План-конспект урока по физике на тему Потенциал и разность потенциалов. Связь между напряжённостью и разностью потенциалов

Физика

8"а", 8"б" класс

Тема: Потенциал и разность потенциалов.

Связь между напряжённостью и разностью потенциалов.

Цели урока: обучить навыкам нахождения работы по перемещению заряда в электрическом поле, показать взаимосвязь между напряжённостью и разностью потенциалов, добиться овладения и закрепления качества знаний, дать практику в решении задач.

Дидактическая: обучить навыкам нахождения работы по перемещению заряда в электрическом поле, показать взаимосвязь между напряжённостью и разностью потенциалов, добиться овладения и закрепления качества знаний, дать практику в решении задач.
Воспитательная: сформировать устойчивое осознанное отношение к изучаемому материалу, формировать привычку оказывать помощь товарищам в учении, умения ставить цели и стремления добиваться их.
Развивающая: развивать умения работать в должном темпе, готовность к знанию, организованность, умение владеть собой и преодолевать трудности.

Цели для обучающихся:

Знать: физический смысл потенциала и напряжения.

Уметь: изображать графически поверхности равного потенциала, решать задачи на расчёт потенциала, напряжения, работы электрического поля.

План урока:

1.Проверка домашнего задания.

2.Изучение новой темы.

3.Закрепление нового материала.

4.Домашнее задание.

5.Подведение итогов.

1.Проверка домашнего задания.

1.Записать формулу закона Кулона для

вакуума.

2.Какой буквой обозначается заряд?

3.Чему равен коэффициент пропорциональности?

4.Чему равна напряжённость электрического поля? Записать формулу.

5.В чём измеряется напряжённость.

2. Изучение новой темы.

Работа любого электростатического поля при перемещении в нем заряженного тела из одной точки в другую также не зависит от формы траектории, как и работа однородного поля. На замкнутой траектории работа электростатического поля всегда равна нулю. Поля, обладающие таким свойством, называют потенциальными.

Разность потенциалов (напряжение) между двумя точками равна отношению работы поля при перемещении положительного заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда.

Каждой точке электрического поля соответствуют определенные значения потенциала и напряженности. Найдем связь напряженности электрического поля с потенциалом.
Пусть заряд q перемещается в направлении вектора напряженности однородного электрического поляиз точки 1 в точку 2, находящуюся на расстоянииот точки 1 (рис.14.28). Электрическое поле совершает работу:

Эту работу согласно формуле (14.19) можно выразить через разность потенциалов в точках 1 и 2:

Приравнивая выражения для работы, найдем модуль вектора напряженности поля:

В этой формуле U - разность потенциалов между точками 1 и 2, которые связаны вектором перемещения, совпадающим по направлению с вектором напряженности(см. рис.14.28).
Формула (14.21) показывает: чем меньше меняется потенциал на расстоянии, тем меньше напряженность электростатического поля. Если потенциал не меняется совсем, то напряженность поля равна нулю.
Так как при перемещении положительного заряда в направлении вектора напряженности электростатическое поле совершает положительную работу, то потенциалбольше потенциала.
Следовательно, напряженность электрического поля направлена в сторону убывания потенциала.
Любое электростатическое поле в достаточно малой области пространства можно считать однородным. Поэтому формула (14.21) справедлива для произвольного электростатического поля, если только расстояниенастолько мало, что изменением напряженности поля на этом расстоянии можно пренебречь.
Единица напряженности электрического поля. Единицу напряженности электрического поля в СИ устанавливают, используя формулу (14.21).Напряженность электрического поля численно равна единице, если разность потенциалов между двумя точками на расстоянии 1 мв однородном поле равна 1 В. Наименование этой единицы - вольт на метр (В/м).
Напряженность можно также выражать в ньютонах на кулон. Действительно,

3. Закрепление нового материала.

1. Какие поля называют потенциальными?
2. Как разность потенциалов между двумя точками поля зависит от работы электрического поля?
3. Что нужно выбрать прежде, чем говорить о значении потенциала в данной точке поля?

Решение задач:
1.Поле образовано точечным зарядом q = 1,2*10^-7 Кл. Какую работу совершает поле при переносе
одноимённого заряда 1,5*10^-10 Кл из точки В, удалённой от заряда q на расстояние 0,5 м, в точку
А, удалённую от q на расстояние 2 м? Среда - воздух.
2.Пылинка массой 10^-8 г висит между пластинками плоского воздушного конденсатора, к которому
приложено напряжение 5 кВ. Расстояние между пластинками 5 см. Каков заряд пластины?
3.Два заряда по 6 нКл находятся на расстоянии 100 см друг от друга. Какую работу надо совершить,
чтобы сблизить их до расстояния 50 см?
4.Какую скорость приобретает электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 10 кВ?
5.Какую работу совершит поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в
точку с потенциалом 200 В?
6.Напряжение между двумя точками , лежащими на одной линии напряжённости однородного поля,
2 кВ. Найти напряжённость, если расстояние между точками 4 см.

4.Домашнее задание. §33