Елементарні частинки взаємодіють між собою.

Елементарні частинки взаємодіють між собою.

4. Експериментально доведено, що протони, які знаходяться за межами ядра, відштовхуються між собою; електрони – відштовхуються між собою, а протон і електрон притягуються між собою. Таку взаємодію назвали електромагнітною.

5. Тому протонам та електронам окрім маси надали ще одну характеристику - електричний заряд. Електричний заряд - є фізичною величиною, яка визначає інтенсивність електромагнітної взаємодії.

(Електричний заряд позначають літерою – q, одиниця вимірювання – Кл (Кулон)

6. Електричні заряди протона та електрона називають елементарними. (позначають літерою – е, одиниця вимірювання – Кл (Кулон).

7.По характеру взаємодії (протягування та відштовхування) електричні заряди поділили на дві групи, які умовно назвали - позитивними та негативними. Історично склалось так, що електричний заряд протона назвали позитивним, а електричний заряд електрона - негативним.

8. Електричні заряди елементарних частинок (елементарні заряди) відповідно рівні: протона е = + 1,6 ∙ 10^-19Кл, або просто е =1,6 ∙ 10^-19Кл; електрона е = - 1,6 ∙ 10^-19Кл

9. За звичайних умов атоми не проявляють жодних електричних властивостей. Такий атом називають нейтральним. В нейтральному атомі кількість протонів рівна кількості електронів і відповідно кількість позитивного заряду рівна кількості негативного заряду.

10. За звичайних умов усі тіла є нейтральними тобто сумарна кількість протонів рівна сумарній кількості електронів і відповідно кількість позитивного заряду рівна кількості негативного заряду

11. Надати тілу електричний заряд (наелектризувати) означає накопичити на ньому додаткову (надлишкову) кількість протонів або електронів.

+ + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

 

12. Довільний електричний заряд т іла q кратний елементарному заряду е. Це твердження називають дискретністю, або кажуть, що електричний заряд кантується.

13. Закон збереження електричного заряду: Алгебраїчна сума електричних зарядів в ізольованій системі є величиною сталою.

14.Прилади для з'ясування наелектризованості тіла

- Електроскоп (від грец. «skopein» — бачити) — для виявлення і порівняння зарядів.

- Електрометр — для вимірювання зарядів.

 

15. Незалежно від того чи притягуються заряди чи відштовхуються їх взаємодію описують законом Кулона, відкритим експериментально у 1785р: Сила взаємодії між двома точковими зарядами прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними і напрямлена по прямій яка з’єднує ці заряди: або

r

d₁ d₂

q₁ q₂

Точковими називають електричні заряди, що знаходяться на тілах, розміри яких набагато менші за відстань між цими тілами, тобто .

- електрична стала: ; k – коефіцієнт пропорційності:

16. Сила взаємодії між зарядами залежить від середовища в якому вони взаємодіють. Найкраща взаємодія у вакуумі, а у довільному середовищі є гіршою. Фізична величину, яка показує у скільки разів сила взаємодії між зарядами у вакуумі більша за силу взаємодії цих зарядів у середовищі називають діелектричною проникністю середовища . -безрозмірна величина.

Діелектрична проникність середовища:

1. Повітря, вакуум 1; 7. Гас 2

2. Парафін 2; 8. Масло трансформаторне 2,2

3. Ебоніт 2,6; 9. Скло 5,5……..10

4. Кварц 2,7; 10. Вода 81

5. Восковий папір 3,7;

6. Слюда, фарфор 6;

 

17. В залежності від форми та об’єму тіл на яких накопичується заряд розрізняють три види густини електричного заряду:

, q

S q V q

Конспект.

Домашнє завдання.

1.Опрацювати по підручнику «Фізика» тему: Електричні заряди. Закон збереження заряду.

2.Вивчити основні означення даної теми

Заняття № 26 ____________2010р.

Тема: Закон Кулона. Закон збереження заряду Електричне поле. Напруженість. Принцип суперпозиції.

Модель № 1. (взаємодіють двічі два точкових заряди, змінюються параметри)

Тема: Потенціальна енергія взаємодії електричних зарядів.

Потенціал. Напруга. Робота електричного поля по переміщенню заряду. Зв'язок між напруженістю та напругою.

Конспект.

Розв’язування задач.

Модель № 1. (два заряди, два електричних поля, точка на одній прямій із зарядами)

Враховуємо знак заряду!

Результуючий потенціал визначається алгебраїчною сумою

1. Два заряди q₁= +1нКл і q₂= - 3мкКл знаходяться на відстані 1м один від одного. Визначити потенціал електричного поля в точці яка лежить на прямій, що з’єднує заряди на відстані 1м від другого заряду.

 

 

Модель № 2. (два заряди, два електричних поля, точка не на прямій із зарядами)

q₁ d q₂ Результуючий потенціал визначається алгебраїчною сумою:

Потенціали визначають:

r₁ r₂

2. Заряди величиною q₁=+l нКл, q₂=+9 нКл, розміщені на відстані 5 см. Визначити потенціал електричного поля в точці яка знаходиться на відстані 5 см від першого заряду та 5 см від другого, Середовище -вакуум.

 

Модель № 3. (заряджена частинка починає рухатись в електричному полі напруженістю Е і проходить шлях S)

;

А = А

3.В однорідному електричному полі, напруженість, якого 910 кВ/м, знаходиться електрон і починає рухатись вздовж силової лінії поля. За який час електрон пройде від­стань 3,2м? Маса електрона кг, заряд електрона Кл. Вважати, що рух рівноприскорений. а) 2,5 с; б) 12,6 не; в) 6,3 не; г) 3,15 не); д) вірної відпо­віді тут немає.

 

4..В однорідному електричному полі, напруженість, якого 60 кВ/м, перемістили заряд 5 нКл. Модуль вектора пере­міщення становить 20 см і утворює кут 60° з напрямом силової лінії. Чому дорівнює робота сил поля? а) 60 кДж; б) ЗО мкДж; в) 300 мкДж; г) 15 мкДж;

 

 

Модель № 4. (заряджена частинка рухається в електричному полі напруженістю Е і проходить шлях S, змінюється швидкість - змінюється кінетична енергія)

;

5.Альфа-частинка, рухаючись з швидкістю 20Мм/с потрапляє в однорідне електричне поле, силові лінії якого на­прямлені протилежно руху частинки. Якою має бути напруже­ність електричного поля, щоб частинка зупинилась, пройшов­ши відстань 2м? Маса альфа-частинки 6,7∙10^{-27 кг, а її заряд} становить 3,2∙10^-19Кл.

 

 

Модель № 5. (заряджена частинка рухається в електричному полі від точки з потенціалом до точки з потенціалом , змінюється швидкість - змінюється кінетична енергія)

6..Електрон, рухаючись під дією електричного поля,збільшив свою швидкість з 10 до 30 Мм/с. Яка різниця потен­ціалів між початковою та кінцевою точками переміщення? а) 20 мВ; б) 2,3 кВ; в) 32 кВ; г) 250 мВ;

 

Домашнє завдання

Послідовне паралельне

 

С₁ С₂ С₃ q₁ C₁

q₁ q₂ q₃

 

q₂ C₂

U₁ U₂ U₃ q q

 

U C₃

q₃

 

C=C₁+C₂+C₃

 

q = q₁= q₂ = q₃ q= q₁+ q₂ + q₃

 

U=U₁ +U₂+U₃ U=U₁ = U₂= U₃

 

13. Напруженність електричного поля конденсатора визначається виразом

14. Енергія електричного поля.

 

Конспект.

 

Розв’язування задач.

Модель № 1. (конденсатор. параметри конденсатора () змінюються)

Домашнє завдання

З’єднання конденсаторів.

 

Приклад № 1.

С₁ q₁ C₂ q₂

 

U₁ U₂

U

І. Два конденсатори ємностями С₁=2мкФ, С₂= 4мкФ з’єднані послідовно та під’єнані до джерела з напругою 12В. Визначити заряди та напруги на кожному із конденсаторів.

1. Визначаємо еквівалентну ємність

2.Вираховуэмо загальний заряд

3. За законом послідовного з’єднання

4. Вираховуємо напруги ;

Приклад № 2 + - + -

Дано: С₁ = 4мкФ; С₂ =6 мкФ C₁ q₁ C₂ q₂ q=q₁ =q₂

U=24 B U₁ U₂ U=U₁+U₂

Знайти: U_1, U₂, q₁, q_2. U

Приклад № 3 + - + - + -

Дано: С₁ =6 мкФ C₁ q₁ C₁ q₂ C₁ q₃ q=q₁ =q₂=q₃

U=12 B U₁ U₂ U₃ U=U₁+U₂+U₃

Знайти: U_1, U₂, U_3, q₁, q₂q_3. U

Приклад № 4 C₁ q₁

q= q₁+q₂

q q

C_1,2 =C₁ +C₂

C₂ q₂ U=U₁ =U₂

U

Дано: С₁ = 4мкФ; С₂ =2 мкФ; U=12B Знайти: q₁, q₂

C₂

Приклад № 5. C₁

C₃

U

Дано: С₁ = 4мкФ; С₂ =2 мкФ; С₃ =2 мкФ U=12B Знайти: q₁, q_2, q₃, U₁,U₂,U₃

C₁ C₃

Приклад № 6.

C₂ C₄

U

Дано: С₁ = 4мкФ;С₂ =6 мкФ;С₃ =2 мкФ;С₄ =8 мкФ; U=36B Знайти: q₁,q_2, q₃,q₄;U₁,U₂,U₃;U₄

Домашнє завдання.

Конспект.

Розв’язування задач.

Модель № 1. (провідник із струмом, струм розглядають як деяку кількість рухомих електронів)

 

1. Через лампу розжарювання проходить струм 0,8 А. Скільки вільних електронів проходить через поперечний переріз нитки лампи за 1 с? Заряд електрона рівний 1,6∙10 ^{- 19}Кл.

а) 25∙10¹⁸; б) 5∙10¹⁸; в) 8∙10¹⁸; г) 4∙10¹⁸

 

 

Модель № 2. (зв’язок густини струму, заряду,часу, сили струму із швидкістю та концентрацією)

2. Яка середня швидкість напрямленого руху електронів в металевому провіднику, якщо за 10с через поперечний переріз провідника пройшло 100 Кл електрики? Площа поперечного перерізу провідника 5 мм², заряд електрона дорівнює 1,6∙10 ^{- 19}Кл, концентрація електронів 8∙10²⁸м ^{- 3}. а) 0,3 мм/с; б) 1,56∙10'⁴м/с; в) 2 м/с; г) 100 м/с

 

 

.

 

Модель № 3. (провідник. змінюються параметри, що описують його опір)

(питомий опір. див у табл..)

(густина, див. табл..)

Початкові умови: Кінцеві умови:

1) 2)

3. У скільки разів зміниться опір провідника (без ізоляції), якщо його зігнути навпіл і скрутити? а) збільшиться в 4 рази; б) зменшиться в 2 рази; в) зменшиться в 4 рази; г) збільшиться в 2 рази

Модель № 4. (провідник. при зміні температури змінюється опір)

Початкові умови: Кінцеві умови

 

Див. у табл..

4. Опір обмотки електромагніта виготовленої з мідного дроту, при температурі 20°С був 2 Ом, а після тривалої роботи став 2,4 Ом. До якої температури нагрілася обмотка? Температурний коефіцієнт опору міді при температурі 0°С рівний 0,0043 К^-1.

а) 25°С; б) 96°С; в) 300 К; г) 70,51°С; д) вірної відповіді тут немає.

Модель № 4. (Самостійно)

5/. Яка силу струму в сталевому провіднику довжина якого 10 м і площа поперечного перерізу 2 мм², якщо на нього подано напругу 12 мВ? Питомий опір сталі 12∙10 ^-8Ом∙м. а) 2 А; б) 1 А; в) 0,5 мА; г) 20 мА

 

Домашнє завдання.

Домашнє завдання.

1. Розв’язати задачі: 1. Послідовно з'єднано п однакових опорів. У скільки разів зміниться опір кола, якщо їх з'єднати паралельно? а) п; б) √n; в) п³; г) п⁴;

 

 

Задача № 2

 

R₁ R₂ R₃

 

 

R₄ R ₅

U

Дано: R₁ = 1 Ом; R₂= 2 Ом; R₃ = 3 Ом R₄= 4 Ом, R₅= 2 Ом U= 12 B Знайти: U₁, U₂, U₃, U₄,U ₅ I₁, I₂, I₃,I₄,I₅

 

Обладнання: провідник для дослідження, лабораторний амперметр (шкільний); лабораторний вольтметр (шкільний); акумулятор; вимикач; реостат на б—10 Ом і 2 А; лінійка з ціною поділки 1 мм/под.; з'єднувальні провідники.

 

 

Теоретичні відомості.

Питомий опір матеріалу можна обчислити, використовуючи формули

 

,

 

де d — діаметр провідника. Опір провідника R можна виміряти, склавши електричне коло за схемою, поданою на малюнку. У цьому випадку формула для обчислення питомого опору провідника набуває вигляду:

або

Хід роботи.

Дослід №1

1. Визначаю довжину досліджуваного провідника:

а) вимірюю довжину одного витка провідника на котушці 0,025 м.

 

б) визначаю кількість витків на котушці _________

 

в) довжина провідника =____________ м.

2. Визначаю діаметр провідника:

0,00065 м

3. Складаю елек­тричне коло за схемою:

вимірюю силу струму і напругу на досліджуваному опорі

І₁ = ___________ А; U₁ = ____________ В

 

4. Визначаю питомий опір

 

________________ Ом∙м

Дослід №2

5. Визначаю довжину досліджуваного провідника:

а) вимірюю довжину одного витка провідника на котушці 0,027 м.

 

б) визначаю кількість витків на котушці _________

 

в) довжина провідника = ____________ м.

6. Визначаю діаметр провідника:

0,00069 м

7. Складаю елек­тричне коло за схемою:

вимірюю силу струму і напругу на досліджуваному опорі

І₂ = ___________ А; U₂ = ____________ В

 

8. Визначаю питомий опір

 

________________ Ом∙м

Дослід №3

9. Визначаю довжину досліджуваного провідника:

а) вимірюю довжину одного витка провідника на котушці 0,028 м.

 

б) визначаю кількість витків на котушці _________

 

в) довжина провідника = ____________ м.

10. Визначаю діаметр провідника:

 

0,00064 м

11. Складаю елек­тричне коло за схемою:

вимірюю силу струму і напругу на досліджуваному опорі

І₃ = ___________ А; U₃ = ____________ В

 

12. Визначаю питомий опір

 

________________ Ом∙м

13.Визначаю середнє значення питомого опору:

 

Ом∙м

14. За допомогою довідника визначаю матеріал провідника та табличне значення питомого опору

 

Матеріал ________________ Табличне значення ____________ Ом∙м

15. Визначаю відносну похибку вимірювань:

 

%= ------------------------------- ∙ 100%= ________ %

 

%= ------------------------------- ∙ 100%= ________ %

%= ------------------------------- ∙ 100%= ________ %

 

16. Систематизую результати досліджень

							ср (%)

 

Дослід № 4

17. За допомогою приладу DT 9202A визначаю опір мідного провідника: Ом

18. Записую із стенда довжину мідного провідника м та його діаметр м

19. Визначаю площу поперечного перерізу провідника: м²

20. Визначаю питомий опір міді: Ом·м

21. Порівнюю отриманий результат із табличним значенням:

__________

 

 

Висновок: В результаті проведених експериментів визначено питомий опір провідника ( ___________ Ом∙м) та визначено матеріал з якого виготовлено провідник (________________________). Відносна похибка вимірювань складає __________ %.

Отримані похибки пояснюю так:

1. _________________________________________________________________________

 

2.___________________________________________________________________________

 

3. __________________________________________________________________________

 

Вважаю, що даний метод досліджень є ____________________________________

 

тому, що __________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________________

 

___________________________________________________________________________

Контрольні запитання.

1. Що таке питомий опір і в яких одиницях його вимірюють?

 

 

2. Чому для виготовлення нагрівних приладів застосовують провідники з великим питомим опором, а дляпідвідних провідників — з малим?

 

3.Вкажіть величини від яких залежить опір провідника та величини від яких не залежить опір.

 

Заняття № 32 ____________2010р.

Тема: Джерела електричної енергії. Сторонні сили. Робота сторонніх сил. Електрорушійна сила. Повне коло. Закон Ома для повного кола. Робота та потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца. Коротке замикання. Практичне застосування теплової дії струму

Основні положення та означення.

1. Джерелом електричної енергії називають пристрій, який перетворює енергію будь якого виду в електричну.
2. В джерелі постійно виконується робота неелектричними (сторонніми) силами по перерозподілу заряду і його накопичені на полюсах. Внаслідок цієї роботи джерело створює електричне поле під дією якого рухаються електричні заряди.
3. Сторонніми силами називають будь-які сили не електростатичної природи, які діють на заряджені частинки
4. Джерела електричної енергії характеризують двома параметрами: електрорушійною силою та внутрішнім опором. - Електрорушійною силою називають скалярну фізичну величину, яка показує роботу сторонніх сил по переміщенню одиничного заряду по замкненому контуру (позначається літерою – Е, одиниця вимірювання – вольт (В)) Внутрішній опір - фізична величина, яка визначається активним опором джерела електричної енергії (позначається літерою – R₀, одиниця вимірювання – ом (Ом))
5. Джерела ЕРС з’єднують у батареї – послідовно або паралельно. При послідовному з’єднанні: Е=Е₁+Е₂+…….. При паралельному з’єднанні - Е=const/
6. Повним електричним колом називають електричне коло, яке містить E+ - R₀ A джерело електричної енергії, споживачі та з’єднувальні V провідники. В електричне коло R вмикають вимірювальні прилади: наприклад – амперметр і вольтметр.
7. Для повного електричного кола є справедливим закон , який наз