак заряда тел в результате электризации определяется тем, что одни вещества при трении отдают электроны, а другие их присоединяют.
Причина этого явления - в различии энергии связи электрона с атомом в этих веществах. 

Асбест
Мех (кролика)
Стекло
Слюда
Шерсть
Кварц
Мех (кошки)
Шёлк
Кожа человека

Алюминий
Хлопок
Дерево
Янтарь
Медь
Латунь
Резина
Сера
Целлулоид
Каучук

Электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.

Заряженные частицы:
рождаются только парами с одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами;
исчезают заряженные частицы тоже только парами, превращаясь в нейтральные.
И во всех этих случаях алгебраическая сумма зарядов остаётся одной и той же.

Алгебраическая сумма зарядов электрически изолированной системы постоянна:

𝑄 1 𝑄𝑄 𝑄 1 1 𝑄 1 + 𝑄 2 𝑄𝑄 𝑄 2 2 𝑄 2 +…+ 𝑄 𝑛 𝑄𝑄 𝑄 𝑛 𝑛𝑛 𝑄 𝑛 =𝑐𝑐𝑜𝑜𝑛𝑛𝑠𝑠𝑡𝑡

Какой положительный и какой отрицательный заряды содержатся в атоме 92 235 𝑈 92 92 235 𝑈 235 92 235 𝑈 𝑈𝑈 92 235 𝑈 ?

[+1,47*10-17 Кл; -1,47*10-17 Кл]

Какой положительный и какой отрицательный заряды находятся в капле воды объёмом V=9 мм3? Масса молекулы воды m0=3*10-26 кг.

[+480 Кл; -480 Кл]

При электризации эбонитовой палочки о шерсть ей сообщили заряд -4,8*10-13 Кл. Какое число электронов перешло при этом из шерсти в эбонит?

[3 млн]

Стекло, натертое о шерсть, получило заряд 8 * 10-12 Кл. Какой заряд остался на шерсти? Сколько электронов и в какое вещество перешло?

[50 млн]

Домашнее задание:

§77,78 Вопросы в конце параграфа