Forklarende note

Kort i denne serie vil hjælpe eleverne til bedre at blive fortrolige med nye begreber inden for elektrostatik. Derudover udvikles færdigheder i problemløsning, omregning af måleenheder og beregninger ved hjælp af en lommeregner.

Metode til at arbejde med kort

Kortdesignene viser to metalkugler, der bærer elektriske ladninger. Værdierne af disse gebyrer er angivet på kortene. For at finde kuglernes størrelse og afstanden mellem dem (deres centre) bruges et ternet gitter. Hvert kort angiver længden af ​​siden af ​​cellen i dette gitter. Massen af ​​den bold, hvorpå testladningen er placeret i punkt B, og størrelsen af ​​denne ladning er også angivet på kortene.

Efter at have gjort eleverne bekendt med Coulombs lov, anbefales det at arbejde selvstændigt med kort. De to første spørgsmål foreslås. Afstande beregnes ud fra længden af ​​cellerne på den passende skala ved hjælp af Pythagoras sætning.

Anden gang er det nyttigt at bruge kortene efter at have studeret begrebet elektrisk feltstyrke. Tilbyder eleverne spørgsmål 3, 4,5. Eleverne skal tegne placeringen af ​​alle ladningerne i deres notesbog (indstillet i en firkant) og tegne vektorerne på den valgte skala Og og deres samlede vektor. Det er interessant at bede eleverne om at tegne den omtrentlige placering af spændingslinjen, der går gennem punkt B.

Hvis du ønsker det, kan du stille spørgsmål 1-5 samtidig.

Spørgsmål til kortene "Interaktion mellem elektriske ladninger"

1. Hvad er afstanden mellem kuglernes centre?
2. Med hvilken kraft interagerer ladningerne på kuglerne med hinanden?
3. Beregn feltstyrken ved punkt B skabt af hver ladning. Tegn placeringen af ​​kuglerne og test opladningen q i din notesbog. På den valgte skala tegnes intensitetsvektorerne skabt af hver ladning ved punkt B. Find størrelsen og retningen af ​​den samlede intensitetsvektor på dette punkt i feltet. Tegn den omtrentlige placering af spændingslinjen, der går gennem punkt B.
4. Hvilken kraft udøver det elektriske felt på en testladning q placeret i punkt B?
5. Hvilken acceleration får et legeme med testladning q og masse m?
6. Bestem kuglernes radier efter skala og beregn deres potentialer.
7. Bestem de elektriske feltpotentialer i punkt B og C.
8. Hvor meget arbejde skal der udføres af eksterne kræfter for at flytte en testladning q fra punkt B til punkt C?

Eksempelløsning til kort nr. 8

1. Afstand mellem boldcentre:

10, r = 10 cm = 0,1 m

1. Modul for interaktionskraft mellem ladninger q 1 og q 2:

1. Elektrisk feltstyrkemodul ved punkt B:

Lad os afbilde spændingsvektorerne Og på tegningen i målestok (se billede)

Lad os bygge spændingsvektorenDens retning er angivet på tegningen, og modulet beregnes:

Lad os tegne en omtrentlig linje med elektrisk feltstyrke gennem punkt B. Denne linje skal være tangent til vektorens retningog er vinkelret på overfladen af ​​kuglen, der bærer ladningen q 2 .

1. Størrelsen af ​​den kraft, hvormed feltet virker på testladningen q i punkt B:

1. Accelerationsmodulet i punkt B vil være:

1. Potentialer på bolde med ladninger q 1 og q 2:

1. Potentialer i punkt B fra afgifter q 1 og q 2 vil være lige så mange gange mindre end potentialerne på kuglerne, som afstandene fra kuglernes centre til dette punkt er større end kuglernes radier. I dette eksempel henholdsvis 8 og 6 gange. Derfor er det samlede potentiale i punkt B lig med:

Potentialet i punkt C fra de samme ladninger bestemmes ved først at finde afstandene fra kuglerne til dette punkt.

13,6 cm = 0,136 m

8,06 cm = 0,081 m

1. Arbejdet med eksterne kræfter, der kræves for at flytte en testladning q fra punkt B til punkt C:

J

Eksempel på en programmeret øvelse

Spørgsmål:

1. Potentialet for en kugle med ladning q 1, V
2. Potentialet for en kugle med ladning q 2, V
3. Potentiale ved punkt B, B
4. Potentiale ved punkt C, B
5. Arbejd med at flytte ladning q fra punkt til punkt C, μJ

Svar på kort nr. 1, 3, 5, 7, 9

	4 500	22 500	7 200	2 200
	5 400	7 200		2 800
	18 000	9 000
	3 200	18 000
	22 500	3 600	2 000

Kode til kontrol:

№1 – 25 431

№3 – 23 512

№5 – 34 125

№7 – 51 243

№9 – 12 354

Svar på kort nr. 2, 4, 6, 8, 10

	9 000	54 000	12 000
	36 000	9 000		1 400
	36 000	18 000	1 700	8 200
	18 000	7 200	2 300	1 200
	27 000	45 000		2 300

Kode til kontrol:

№2 – 53 241

№4 – 42 513

№6 – 31 425

№8 – 25 134

№10 – 14 352

Ansøgning

mulighed
ladning q 1, 10 -9 C	1,50	30,00	6,00	40,00	20,00	2000,00	50,00	40,00	5,00	50,00	40,00	500,00
ladning q 2, 10 -9 C	1,00	20,00	10,00	20,00	20,00	3000,00	50,00	50,00	8,00	40,00	30,00	300,00
ladning q, 10 -9 C	30,00	5,00	50,00	1,00	5,00	400,00	30,00	2,00	30,00	2,00	5,00	20,00
vægt, kg	0,0020	0,0200	0,0001	0,0050	0,0020	0,0200	0,0050	0,0500	0,0100	0,0002	0,0002	0,0020
1. afstand mellem ladninger, m	0,05	0,10	0,10	0,20	0,08	10,00	0,16	0,10	0,20	9,90	0,50	0,80
2. interaktionskraftmodul, 10-5 N	0,54	54,00	5,40	18,00	56,25	54,00	87,89	180,00	0,90	0,02	4,32	210,94
	8,00	42,00	15,00	14,00	72,00	0,75	45,00	56,00	0,88	1,50	2,00	18,00
	10,00	50,00	14,00	12,50	72,00	0,28	45,00	125,00	0,26	2,00	3,00	10,80
	12,81	65,30	20,52	18,77	86,40	0,80	72,00	136,97	0,70	3,00	3,61	23,50
4. kraftmodul, der virker på ladningen, 10-5 N	38,43	32,65	102,59	1,88	43,20	32,00	216,00	27,39	2,10	0,60	1,80	47,00
5. ladeaccelerationsmodul, 10-2 m/s 2	19,22	1,63	1025,90	0,38	21,60	1,60	43,20	0,55	0,21	3,00	9,01	23,50
1, kV	5,40	27,00	5,40	18,00	18,00	36,00	9,00	36,00	4,50	9,00	7,20	45,00
6. potentiale for en kugle med ladning q 2, kV	3,60	18,00	9,00	9,00	18,00	54,00	9,00	45,00	7,20	7,20	5,40	27,00
7. potentiale ved punkt B, kV	0,64	0,38	2,00	0,75	7,20	2,25	0,00	12,00	0,46	1,70	0,00	3,60
7. potentiale i punkt C, kV	0,35	1,20	2,20	0,25	2,85	1,90	0,26	8,23	0,06	2,30	0,44	4,80
8. ydre kræfters arbejde, 10-6 J	8,70	4,10	10,00	1,00	21,75	141,20	7,71	7,54	12,00	1,20	2,20	24,00

Interaktion mellem elektriske ladninger

Figuren viser to ladede kugler og en testladning B. Ladningernes størrelse og kroppens masse er angivet på kortet. Brug disse data til at fuldføre opgaverne og besvare spørgsmålene.

1 Hvad er afstanden mellem kuglernes centre?

2 Med hvilken kraft interagerer ladningerne på kuglerne med hinanden?

3 Tegn placeringen af ​​kuglerne og testladningen q i din notesbog, beregn og tegn de elektriske feltstyrkevektorer ved punkt B fra hver ladet kugle på en valgt skala, find størrelsen og retningen af ​​den samlede vektor på dette punkt i Mark.

4 Med hvilken kraft virker det elektriske felt på en testladning placeret i punkt B?

5 Hvilken acceleration modtager et legeme med en testladning q på dette tidspunkt? (Kropsvægt er angivet på kortet.)?

6 Bestem kuglernes radier ved hjælp af skalaen og beregn potentialerne på kuglerne i kilovolt.

7 Beregn de elektriske feltpotentialer i punkt B og C.

8 Hvor meget arbejde skal der udføres af eksterne kræfter for at flytte en testladning q fra punkt B til punkt C?

Mulighed 1

Mulighed 2

Mulighed 3

Mulighed 4

Mulighed 5

Mulighed 6

Mulighed 7

Mulighed 8

Mulighed 9

Mulighed 10

1 Afstand mellem boldcentre:

2 Modul for vekselvirkningskraften mellem ladninger q 1 og q 2:

3 Elektrisk feltstyrkemodul ved punkt B:

Lad os afbilde spændingsvektorerne på tegningen i skala: siden af ​​cellen er lig med . Lad os konstruere en spændingsvektor. Dens retning er angivet på tegningen, og modulet beregnes:

4 Størrelsen af ​​den kraft, hvormed feltet virker på testladningen q i punkt B:

5 Accelerationsmodulet i punkt B vil være:

Lad os tegne en omtrentlig linje med elektrisk feltstyrke gennem punkt B. Denne linje skal være tangent til vektorens retning og vinkelret på overfladen af ​​kuglen, der bærer ladningen q 2. Da den positive testladning q nærmer sig den negative ladning q 2, vil kraften og accelerationen stige, når ladningen q bevæger sig.

6 Potentialer på bolde, der bærer ladninger q 1 og q 2. I SI-enheder, bestemt af formlen: Hvor enheder SI altså

Kortet viser en parallelpladekondensator. Dens tykkelse er angivet. Formen af ​​kondensatorpladen er vist i nærheden. Pladens dimensioner er angivet i millimeter. Brug dataene på kortet, udfør opgaverne og besvar spørgsmålene.

1 Beregn det aktive areal af kondensatoren.

2 Beregn den elektriske kapacitet af kondensatoren.

3 Hvad er feltstyrken mellem pladerne på en kondensator?

4 Find mængden af ​​ladning på kondensatorpladen.

5 Med hvilken kraft virker kondensatorfeltet på ladningen q 1, hvis værdi er angivet på kortet?

6 Hvilken elektrisk kapacitet i mikrofarader vil 100 af de samme parallelkoblede kondensatorer have, hvis afstanden mellem pladerne reduceres til 0,1 mm og der lægges glimmer af samme tykkelse imellem dem. Den dielektriske konstant for glimmer anses for at være lig med 6.

Jeg gjorde, hvad jeg kunne

• Jeg gjorde, hvad jeg kunne

• lad andre gøre det bedre.

• I. Newton.

• . Formuler loven om universel gravitation og nedskriv en formel, der udtrykker forholdet mellem størrelser.

• 2. Undersøg den fysiske essens af gravitationskonstanten.

• 3. Grænser for anvendeligheden af ​​loven om universel gravitation

• 4. Lær at løse problemer ved hjælp af loven om universel gravitation.

Hvad vil der ske, hvis...?

• Hvad vil der ske, hvis...?

• Vi tabte bagagen fra vores hænder...

• Vi kastede bolden op...

• Vi kastede en pind vandret...

M. Lomonosov

• M. Lomonosov

• Den engelske videnskabsmand Isaac Newton var den første til at formulere loven om universel gravitation

• - Lang distance; - der er ingen barrierer for dem; - rettet langs en lige linje, der forbinder kroppene; - lige store; - modsat i retning.

Formlen gælder:

• Formlen gælder:

• - hvis kroppens størrelse er ubetydeligt lille i forhold til afstanden mellem dem;

• - hvis begge legemer er homogene og har en sfærisk form;

Formlen gælder:

• Formlen gælder:

• - hvis et af de interagerende legemer er en kugle, hvis størrelse og masse er væsentligt større end den anden krops

Opgave nr. 1

• Opgave nr. 1

• Beregn den universelle tyngdekraft mellem to studerende, der sidder ved samme skrivebord.

• Elevernes masse er 50 kg, afstanden er en meter.

• Vi får en kraft lig med 1,67*10 -7 N .

• Kraften er så ubetydelig, at selv tråden ikke knækker.

• Med hvilken kraft tiltrækkes tante Mashas ged af kålen i Baba Glashas have, hvis han græsser i en afstand af 10 meter fra hende? Vægten af ​​geden Grishka er 20 kg, og i år har kålen vokset sig stor og saftig, dens vægt er 5 kg.

• Hvad er afstanden mellem kuglerne, der hver vejer 100 kg, hvis de tiltrækkes af hinanden med en kraft på 0,01 N?

GIVET: Løsning:

• GIVET: Løsning:

• m1=m2 =100kgFra den universelle lov

• tyngdekraft:

• F= 0,01N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Lad os udtrykke afstanden:

• R -? R = (G*m1m2/F) ½

• Lad os beregne:

• R = (6,67*10 -11Nm2/kg2 *100kg*100kg/0,01N)1/2

• R = 8,2*10-3 m

• Svar R = 8,2*10-3 m

• To identiske kugler er placeret i en afstand af 0,1 m fra hinanden og tiltrækker med en kraft på 6,67 * 10 -15 N. Hvad er massen af ​​hver kugle?

GIVET: Løsning:

• GIVET: Løsning:

• m1=m2 = mFra den universelle lov

• R=0,1 m tyngdekraft:

• F= 6,67*10 -15N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Lad os udtrykke massen af ​​kroppe:

• m-? m= (F*R2/G) ½

• Lad os beregne:

• m= (6,67*10 -15 N *0,01m2/6,67*10 -11Nm2/kg2)1/2

• m = 0,001 kg

• Svar: m = 0,001 kg

• Opdagelsen af ​​loven om universel gravitation gjorde det muligt at forklare en bred vifte af jordiske og himmelske fænomener:

• bevægelse af kroppe under påvirkning af gravitationskræfter nær jordens overflade;

• bevægelser af solsystemets planeter og deres naturlige og kunstige satellitter;

• baner for kometer og meteorer;

• fænomenet ebbe og flod;

• de mulige baner for himmellegemer blev forklaret;

• sol- og måneformørkelser blev beregnet, masser og tætheder af planeter blev beregnet

Lad os opsummere:

• Lad os opsummere:

• Newton etableret

• Hvad alle legemer i universet gensidigt tiltrække hinanden.

• Den gensidige tiltrækning mellem alle kroppe kaldes universel tyngdekraft - tyngdekraften.

§ 15, øvelse 15 (3; 5)

• § 15, øvelse 15 (3; 5)