Электростатика егэ презентация

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Электростатика
  раздел электродинамики, изучающий покоящиеся электрически
  заряженные тела

• 

  2 слайд

  Существует два вида электрических зарядов:
  положительные (стекло о шелк)
  отрицательные (эбонит о шерсть)
  разноименные заряды – притягиваются. одноименные заряды –отталкиваются.
  Электризация тел – перераспределение заряда (заряженных частиц) между телами.
  Способы электризации: трение, касание, влияние.

• 

  3 слайд

  q — заряд
  Единица измерения заряда
  Кл — кулон

• 

  4 слайд

  элементарный заряд – минимальный заряд (е = 1,6∙10 -19 Кл)
  Заряд любого тела кратен целому числу элементарных зарядов: q = N∙е
  Закон сохранения электрического заряда – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной.
  q 1 + q2 + q3 + …..+ qn = const

• 

  5 слайд

  Вокруг каждого заряженного тела создается электрическое поле.
  Электрическое поле – особый вид материи.
  Электрическое поле способно действовать с определенной силой на окружающие предметы. Эта сила называется электрической.
  Чем больше заряд, тем сильнее поле вокруг него.
  Чем дальше от заряженного тела, тем слабее поле.

• 

  6 слайд

  Положительный точечный заряд
  Электрическое поле изображается при помощи силовых линий.

• 

  7 слайд

  Линии напряженности
  Отрицательный точечный заряд

• 

  8 слайд

  Два разноименных заряда

• 

  9 слайд

  Линии напряженности
  Однородное электрическое поле

• 

• 

  11 слайд

  Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, а её направление зависит от знаков зарядов: одноимённые заряды- отталкиваются, а разноимённые- притягиваются.
  Коэффициент
  пропорциональности

  Электрическая постоянная

• 

  12 слайд

  Пробный заряд – точечный положительный заряд.

• 

  13 слайд

  Напряженность поля
  +
  Fк
  q0
  q
  2q
  2Fк

• 

  14 слайд

  Напряженность- силовая
  характеристика электрического поля.

  Единица измерения.
  Напряженность поля
  точечного заряда.
  Принцип суперпозиции(наложения)
  полей.

  0

• 

  15 слайд

  +
  q0
  q1
  Е0
  Е1
  Еобщая
  Е=Е1+Е2+Е3+Е4 …..

• 

  16 слайд

  Силовые линии электрического поля.
  Линии напряженности электростатического поля- линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают по направлению
  с вектором напряженности
  поля.

  Направление линий соответствует направлению силы, действующей на положительный заряд

• 

  17 слайд

  Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, а её направление зависит от знаков зарядов: одноимённые заряды- отталкиваются, а разноимённые- притягиваются.
  Коэффициент
  пропорциональности

  Электрическая постоянная

• 

  18 слайд

  Работа электрического поля
  A = qE∆d

  Работа поля (эл. силы) не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории = 0.

• 

  19 слайд

  Электростатическая энергия — потенциальная энергия системы заряженных тел (т.к. они взаимодействуют и способны совершить работу).

• 

  20 слайд

  Если поле совершает положительную работу ( вдоль силовых линий ), то потенциальная энергия заряженного тела уменьшается (но согласно закону сохранения энергии увеличивается кинетическая энергия ) и наоборот.

• 

  21 слайд

  ПОТЕНЦИАЛ
  ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
  -энергетическая характеристика эл. поля. Скалярная величина, определяющая потенциальную энергию единичного заряда в любой точке эл. поля.

• 

• 

  23 слайд

  РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ
  ( или иначе НАПРЯЖЕНИЕ )
  U — это разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории заряда.

  Напряжение между двумя точками ( U ) равно разности потенциалов этих точек и равно работе поля по перемещению единичного заряда.

• 

  24 слайд

  СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ПОЛЯ И РАЗНОСТЬЮ ПОТЕНЦИАЛОВ

• 

  25 слайд

  ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
  — поверхности, все точки которых имеют одинаковый потенциал.

• 

  26 слайд

  КОНДЕНСАТОРЫ — два проводника, разделенных слоем диэлектрика, толщина диэлектрика много меньше размеров проводника.
  Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора.
  Заряд конденсатора — это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора

• 

  27 слайд

  ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ (С) — характеризует способность проводников накапливать электрический заряд.

  — зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения,
  электрических свойств среды между проводниками.

• 

• 

• 

  30 слайд

  Электроемкость плоского конденсатора

• 

  31 слайд

  Соединение конденсаторов
  Последовательное
  Параллельное

• 

  32 слайд

  Соединение конденсаторов
  Последовательное
  Параллельное
  q1=q2=q

• 

  33 слайд

  формулы энергии заряженного конденсатора

• 

  34 слайд

  Энергия конденсатора равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин конденсатора вплотную,
  или равна работе по разделению положительных и отрицательных зарядов, необходимой при зарядке конденсатора.

• 

  35 слайд

  Вещество в электрическом поле
  По электрическим свойствам вещества делят
  Проводники-
  вещества, в которых свободные заряды перемещаются по всему объёму.
  Свободные заряды- заряженные частицы одного знака, способные перемещаться под действием
  электрического поля.
  Диэлектрики-
  вещества, содержащие только связанные заряды.
  Связанные заряды- разноимённые заряды, входящие в состав атомов и молекул, которые не могут перемещаться под действием поля независимо друг от друга.

• 

  36 слайд

  Проводники в электрическом поле.
  Электростатическая индукция — разделение зарядов на поверхности проводника, помещенного в электростатическое поле.

• 

  37 слайд

  Напряженность поля внутри проводника равна нулю (электростатическая защита).

  Линии напряженности перпендикулярны поверхности проводника.

• 

  38 слайд

  Диэлектрики в электрическом поле.

• 

  39 слайд

  Полярные.
  Молекулы-диполи.

• 

• 

  41 слайд

  Напряженность электрического поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме.
  ε — диэлектрическая проницаемость,
  показывает во сколько раз напряженность электростатического поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме.

• 

  42 слайд

  Коэффициент в законе Кулона зависит от диэлектрической проницаемости среды

• 

  43 слайд

  Два одинаковых шарика имеют заряды 2 нКл и -4нКл. Шарики приводят в соприкосновение и возвращают на прежние места. Как изменилась сила взаимодействия между шариками.
  q1=2нКл
  q2=-4нКл

  2•10-9Кл
  -4•10-9Кл

• 

• 

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 157 098 материалов в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»

• Курс профессиональной переподготовки «Маркетинг: теория и методика обучения в образовательной организации»

• Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: теория и методика преподавания в образовательной организации»

• Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС технических направлений подготовки»

• Курс повышения квалификации «Применение MS Word, Excel в финансовых расчетах»

• Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС медицинских направлений подготовки»

• Курс повышения квалификации «Основы менеджмента в туризме»

• Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности секретаря руководителя со знанием английского языка»

• Курс профессиональной переподготовки «Риск-менеджмент организации: организация эффективной работы системы управления рисками»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация системы менеджмента транспортных услуг в туризме»

• Курс профессиональной переподготовки «Стандартизация и метрология»

Слайд 1

Решение задач формата ЕГЭ по теме: «Электростатика» Товарнова Ольга Юрьевна учитель физики ЧОУ «Школа экономики и права» г. Санкт-Петербург

Слайд 2

Цель урока: совершенствование практических умений и навыков решения задач формата ЕГЭ по теме «Электростатика » Весь мир – открытая задача. Решай – и ждёт тебя удача… А.А. Гин

Слайд 3

= + = ? = 9 нКл E =

Слайд 4

Принцип суперпозиции полей Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электро-статического поля в точке О ? 1 2 3 4 15 E =

Слайд 6

Дано: Решение: E m q v R- ?

Слайд 8

Дано: v = d = U = L= ?

Слайд 9

15(С) Электрон влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 2· м/с. Напряженность поля в конденсаторе 2,5· В/м, длина конденсатора 80 мм. Определить величину и направление скорости электронов в момент вылета из конденсатора. е- x v y Дано: Решение: v = ох: движение равномерное , тогда ………. оу : движение равноускоренное , тогда …….

Слайд 11

Дано: ох: равноускоренное о y : равноускоренное Е = m = m = mg d = q = m = v = ?

Слайд 12

Дано: Решение: q R 1 2 3 = 2,5 R = ϕ = ? M = + +

Электродинамика Часть -1 Электростатика

Наука о свойствах и закономерностях поведения электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между зарядами, называется электродинамикой.

Электричество

В V в. до н. э. люди заметили, что пылинки притягиваются к натертому янтарю

(от греческого «электрон» — электричество).

Строение атома

Атом — нейтральная частица. Он состоит из ядра и электронов. Число электронов равно числу протонов в ядре.

Электрон е — элементарная неделимая частица с отрицательным зарядом.

Заряд протона равен заряду электрона, но с противоположным знаком.

Тело всегда обладает массой, но заряд тела может быть равен 0.

Заряд тела « + »: не хватает е.

Заряд тела « —»: избыток е.

Строение атома

Атом — нейтральная частица. Он состоит из ядра и электронов. Число электронов равно числу протонов в ядре.

Электрон е — элементарная неделимая частица с отрицательным зарядом.

Заряд протона равен заряду электрона, но с противоположным знаком.

Тело всегда обладает массой, но заряд тела может быть равен 0.

Заряд тела « + »: не хватает е.

Заряд тела « —»: избыток е.

Электризация

Электризация трением Электроны переходят от тела В к телу А .

Электризация

Электризация через влияние

Появляется индуцированный заряд на теле, соединенном с землей

Взаимодействие зарядов

1. Электрометр заряжен отрицательно (листочки разошлись).

2. Поднесли стеклянную палочку — электрометр разрядился. Следовательно, палочка была заряжена положительно.

Взаимодействие зарядов

1. Электрометр заряжен отрицательно (листочки разошлись).

2. Поднесли стеклянную палочку — электрометр разрядился. Следовательно, палочка была заряжена положительно.

Опыт Иоффе — Милликена

Определили, что е = 1,6·10 -19 Кл .

Эндрюс Милликен

Абрам Федорович Иоффе

(1858–1953)

(1890–1960)

В результате опытов Милликена и Иоффе был установлен фундаментальный для физики факт — дискретность электрического заряда — и найдена количественная характеристика дискретности. Тем не менее, в современной теоретической физике существуют объекты, обладающие дробным зарядом. Это кварки, заряды которых по абсолютной величине составляют 1/3 и 2/3 элементарного. Однако эти частицы не существуют в свободном виде, а их связанные состояния — адроны — обладают уже целым зарядом (в единицах элементарного).

Масса электрона

m e = 9,1·10 -31 кг

Сэр Джозеф Джон Томсон

( 1856 — 1940) 

Закон сохранения

электрического заряда

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

q 1  +  q 2  +  q 3  + … + q n  = const .

Выводы:

1. Электрические заряды существуют в двух видах.

2. Все электрические заряды кратны заряду е .

• Алгебраическая сумма зарядов в изолированной системе постоянна.
• Величина заряда не зависит от скорости движения частиц.

Применение и учет

электризации

Сотрудники, занимающиеся монтажом электронных микросхем, обязаны одевать специальные браслеты с проводом, подключаемым к заземлению. 

Движущиеся на конвейере корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный.

Копировальные установки; очистка газа, сточных вод; учет при пайке микросхем и т. д.

Закон Кулона

1785 г. Установлен закон взаимодействия точечных зарядов.

Проведя большое количество опытов, Кулон установил:

Шарль Огюстен Кулон

(1736-1806)

Закон Кулона

1785 г. Установлен закон взаимодействия точечных зарядов.

Проведя большое количество опытов, Кулон установил:

Шарль Огюстен Кулон

(1736-1806)

Выражается k в k = 9 .

Закон Кулона

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Кулоновская сила подчиняется III закону Ньютона: силы взаимодействия между зарядами равны по модулю и направлены противоположно друг другу вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

Единица заряда — кулон (1 Кл).

Это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока в 1 А.

Минимальный заряд, существующий в природе,— заряд электрона: е = 1,610 -19 Кл.

Электрическая постоянная (ε о )

= 8,85 .

,

Эта запись закона Кулона в СИ для вакуума.

1 и зависит от самой среды; показывает, во сколько раз сила взаимодействия точечных заряженных тел в вакууме больше их сил взаимодействия в среде:   Закон Кулона для среды в СИ:  » width=»640″

Диэлектрическая постоянная среды (ε)

Диэлектрическая постоянная ε характеризует электрические свойства среды.

Для любой среды ε 1 и зависит от самой среды; показывает, во сколько раз сила взаимодействия точечных заряженных тел в вакууме больше их сил взаимодействия в среде:

Закон Кулона для среды в СИ:

Напряженность электрического поля

1. Теория близкодействия (М. Фарадей).

2. Теория дальнодействия (мгновенное действие на расстоянии).

3. Идею М. Фарадея подтвердил Дж. Максвелл:

После того, как был установлен закон Кулона, электростатика и магнитостатика были сформулированы в форме теории псевдоблизкодействия. Максвелл взялся за задачу слить эту теорию воедино с идеями Фарадея, разработав ее так, чтобы она включала и вновь открытые явления диэлектрической и магнитной поляризации, электромагнетизма и магнитной индукции.

Майкл Фарадей

Джеймс Клерк Ма́ксвелл

(22.09.1791— 25.08.1867 )

(13.06.1831—5.11.1879)

Электрическое поле

Особый вид материи, существующий независимо от нас, от наших знаний о нем, называется электрическим полем.

Свойства электрического поля

1. Действует на заряд с силой

2. Порождается зарядами.

3. Способно совершать работу по перемещению заряда. Напряженность — силовая характеристика электрического

поля:

;

где Q — заряд, создающий электрическое поле;

— диэлектрическая проницаемость вещества;

Электрическое поле

=

const

где q — пробный заряд.

Единицы напряженности

Выражается E в Н/Кл .

Принцип суперпозиции полей

Заряд q пробный. Внесен в поле, созданное зарядами q 1 и q 2 .

Электрическое поле

Принцип суперпозиции полей

Заряд q пробный. Внесен в поле, созданное зарядами q 1 и q 2 .

Напряженность поля,

созданного заряженным металлическим шаром

Электрическое поле

Графическое изображение электрических полей

Линии напряженности уединенного отрицательно заряженного шарика.

Линии напряженности уединенного пoложительно заряженного шарика.

Однородное поле

Неоднородное поде

Линии напряженности электрического поля начинаются на «+ » зарядах и заканчиваются на « —» зарядах.

Линией напряженности называется линия, касательная к конторой в каждой точке совпадает с вектором напряженности .

Примеры решения задач

1. Как надо изменить расстояние между двумя одинаковыми точечными зарядами, чтобы при помещении их из воздуха в масло с относительной диэлектрической проницаемостью 2 сила взаимодействия уменьшилась в 8 раз ?

Дано:

Решение:

Сила взаимодействия точечных зарядов в воздухе определяется формулой:

а в масле:

Примеры решения задач

Дано:

Решение:

Так как по условию F 1 = 8F 2 , то можно записать

Произведя сокращения, получаем

Отсюда

Ответ: Расстояние между зарядами надо увеличить в 2 раза.

Примеры решения задач

2. Как изменится сила взаимодействия двух одинаковых маленьких шариков с зарядами +12 нКл и —24 нКл, если их привести в соприкосновение, а затем развести на прежнее расстояние?

Дано:

Решение:

Сила взаимодействия шариков до соприкосновения равна:

В соответствии с законом сохранения заряда, их общий заряд до соприкосновения равен сумме их зарядов после соприкосновения:

Примеры решения задач

q — заряд каждого из шариков после их контакта. Отсюда

Сила взаимодействия шариков после соприкосновения равна

Найдем, как изменится сила взаимодействия шариков:

Ответ: Сила взаимодействия заряженных шариков после соприкосновения уменьшится в 8 раз.

Примеры решения задач

3. Шарик массой 2 г, имеющий заряд 50 нКл, подвешен в воздухе на тонкой изолирующей нити. Определите натяжение нити, если снизу на расстоянии 5 см расположен заряд —100 нКл.

Решение:

Дано:

Запишем

первый закон Ньютона:

В проекциях на ось х:

Примеры решения задач

4. Между двумя точечными зарядами +15 нКл и +10 нКл помещен третий заряд —5 нКл. Расстояние между первым и вторым зарядом равно 1 м, а третий заряд помещен на прямой, соединяющей их, на равном расстоянии от них. Найдите силу, действующую на третий заряд.

Дано:

Решение:

Примеры решения задач

Дано:

Решение:

Примеры решения задач

Решение:

Примеры решения задач

5. В вершинах равностороннего треугольника со стороной 10 см расположены заряды q 1 = +100 нКл, q 2 = +200 нКл и q з = +150 нКл. Найдите силу, действующую на третий заряд.

Дано:

Решение:

http://dvsschool.zz.mu/

Примеры решения задач

Сложим F 1 и F 2 по правилу параллелограмма. Величину равнодействующей силы R найдем по теореме косинуса, учитывая, что угол в треугольнике АВС против стороны АС равен 120°.

Примеры решения задач

ВНИЗ

3,6

F = = 36 Н

3

4

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Подготовка к ЕГЭ
Учитель: Попова И.А.
МОУ СОШ № 30
Белово 2010
Цель: повторение основных понятий, законов и формул
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
в соответствии с кодификатором ЕГЭ.
Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010:

• Электризация тел
• Взаимодействие зарядов. Два вида заряда
• Закон сохранения электрического заряда
• Закон Кулона
• Действие электрического поля на электрические заряды
• Напряженность электрического поля
• Принцип суперпозиции электрических полей
• Потенциальность электростатического поля
• Потенциал электрического поля. Разность потенциалов
• Проводники в электрическом поле
• Диэлектрики в электрическом поле
• Электрическая емкость. Конденсатор
• Энергия электрического поля конденсатора

Электризация тел

• Электрический заряд (q или Q)– это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия

• По-гречески янтарь – это «электрон». Отсюда и произошло современное слово «электричество» и название наэлектризованные тела.
• Существует:
• электризации трением;
• электризация индукцией;
• Любые тела взаимодействуют с наэлектризованными телами и сами электризуются.

Трибоэлектрическая шкала.

При трении двух материалов тот из них, что расположен в ряду выше,
заряжается положительно и тем сильнее, чем более разнесены материалы по шкале.

Электризация тел

• Носителями зарядов являются элементарные частицы
• Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e.
  e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл

• В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке (атомным номер).
• Электрический заряд тела – дискретная величина:

Взаимодействие зарядов. Два вида заряда

• Электрический заряд (q или Q)– это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия

• Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.
• Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому.
• Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
• Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.
• Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием

Закон сохранения электрического заряда — один из фундаментальных законов природы

• В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:
• q1 + q2 + q3 + … +qn = const
• (в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака)

Закон Кулона

• Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
• Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:
• Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:
• Закон Кулона хорошо выполняется для точечных зарядов
• В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).
• Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:

где ε0 – электрическая постоянная

Закон
Кулона

• Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:
• Кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции: Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Действие электрического поля на электрические заряды

• Электрическое поле — особая форма поля, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде в электромагнитных волнах.
• Электрическое поле непосредственно невидимо, но может наблюдаться по его действию и с помощью приборов.
• Основным действием электрического поля является ускорение тел или частиц, обладающих электрическим зарядом.
• Электрическое поле можно рассматривать как математическую модель, описывающую значение величины напряженности электрического поля в данной точке пространства.
• Электрическое поле является одной из составляющих единого электромагнитного поля и проявлением электромагнитного взаимодействия.

Напряженность электрического поля

• Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика напряженность электрического поля.
• Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
  

• Напряженность электрического поля – векторная физическая величина.
• Направление вектора совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

Принцип суперпозиции электрических полей

• Принцип суперпозиции: напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:
• Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии

• Силовые линии электрического поля

Силовые линии электрических полей
Силовые линии
кулоновских полей

Силовые линии поля

электрического диполя

Поле равномерно заряженной плоскости.

σ = Q/S – поверхностная плотность заряда.

S – замкнутая поверхность.

Потенциальность электростатического поля

• При перемещении пробного заряда q в электрическом поле электрические силы совершают работу.
• Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.
• Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Работа электрических сил при малом перемещении заряда q
Потенциальность электростатического поля

• При перемещении пробного заряда q в электрическом поле электрические силы совершают работу.
• Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Работа электрических сил при малом перемещении заряда q
Потенциальность электростатического поля

• Силовые поля, работа сил которых при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю, называют потенциальными или консервативными.
• Потенциальная энергия заряда q, помещенного в любую точку (1) пространства, относительно фиксированной точки (0) равна работе A10, которую совершит электрическое поле при перемещении заряда q из точки (1) в точку (0):
• Wp1 = A10

Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении точечного заряда q из точки (1) в точку (2), равна разности значений потенциальной энергии в этих точках и не зависит от пути перемещения заряда и от выбора точки (0).

A12 = A10 + A02 = A10 – A20 = Wp1 – Wp2

Потенциал электрического поля. Разность потенциалов

• Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:
• Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля.
• В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В): 1 В = 1 Дж / 1 Кл.

• Работа A12 по перемещению электрического заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (φ1 – φ2) начальной и конечной точек:
• A12 = q(φ1 – φ2)
• Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

Потенциал электрического поля. Разность потенциалов

• Для наглядного представления электрического поля наряду с силовыми линиями используют эквипотенциальные поверхности.
• Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется эквипотенциальной поверхностью или поверхностью равного потенциала.

• Силовые линии электрического поля всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
• Эквипотенциальные поверхности (синие линии) и силовые линии (красные линии) простых электрических полей:
• точечного заряда;
• электрического диполя;
• двух равных положительных зарядов

Проводники в электрическом поле

• Основная особенность проводников – наличие свободных зарядов (электронов), которые участвуют в тепловом движении и могут перемещаться по всему объему проводника.
• Типичные проводники – металлы.
• Электростатическая индукция — перераспределение свободных зарядов в проводнике, внесенном в электрическое поле, в результате чего на поверхности проводника возникают нескомпенсированные положительные и отрицательные заряды.
• Индукционные заряды создают свое собственное поле которое компенсирует внешнее поле во всем объеме проводника: (внутри проводника).
• Полное электростатическое поле внутри проводника равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и равны потенциалу на поверхности проводника.

Проводники в электрическом поле

• Все внутренние области проводника, внесенного в электрическое поле, остаются электронейтральными
• На этом основана электростатическая защита – чувствительные к электрическому полю приборы для исключения влияния поля помещают в металлические ящики

Так как поверхность проводника является эквипотенциальной, силовые линии у поверхности должны быть перпендикулярны к ней.

Диэлектрики в электрическом поле

• В диэлектриках (изоляторах) нет свободных электрических зарядов.
• Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с другом и не могут перемещаться под действием электрического поля по всему объему диэлектрика.
• Связанные заряды создают электрическое поле которое внутри диэлектрика направлено противоположно вектору напряженности внешнего поля. Этот процесс называется поляризацией диэлектрика.
• Полное электрическое поле внутри диэлектрика оказывается по модулю меньше внешнего поля
• Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.

Ориентационный механизм поляризации полярного диэлектрика.

Поляризация неполярного диэлектрика

Если в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε находится точечный заряд Q, то напряженность поля создаваемого этим зарядом в некоторой точке, и потенциал φ в ε раз меньше, чем в вакууме:

Электрическая емкость. Конденсатор

• Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:
• В системе СИ единица электроемкости называется фарад (Ф):
• Конденсатором называется система двух проводников, разделенных слоем диэлектрика,
• а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками

Электрическая емкость. Конденсатор

Поле плоского конденсатора

Электрическая емкость. Конденсатор

При последовательном соединении конденсаторов:

q1 = q2 = q

При параллельном соединении конденсаторов:

U1 = U2 = U

q1 = С1U и q2 = С2U

q = q1 + q2

U = U1 + U2

Энергия электрического поля конденсатора

• Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор.

Рассмотрим задачи:
ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ)
ГИА-9 2008-2010 (Демо)
ГИА 2008 г. 9. К незаряженному проводнику АВ поднесли, не касаясь его, положительно заряженную стеклянную палочку (рис. 1). Затем, не убирая палочку, разделили проводник на две части (рис. 2). Какое утверждение о знаках зарядов частей А и В после разделения будет верным?

• Обе части будут иметь положительный заряд.
• Обе части будут иметь отрицательный заряд.
• Часть В будет иметь положительный заряд, часть А – отрицательный.
• Часть В будет иметь отрицательный заряд, часть А – положительный.

(ГИА 2009 г.) 9.
На рисунке изображены одинаковые электрометры, соединенные стержнем. Из какого материала может быть сделан этот стержень?
А. Медь.
Б. Сталь.

• только А
• только Б
• и А, и Б
• ни А, ни Б

(ГИА 2010 г.) 9. Металлическая пластина, имевшая положительный заряд, по модулю равный 10 е, при освещении потеряла четыре электрона. Каким стал заряд пластины?

• 6 е
• – 6 е
• 14 е
• – 14 е

(ЕГЭ 2001 г.) А17. Электрический заряд сферы меняется со временем согласно графику на рисунке. Через какое время на сфере останется четверть первоначального заряда?

• 0,2 с
• 0,1 с
• 0,4 с
• 0,6 с

2001 г. А16. В таблице зафиксированы значения силы притяжения заряженных тел при разных расстояниях между ними. Какой вывод о связи силы и расстояния можно сделать по этой таблице?

r (см)	1	2	4	10
F (H)	10-8	2.3.10-9	0.6.10-9	10-10

• сила очень мала и ее можно не учитывать
• сила уменьшается с расстоянием
• зависимость не прослеживается
• при r больше 10 см сила обращается в 0

(ЕГЭ 2001 г., Демо) А17. Когда мы снимаем одежду, особенно изготовленную из синтетических материалов, мы слышим характерный треск. Какое явление объясняет этот треск?

• Электризация.
• Трение
• Нагревание.
• Электромагнитная индукция

(ЕГЭ 2001 г., Демо) 22. Два одноименных заряда по 10-8 Кл находились на расстоянии 310-2 м друг от друга. С какой силой они взаимодействуют? Притягиваются или отталкиваются заряды?

• Притягиваются с силой 310-5 Н.
• Притягиваются с силой 10-3 Н.
• Отталкиваются с силой 310-5 Н.
• Отталкиваются с силой 10-3 Н.

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А15. При трении пластмассовой линейки о шерсть линейка заряжается отрицательно. Это объясняется тем, что

• ←
• →
• ↑
• ↓

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А31. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия электрического поля внутри конденсатора, если расстояние между пластинами конденсатора увеличить в 2 раза?

• увеличится в 2 раза
• уменьшится в 2 раза
• увеличится в 4 раза
• уменьшится в 4 раза

2002 г. А15 (КИМ). Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 3 раза?

1. уменьшится в 9 раз

2. увеличится в 3 раза

3. уменьшится в 3 раза

4. увеличится в 9 раз

2002 г. А16 (КИМ). В однородном электростатическом поле перемещается положительный заряд из точки А в точку В по траекториям I, II, III. В каком случае работа сил электростатического поля больше?

• I
• II
• III
• работа сил электростатического поля по траекториям I, II, III одинакова

2002 г. А17 (КИМ). Как направлена кулоновская сила , действующая на положительный точечный заряд, помещенный в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды: +q, +q, –q, –q?

• →
• ↓
• ↑
• ←

(ЕГЭ 2003 г., КИМ) А15. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов, если расстояние между ними увеличить в раз?

• увеличится в n раз
• уменьшится в n раз
• увеличится в n 2 раз
• уменьшится в n 2 раз

(ЕГЭ 2003 г., КИМ) А19. Изменится ли электроемкость конденсатора, если заряд на его обкладках увеличить в n раз?

• увеличится в n раз
• уменьшится n раз
• не изменится
• увеличится в n2 раз

(ЕГЭ 2004 г., демо) А11. Легкий незаряженный шарик из металлической фольги подвешен на тонкой шелковой нити. При поднесении к шарику стержня с положительным электрическим зарядом (без прикосновения) шарик

• притягивается к стержню
• отталкивается от стержня
• не испытывает ни притяжения, ни отталкивания
• на больших расстояниях притягивается к стержню, на малых расстояниях отталкивается

(ЕГЭ 2004 г., демо) А25. Плоский конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия электрического поля внутри конденсатора, если увеличить в 2 раза расстояние между обкладками конденсатора? Расстояние между обкладками конденсатора мало как до, так и после увеличения расстояния между ними

• уменьшится в 2 раза
• увеличится в 2 раза
• уменьшится в 4 раза
• увеличится в 4 раза

(ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А14. Какое утверждение о взаимодействии трех изображенных на рисунке заряженных частиц является правильным?

• 1 и 2 отталкиваются, 2 и 3 притягиваются, 1 и 3 отталкиваются
• 1 и 2 притягиваются, 2 и 3 отталкиваются, 1 и 3 отталкиваются
• 1 и 2 отталкиваются, 2 и 3 притягиваются, 1 и 3 притягиваются
• 1 и 2 притягиваются, 2 и 3 отталкиваются, 1 и 3 притягиваются

(ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А15. При исследовании зависимости заряда на обкладках конденсатора от приложенного напряжения был получен изображенный на рисунке график. Согласно этому графику, емкость конденсатора равна

• 2.10 –5 Ф
• 2.10 –9 Ф
• 2,5.10 –2 Ф
• 50 Ф

(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А14. Два одинаковых легких шарика, заряды которых равны по модулю, подвешены на шелковых нитях. Заряд одного из шариков указан на рисунках. Какой(-ие) из рисунков соответствует(-ют) ситуации, когда заряд 2-го шарика отрицателен?

• А
• Б
• В и С
• А и В

(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А15. -частица перемещается в однородном электростатическом поле из точки А в точку В по траекториям I, II, III (см. рисунок). Работа сил электростатического поля

• наибольшая на траектории I
•  наибольшая на траектории II
•  одинаковая только на траекториях I и III
•  одинаковая на траекториях I, II и III

(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А16. Пылинка, имевшая отрицательный заряд –10 е, при освещении потеряла четыре электрона. Каким стал заряд пылинки?

• 6 е
• – 6 е
• 14 е
• – 14 е

(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А17. К бесконечной горизонтальной отрицательно заряженной плоскости привязана невесомая нить с шариком, имеющим положительный заряд (см. рисунок). Каково условие равновесия шарика, если mg  –  модуль силы тяжести, Fэ – модуль силы электростатического взаимодействия шарика с пластиной, Т – модуль силы натяжения нити ?

• – mg – T + Fэ = 0
• mg + T + Fэ = 0
• mg – T + Fэ = 0
• mg – T – Fэ = 0

(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А30. В лаборатории исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений представлены в таблице
Погрешности измерений величин   q   и   U   равнялись соответственно 0,05 мкКл и 0,25 кВ. Какой из графиков приведен правильно с учетом всех результатов измерения и погрешностей этих измерений?
(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А16. Как изменится сила электростатического взаимодействия двух электрических зарядов при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью 81, если расстояние между ними останется прежним?

• увеличится в 81 раз
• уменьшится в 81 раз
• увеличится в 9 раз
• уменьшится в 9 раз

(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А17. На рисунке показано расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов + 2q и – q.

• максимальное значение в точке А
• максимальное значение в точке В
• одинаковые значения в точках А и С
• одинаковые значения во всех трех точках

Модуль вектора напряженности электрического поля этих зарядов имеет

(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) В1.
Плоский воздушный конденсатор отключили от источника тока, а затем увеличили расстояние между его пластинами. Что произойдет при этом с зарядом на обкладках конденсатора, электроемкостью конденсатора и напряжением на его обкладках?
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите

в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ	ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) Заряд конденсатора	1) увеличится
Б) Электроемкость	2) уменьшится
В) Напряжение на обкладках	3) не изменится

3

2

1

(ЕГЭ 2009 г., ДЕМО) А13. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 3 раза, а один из зарядов увеличили в 3 раза. Силы взаимодействия между ними

• не изменились
• уменьшились в 3 раза
• увеличились в 3 раза
• увеличились в 27 раз

(ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А13. Точечный положительный заряд q помещен между разноименно заряженными шариками (см. рисунок). Куда направлена равнодействующая кулоновских сил, действующих на заряд q?

• →
• ↓
• ↑
• ←

Используемая литература

• Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО «Издательство Астрель», 2009. – 160 с.
• Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / В.А. Касьянов. – ООО «Дрофа», 2004. – 116 с.
• МАЙЕР В.В. Электростатика: элементы учебной физики/ http://fiz.1september.ru/2007/17/01.htm
• Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев . –» Просвещение «, 2009. – 166 с.
• Открытая физика [текст, рисунки]/ http://www.physics.ru
• Подготовка к ЕГЭ /http://egephizika
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
• ФИЗИКА / http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/electro/1.html
• ФИЗИКА. РУ. / http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory

Слайд 1
Электростатика
раздел электродинамики, изучающий покоящиеся электрически
заряженные тела

---

Слайд 2
Существует два вида электрических зарядов:
положительные (стекло о шелк)
отрицательные

(эбонит о шерсть)
разноименные заряды – притягиваются. одноименные заряды –отталкиваются.
Электризация тел – перераспределение заряда (заряженных частиц) между телами.
Способы электризации: трение, касание, влияние.

---

Слайд 3
q — заряд
Единица измерения заряда
Кл — кулон

---

Слайд 4
элементарный заряд – минимальный заряд (е = 1,6∙10 -19 Кл)
Заряд

любого тела кратен целому числу элементарных зарядов: q = N∙е
Закон сохранения электрического заряда – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной.
q 1 + q2 + q3 + …..+ qn = const

---

Слайд 5
Вокруг каждого заряженного тела создается электрическое поле.
Электрическое поле – особый

вид материи.
Электрическое поле способно действовать с определенной силой на окружающие предметы. Эта сила называется электрической.
Чем больше заряд, тем сильнее поле вокруг него.
Чем дальше от заряженного тела, тем слабее поле.

---

Слайд 6
Положительный точечный заряд
Электрическое поле изображается при помощи силовых линий.

---

Слайд 7
Линии напряженности
Отрицательный точечный заряд

---

Слайд 8
Два разноименных заряда

---

Слайд 9
Линии напряженности
Однородное электрическое поле

---

Слайд 10
Закон Кулона

---

Слайд 11
Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, а её направление

зависит от знаков зарядов: одноимённые заряды- отталкиваются, а разноимённые- притягиваются.

Коэффициент
пропорциональности

Электрическая постоянная

---

Слайд 12
Пробный заряд – точечный положительный заряд.

---

Слайд 13
Напряженность поля
+
Fк
q0
q
2q
2Fк

---

Слайд 14
Напряженность- силовая
характеристика электрического поля.

Единица измерения.
Напряженность поля
точечного заряда.
Принцип суперпозиции(наложения)
полей.

0

---

Слайд 15
+
q0
q1
Еобщая
Е=Е1+Е2+Е3+Е4 …..

---

Слайд 16
Силовые линии электрического поля.
Линии напряженности электростатического поля- линии, касательные к

которым в каждой точке поля совпадают по направлению
с вектором напряженности
поля.

Направление линий соответствует направлению силы, действующей на положительный заряд

---

Слайд 17
Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, а её направление

зависит от знаков зарядов: одноимённые заряды- отталкиваются, а разноимённые- притягиваются.

Коэффициент
пропорциональности

Электрическая постоянная

---

Слайд 18
Работа электрического поля
A = qE∆d

Работа поля (эл. силы) не зависит

от формы траектории и на замкнутой траектории = 0.

---

Слайд 19
Электростатическая энергия — потенциальная энергия системы заряженных тел (т.к. они

взаимодействуют и способны совершить работу).

---

Слайд 20
Если поле совершает положительную работу ( вдоль силовых линий ),

то потенциальная энергия заряженного тела уменьшается (но согласно закону сохранения энергии увеличивается кинетическая энергия ) и наоборот.

---

Слайд 21
ПОТЕНЦИАЛ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
-энергетическая характеристика эл. поля. Скалярная величина, определяющая

потенциальную энергию единичного заряда в любой точке эл. поля.

---

Слайд 22

---

Слайд 23
РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ
( или иначе НАПРЯЖЕНИЕ )
U — это разность

потенциалов в начальной и конечной точках траектории заряда.

Напряжение между двумя точками ( U ) равно разности потенциалов этих точек и равно работе поля по перемещению единичного заряда.

---

Слайд 24
СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ПОЛЯ И РАЗНОСТЬЮ ПОТЕНЦИАЛОВ

---

Слайд 25
ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
— поверхности, все точки которых имеют одинаковый потенциал.

---

Слайд 26
КОНДЕНСАТОРЫ — два проводника, разделенных слоем диэлектрика, толщина диэлектрика много

меньше размеров проводника.

Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора.
Заряд конденсатора — это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора

---

Слайд 27
ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ (С) — характеризует способность проводников накапливать электрический заряд.

—

зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения,
электрических свойств среды между проводниками.

---

Слайд 28

---

Слайд 29

---

Слайд 30
Электроемкость плоского конденсатора

---

Слайд 31
Соединение конденсаторов
Последовательное
Параллельное

---

Слайд 32
Соединение конденсаторов
Последовательное
Параллельное
q1=q2=q

---

Слайд 33
формулы энергии заряженного конденсатора

---

Слайд 34

Энергия конденсатора равна работе, которую совершит электрическое поле при

сближении пластин конденсатора вплотную,
или равна работе по разделению положительных и отрицательных зарядов, необходимой при зарядке конденсатора.

---

Слайд 35
Вещество в электрическом поле
По электрическим свойствам вещества делят
Проводники-
вещества, в

которых свободные заряды перемещаются по всему объёму.
Свободные заряды- заряженные частицы одного знака, способные перемещаться под действием
электрического поля.

Диэлектрики-
вещества, содержащие только связанные заряды.
Связанные заряды- разноимённые заряды, входящие в состав атомов и молекул, которые не могут перемещаться под действием поля независимо друг от друга.

---

Слайд 36
Проводники в электрическом поле.
Электростатическая индукция — разделение зарядов на поверхности

проводника, помещенного в электростатическое поле.

---

Слайд 37
Напряженность поля внутри проводника равна нулю (электростатическая защита).

Линии напряженности

перпендикулярны поверхности проводника.

---

Слайд 38
Диэлектрики в электрическом поле.

---

Слайд 39
Полярные.
Молекулы-диполи.

---

Слайд 40
Неполярные.

---

Слайд 41
Напряженность электрического поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме.
ε —

диэлектрическая проницаемость,
показывает во сколько раз напряженность электростатического поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме.

---

Слайд 42
Коэффициент в законе Кулона зависит от диэлектрической проницаемости среды

---

Слайд 43
Два одинаковых шарика имеют заряды 2 нКл и -4нКл. Шарики

приводят в соприкосновение и возвращают на прежние места. Как изменилась сила взаимодействия между шариками.

2•10-9Кл
-4•10-9Кл

---

Слайд 44

---

Слайд 45
Схемы соединения конденсаторов

---

---

Электрическое поле. Подготовка к ЕГЭ (презентация).

Целевая аудитория: для 11 класса

Автор: Попова И.А.
Место работы: МОУ СОШ № 30 г. Белово
Добавил: rina

© 2007 — 2023 Сообщество учителей-предметников «Учительский портал»
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-64383 выдано 31.12.2015 г. Роскомнадзором.
Территория распространения: Российская Федерация, зарубежные страны.
Учредитель / главный редактор: Никитенко Е.И.

---

Сайт является информационным посредником и предоставляет возможность пользователям размещать свои материалы на его страницах.
Публикуя материалы на сайте, пользователи берут на себя всю ответственность за содержание этих материалов и разрешение любых спорных вопросов с третьими лицами.
При этом администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта.
Если вы обнаружили, что на сайте незаконно используются материалы, сообщите администратору через форму обратной связи — материалы будут удалены.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы пользователями сайта и представлены исключительно в ознакомительных целях. Использование материалов сайта возможно только с разрешения администрации портала.

---

Фотографии предоставлены

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Подготовка к ЕГЭ

Учитель: Попова И.А.
МОУ СОШ № 30
Белово 2010

2. Цель: повторение основных понятий, законов и формул ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ в соответствии с кодификатором ЕГЭ.

ЦЕЛЬ: ПОВТОРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ,
ЗАКОНОВ И ФОРМУЛ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
В СООТВЕТСТВИИ С КОДИФИКАТОРОМ ЕГЭ.
Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010:
1. Электризация тел
2. Взаимодействие зарядов. Два вида заряда
3. Закон сохранения электрического заряда
4. Закон Кулона
5. Действие электрического поля на электрические
заряды
6. Напряженность электрического поля
7. Принцип суперпозиции электрических полей
8. Потенциальность электростатического поля
9. Потенциал электрического поля. Разность
потенциалов
10. Проводники в электрическом поле
11. Диэлектрики в электрическом поле
12. Электрическая емкость. Конденсатор
13. Энергия электрического поля конденсатора

3. Электризация тел

• Электрический заряд (q или Q)– это физическая
величина, характеризующая свойство частиц или тел
вступать в электромагнитные силовые взаимодействия
• По-гречески янтарь – это
«электрон». Отсюда и
произошло современное
слово «электричество» и
название
наэлектризованные тела.
• Существует:
Трибоэлектрическая шкала.
• электризации трением;
При трении двух материалов тот из них,
что расположен в ряду выше,
• электризация индукцией;
заряжается положительно и тем
• Любые тела
сильнее, чем более разнесены
взаимодействуют с
материалы по шкале.
наэлектризованными
телами и сами
электризуются.

4. Электризация тел

• Носителями зарядов являются элементарные частицы
• Электрические заряды протона и электрона по модулю в
точности одинаковы и равны элементарному заряду e.
e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл
• В нейтральном
атоме число
протонов в ядре
равно числу
электронов в
оболочке (атомным
номер).
• Электрический заряд
тела – дискретная
величина:

5. Взаимодействие зарядов. Два вида заряда

Электрический заряд (q или Q)– это физическая
величина, характеризующая свойство частиц или тел
вступать в электромагнитные силовые взаимодействия
Существует два рода
электрических зарядов, условно
названных положительными и
отрицательными.
Заряды могут передаваться
(например, при непосредственном
контакте) от одного тела к другому.
Одно и то же тело в разных условиях
может иметь разный заряд.
Одноименные заряды
отталкиваются, разноименные –
притягиваются.
Взаимодействие неподвижных
электрических зарядов называют
электростатическим или
кулоновским взаимодействием

6. Закон сохранения электрического заряда — один из фундаментальных законов природы

Закон сохранения электрического заряда один из фундаментальных законов природы
• В изолированной системе алгебраическая сумма
зарядов всех тел остается постоянной:
• q1 + q2 + q3 + … +qn = const
• (в замкнутой системе тел не могут наблюдаться
процессы рождения или исчезновения зарядов
только одного знака)

7. Закон Кулона

• Точечным зарядом называют заряженное тело,
размерами которого в условиях данной задачи можно
пренебречь.
• Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных
зарядов прямо пропорциональны произведению
модулей зарядов и обратно пропорциональны
квадрату расстояния между ними:
• Силы взаимодействия подчиняются третьему закону
Ньютона:
• Закон Кулона хорошо выполняется для точечных
зарядов
• В Международной системе СИ за единицу заряда
принят кулон (Кл).
• Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:
где ε0 – электрическая постоянная

8. Закон Кулона

• Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных
зарядов прямо пропорциональны произведению
модулей зарядов и обратно пропорциональны
квадрату расстояния между ними:
• Кулоновского взаимодействия подчиняются
принципу суперпозиции: Если заряженное тело
взаимодействует одновременно с несколькими
заряженными телами, то результирующая сила,
действующая на данное тело, равна векторной
сумме сил, действующих на это тело со стороны
всех других заряженных тел.

9. Действие электрического поля на электрические заряды

• Электрическое поле — особая форма
поля, существующая вокруг тел или
частиц, обладающих электрическим
зарядом, а также в свободном виде в
электромагнитных волнах.
• Электрическое поле непосредственно
невидимо, но может наблюдаться по
его действию и с помощью приборов.
• Основным действием электрического
поля является ускорение тел или
частиц, обладающих электрическим
зарядом.
• Электрическое поле можно
рассматривать как математическую
модель, описывающую значение
величины напряженности
электрического поля в данной точке
пространства.
• Электрическое поле является одной из
составляющих единого
электромагнитного поля и
проявлением электромагнитного
взаимодействия.

10. Напряженность электрического поля

• Для количественного
определения электрического
поля вводится силовая
характеристика
• Напряженность
напряженность
электрического поля –
электрического поля.
векторная физическая
• Напряженностью
величина.
электрического поля
• Направление вектора
называют физическую
совпадает в каждой точке
величину, равную
пространства с
отношению силы, с которой
направлением силы,
поле действует на
действующей на
положительный пробный
положительный пробный
заряд, помещенный в
заряд.
данную точку пространства,
к величине этого заряда:

11. Принцип суперпозиции электрических полей

• Принцип суперпозиции:
напряженность
электрического поля,
создаваемого системой
зарядов в данной точке
пространства, равна
векторной сумме
напряженностей
электрических полей,
создаваемых в той же точке
зарядами в отдельности:
• Для наглядного
представления
электрического поля
используют силовые линии
• Силовые линии
электрического поля

12. Силовые линии электрических полей

Силовые линии поля
электрического диполя
Силовые линии
электрических полей
Силовые линии
кулоновских полей
Поле равномерно заряженной плоскости.
σ = Q/S – поверхностная плотность заряда.
S – замкнутая поверхность.

13. Потенциальность электростатического поля

При перемещении пробного
заряда q в электрическом поле
электрические силы совершают
работу.
Работа сил
электростатического поля при
перемещении заряда из одной
точки поля в другую не
зависит от формы
траектории, а определяется
только положением начальной
и конечной точек и величиной
заряда.
Работа сил
электростатического поля при
перемещении заряда по любой
замкнутой траектории равна
нулю.
Работа электрических сил при
малом перемещении заряда q

14. Потенциальность электростатического поля

При перемещении
пробного заряда q в
электрическом поле
электрические силы
совершают работу.
Работа сил
электростатического поля
при перемещении заряда
из одной точки поля в
другую не зависит от
формы траектории, а
определяется только
положением начальной и
Работа электрических сил
конечной точек и
при малом перемещении заряда q
величиной заряда.

15. Потенциальность электростатического поля

• Силовые поля, работа сил
которых при перемещении
заряда по любой замкнутой
траектории равна нулю,
называют потенциальными
или консервативными.
• Потенциальная энергия
заряда q, помещенного в
любую точку (1) пространства,
относительно фиксированной
точки (0) равна работе A10,
которую совершит
электрическое поле при
перемещении заряда q из
точки (1) в точку (0):
• Wp1 = A10
Работа, совершаемая электрическим
полем при перемещении точечного
заряда q из точки (1) в точку (2), равна
разности значений потенциальной
энергии в этих точках и не зависит от
пути перемещения заряда и от выбора
точки (0).
A12 = A10 + A02 = A10 – A20 = Wp1 – Wp2

16. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов

• Физическую величину, равную
отношению потенциальной
энергии электрического
заряда в электростатическом
поле к величине этого заряда,
называют потенциалом φ
электрического поля:
• Потенциал φ является
энергетической
характеристикой
электростатического поля.
• В Международной системе
единиц (СИ) единицей
потенциала является вольт (В):
1 В = 1 Дж / 1 Кл.
Работа A12 по перемещению
электрического заряда q из
начальной точки (1) в конечную
точку (2) равна произведению
заряда на разность
потенциалов (φ1 – φ2)
начальной и конечной точек:
• A12 = q(φ1 – φ2)
Потенциал поля в данной точке
пространства равен работе,
которую совершают
электрические силы при
удалении единичного
положительного заряда из
данной точки в бесконечность.

17. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов

• Для наглядного
представления электрического
поля наряду с силовыми
линиями используют
эквипотенциальные
поверхности.
• Поверхность, во всех точках
которой потенциал
электрического поля имеет
одинаковые значения,
называется
эквипотенциальной
поверхностью или
поверхностью равного
потенциала.
Силовые линии электрического
поля всегда перпендикулярны
эквипотенциальным
поверхностям.
Эквипотенциальные
поверхности (синие линии) и
силовые линии (красные линии)
простых электрических полей:
точечного заряда;
электрического диполя;
двух равных положительных
зарядов

18. Проводники в электрическом поле

• Основная особенность проводников – наличие
свободных зарядов (электронов), которые участвуют в
тепловом движении и могут перемещаться по всему объему
проводника.
• Типичные проводники – металлы.
• Электростатическая индукция — перераспределение
свободных зарядов в проводнике, внесенном в
электрическое поле, в результате чего на поверхности
проводника возникают нескомпенсированные
положительные и отрицательные заряды.
• Индукционные заряды создают свое собственное поле
которое компенсирует внешнее поле во всем объеме
проводника: (внутри проводника).
• Полное электростатическое поле внутри проводника
равно нулю, а потенциалы во всех точках одинаковы и
равны потенциалу на поверхности проводника.

19. Проводники в электрическом поле

• Все внутренние области проводника,
внесенного в электрическое поле,
остаются электронейтральными
• На этом основана электростатическая
защита – чувствительные к
электрическому полю приборы для
исключения влияния поля помещают в
металлические
Так как
поверхность проводникаящики
является эквипотенциальной, силовые
линии у поверхности должны быть
перпендикулярны к ней.

20. Диэлектрики в электрическом поле

Если в однородном диэлектрике с диэлектрической
Ориентационный
механизм
поляризации
Поляризация
неполярного
проницаемостью
ε находится
точечный
заряд Q, то
полярного
диэлектрика.
напряженность поля
создаваемого
этим зарядом в
диэлектрика
некоторой
точке,(изоляторах)
и потенциалнет
φ всвободных
ε раз меньше, чем в
В диэлектриках
вакууме:
электрических зарядов.
Заряженные частицы в нейтральном атоме связаны друг с
другом и не могут перемещаться под действием
электрического поля по всему объему диэлектрика.
Связанные заряды создают электрическое поле которое
внутри диэлектрика направлено противоположно вектору
напряженности внешнего поля. Этот процесс называется
поляризацией диэлектрика.
Полное электрическое поле внутри диэлектрика
оказывается по модулю меньше внешнего поля
Физическая величина, равная отношению модуля
напряженности внешнего электрического поля в вакууме к
модулю напряженности полного поля в однородном
диэлектрике, называется диэлектрической
проницаемостью вещества.
Диэлектрики в электрическом поле

21. Электрическая емкость. Конденсатор

• Электроемкостью системы из двух проводников
называется физическая величина, определяемая как
отношение заряда q одного из проводников к
разности потенциалов Δφ между ними:
• В системе СИ единица электроемкости называется
фарад (Ф):
• Конденсатором называется система двух
проводников, разделенных слоем диэлектрика,
• а проводники, составляющие конденсатор,
называются обкладками

22. Электрическая емкость. Конденсатор

Поле плоского конденсатора

23. Электрическая емкость. Конденсатор

При параллельном соединении конденсаторов:
U1 = U 2 = U
q1 = С1U и q2 = С2U
q = q1 + q2
При последовательном соединении конденсаторов:
q1 = q2 = q
U = U1 + U2

24. Энергия электрического поля конденсатора

• Энергия заряженного конденсатора
равна работе внешних сил, которую
необходимо затратить, чтобы зарядить
конденсатор.

25. Рассмотрим задачи:

ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ)
ГИА-9 2008-2010 (Демо)
РАССМОТРИМ ЗАДАЧИ:

26. ГИА 2008 г. 9. К незаряженному проводнику АВ поднесли, не касаясь его, положительно заряженную стеклянную палочку (рис. 1).

Затем, не убирая палочку, разделили
проводник на две части (рис. 2). Какое
утверждение о знаках зарядов частей А и В
после разделения будет верным?
1.
2.
3.
4.
Обе части будут иметь
положительный заряд.
Обе части будут иметь
отрицательный заряд.
Часть В будет иметь
положительный заряд,
часть А – отрицательный.
Часть В будет иметь
отрицательный заряд,
часть А – положительный.

27. (ГИА 2009 г.) 9. На рисунке изображены одинаковые электрометры, соединенные стержнем. Из какого материала может быть сделан

этот
стержень?
А. Медь.
Б. Сталь.
1. только А
2. только Б
3. и А, и Б
4. ни А, ни Б

28. (ГИА 2010 г.) 9. Металлическая пластина, имевшая положительный заряд, по модулю равный 10 е, при освещении потеряла четыре

электрона. Каким стал
заряд пластины?
1.
2.
3.
4.
6е
–6е
14 е
– 14 е

29. (ЕГЭ 2001 г.) А17. Электрический заряд сферы меняется со временем согласно графику на рисунке. Через какое время на сфере

останется четверть первоначального
заряда?
q
1. 0,2 с
2. 0,1 с
3. 0,4 с
4. 0,6 с
0
0,2 0,4 0,6 t (c)

30. 2001 г. А16. В таблице зафиксированы значения силы притяжения заряженных тел при разных расстояниях между ними. Какой вывод о

связи силы
и расстояния можно сделать по этой таблице?
r (см)
F (H)
1.
2.
3.
4.
1
10-8
2
2.3.10-9
4
0.6.10-9
10
10-10
сила очень мала и ее можно не учитывать
сила уменьшается с расстоянием
зависимость не прослеживается
при r больше 10 см сила обращается в 0

31. (ЕГЭ 2001 г., Демо) А17. Когда мы снимаем одежду, особенно изготовленную из синтетических материалов, мы слышим характерный

треск. Какое явление объясняет
этот треск?
1. Электризация.
2. Трение
3. Нагревание.
4. Электромагнитная
индукция

32. (ЕГЭ 2001 г., Демо) 22. Два одноименных заряда по 10-8 Кл находились на расстоянии 310-2 м друг от друга. С какой силой они

(ЕГЭ 2001 г., Демо) 22. Два одноименных заряда
по 10-8 Кл находились на расстоянии 3 10-2 м
друг от друга. С какой силой они
взаимодействуют? Притягиваются или
отталкиваются заряды?
1. Притягиваются с силой
2. Притягиваются с силой
3. Отталкиваются с силой
4. Отталкиваются с силой
3 10-5 Н.
10-3 Н.
3 10-5 Н.
10-3 Н.

33. (ЕГЭ 2002 г., Демо) А15. При трении пластмассовой линейки о шерсть линейка заряжается отрицательно. Это объясняется тем, что

1. ←
2. →
3. ↑
4. ↓
+q
–q
O

34. (ЕГЭ 2002 г., Демо) А31. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия

электрического поля внутри конденсатора, если
расстояние между пластинами конденсатора
увеличить в 2 раза?
1.
2.
3.
4.
увеличится в 2 раза
уменьшится в 2 раза
увеличится в 4 раза
уменьшится в 4 раза

35. 2002 г. А15 (КИМ). Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в

3 раза?
1. уменьшится в 9 раз
2. увеличится в 3 раза
3. уменьшится в 3 раза
4. увеличится в 9 раз

36. 2002 г. А16 (КИМ). В однородном электростатическом поле перемещается положительный заряд из точки А в точку В по траекториям I,

II, III. В каком случае работа
сил электростатического поля больше? A
I
II
1. I
2. II
III
B
3. III
4. работа сил электростатического поля по
траекториям I, II, III одинакова
+q

37. 2002 г. А17 (КИМ). Как направлена кулоновская сила , действующая на положительный точечный заряд, помещенный в центр квадрата,

в вершинах
которого находятся заряды: +q, +q, –q, –q?
1.→
2.↓
3.↑
4.←
–q
+q
+q
–q
+q

38. (ЕГЭ 2003 г., КИМ) А15. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов, если расстояние между

ними увеличить в раз?
1.увеличится в n раз
2.уменьшится в n раз
3.увеличится в n 2 раз
4.уменьшится в n 2 раз

39. (ЕГЭ 2003 г., КИМ) А19. Изменится ли электроемкость конденсатора, если заряд на его обкладках увеличить в n раз?

1.увеличится в n раз
2.уменьшится n раз
3.не изменится
4.увеличится в n2 раз

40. (ЕГЭ 2004 г., демо) А11. Легкий незаряженный шарик из металлической фольги подвешен на тонкой шелковой нити. При поднесении к

шарику стержня с положительным
электрическим зарядом (без прикосновения)
шарик
1.
2.
3.
4.
притягивается к стержню
отталкивается от стержня
не испытывает ни притяжения, ни отталкивания
на больших расстояниях притягивается к стержню,
на малых расстояниях отталкивается

41. (ЕГЭ 2004 г., демо) А25. Плоский конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия электрического поля

внутри
конденсатора, если увеличить в 2 раза
расстояние между обкладками конденсатора?
Расстояние между обкладками конденсатора
мало как до, так и после увеличения расстояния
между ними
1. уменьшится в 2 раза
2. увеличится в 2 раза
3. уменьшится в 4 раза
4. увеличится в 4 раза

42. (ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А14. Какое утверждение о взаимодействии трех изображенных на рисунке заряженных частиц является правильным?

+
1
1.
2.
3.
4.
–
–
3
1 и 2 отталкиваются, 2 и 3 притягиваются, 1 и 3 отталкиваются
1 и 2 притягиваются, 2 и 3 отталкиваются, 1 и 3 отталкиваются
1 и 2 отталкиваются, 2 и 3 притягиваются, 1 и 3 притягиваются
1 и 2 притягиваются, 2 и 3 отталкиваются, 1 и 3 притягиваются
2

43. (ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А15. При исследовании зависимости заряда на обкладках конденсатора от приложенного напряжения был получен

1. 2.10 –5 Ф
2. 2.10 –9 Ф
3. 2,5.10 –2 Ф
4. 50 Ф

44. (ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А14. Два одинаковых легких шарика, заряды которых равны по модулю, подвешены на шелковых нитях. Заряд

одного из
шариков указан на рисунках. Какой(-ие) из
рисунков соответствует(-ют) ситуации, когда
заряд 2-го шарика отрицателен?
1.
2.
3.
4.
А
Б
ВиС
АиВ
А
–q
В
Б
–q
–q
С
–q

45. (ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А15. -частица перемещается в однородном электростатическом поле из точки А в точку В по траекториям I, II,

(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А15. -частица
перемещается в однородном
электростатическом поле из точки А в точку В по
траекториям I, II, III (см. рисунок). Работа сил
электростатического поля
B
I
A
1.
2.
3.
4.
II
III
наибольшая на траектории I
наибольшая на траектории II
одинаковая только на траекториях I и III
одинаковая на траекториях I, II и III

46. (ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А16. Пылинка, имевшая отрицательный заряд –10 е, при освещении потеряла четыре электрона. Каким стал заряд

пылинки?
1.
2.
3.
4.
6е
–6е
14 е
– 14 е

47. (ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А17. К бесконечной горизонтальной отрицательно заряженной плоскости привязана невесомая нить с шариком,

имеющим положительный заряд (см. рисунок).
Каково условие равновесия шарика, если mg – модуль силы
тяжести, Fэ – модуль силы электростатического взаимодействия
шарика с пластиной, Т – модуль силы натяжения нити ?
1.
2.
3.
4.
– mg – T + Fэ = 0
mg + T + Fэ = 0
mg – T + Fэ = 0
mg – T – Fэ = 0
– – – – –
q
+

48. (ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А30. В лаборатории исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого

конденсатора. Результаты измерений представлены в
таблице
Погрешности измерений величин q и U равнялись
соответственно 0,05 мкКл и 0,25 кВ. Какой из графиков
приведен правильно с учетом всех результатов
измерения и погрешностей этих измерений?

49. (ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А16. Как изменится сила электростатического взаимодействия двух электрических зарядов при перенесении их из

вакуума в среду с диэлектрической
проницаемостью 81, если расстояние между
ними останется прежним?
1.
2.
3.
4.
увеличится в 81 раз
уменьшится в 81 раз
увеличится в 9 раз
уменьшится в 9 раз

50. (ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А17. На рисунке показано расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов + 2q и – q.

Модуль вектора напряженности электрического поля этих
зарядов имеет
1.
2.
3.
4.
максимальное значение в точке А
максимальное значение в точке В
одинаковые значения в точках А и С
одинаковые значения во всех трех точках

51. (ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) В1. Плоский воздушный конденсатор отключили от источника тока, а затем увеличили расстояние между его

пластинами. Что
произойдет при этом с зарядом на обкладках конденсатора,
электроемкостью конденсатора и напряжением на его
обкладках?
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую
позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под
соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) Заряд конденсатора
1) увеличится
Б) Электроемкость
2) уменьшится
В) Напряжение на обкладках
3) не изменится
А
Б
В
3
2
1

52. (ЕГЭ 2009 г., ДЕМО) А13. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 3 раза, а один из зарядов

увеличили в 3 раза. Силы взаимодействия
между ними
1.
2.
3.
4.
не изменились
уменьшились в 3 раза
увеличились в 3 раза
увеличились в 27 раз

53. (ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А13. Точечный положительный заряд q помещен между разноименно заряженными шариками (см. рисунок). Куда

направлена
равнодействующая кулоновских сил,
действующих на заряд q?
1.
2.
3.
4.
→
↓
↑
←

54. Используемая литература

1. Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ
2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В.
Берков, В.А. Грибов. – ООО «Издательство Астрель», 2009. – 160 с.
2. Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ /
В.А. Касьянов. – ООО «Дрофа», 2004. – 116 с.
3. МАЙЕР В.В. Электростатика: элементы учебной физики/
http://fiz.1september.ru/2007/17/01.htm
4. Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных
школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев . –»
Просвещение «, 2009. – 166 с.
5. Открытая физика [текст, рисунки]/ http://www.physics.ru
6. Подготовка к ЕГЭ /http://egephizika
7. Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные
материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]//
http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
8. ФИЗИКА / http://www.ido.rudn.ru/nfpk/fizika/electro/1.html
9. ФИЗИКА. РУ. / http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory
Используемая литература