Урок 8 Потенціал. Різниця потенціалів. Електрична напруга. Зв'язок між напруженістю електричного поля і напругою.

Урок 8  Потенціал. Різниця потенціалів. Електрична напруга. Зв'язок між напруженістю електричного поля і напругою.

Мета: дидактична: розкрити фізичний зміст потенціалу та різниці потенціалів, показати зв'язок між двома величинами, що є характеристиками електричного поля: напруженістю і різницею потенціалів;

          Розвиваюча  формувати навички розв'язування задач розвивати уяву учнів та логічне мислення, критичне мислення в ході порівняння ;

Виховна виховувати самостійність, відповідальність, охайність.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Думаємо колективно,

Працюємо оперативно,

сперечаємося доказово -

 це для всіх обов’язково!

Хід уроку

1.Етап орієнтації та цілепокладання.

Учитель звертається до епіграфа і наголошує ,що сьогодні працюємо в парах, об’єднуємось у дві команди .

Аналіз результатів самостійної роботи (5 — 7хв).

Робота за індивідуальними картками в парах учні перевіряють результати один одного.

(Двоє учнів виконують завдання на дошці.) Картка № 1. Задача № 2 із впр. 9, с 138. Картка № 2. Задача № 3 із впр. 9, С 138.

2.Етап проектування

Фронтальне опитування. Прийом «мозковий штурм»

1.За яких умов в електричному полі виконується робота?

2.Від чого залежить робота в однорідному електричному полі?

3.Чи залежить робота електричного поля від форми траєкторії?

4.Чому дорівнює робота під час руху по замкнутій траєкторії в електричному полі?

Оголошення теми і мети уроку, складання плану уроку.

3.Етап реалізації запланованованої   діяльності

 Вивчення нового матеріалу.

Слово вчителя (з елементами сократівської  бесіди).

Електромагнітні взаємодії аналогічні до взаємодії між тілами у гравітаційному полі, тому роботу сили тяжіння і роботу сили електричного поля виражають такими формулами: W_2] потенціальна енергія тіла в точках 1і 2. Отже, на основі формул (1) та (2) можна зробити висновок, що робота в електрич­ному полі теж виражається зміною потенціальної енергії заряду, взятої з проти­лежним знаком:

A = -(qEl₂-qEl_l)=-(W_p2-WJ.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Таким чином, заряджене тіло в однорідному електричному полі має потенціальну енергію, яку визначають за формулою:

W_p=qEL                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Дослідимо будь-яку точку електричного поля. Нехай в електричному полі, напруженість якого дорівнює Е у точці, віддаленій від джерела поля на відстань /, перебуває заряд q_r Його потенціальна енергія дорівнює: W_Pi =q_lEl.

Якщо збільшити заряд q_t у 2,3 і більше разів, то потенціальні енергії цих зарядів відповідно дорівнюватимуть: W_pi = 2q_tEl, W = 3q_tEl і т. ін., тобто збільшаться у 2,3 і більше разів. Однак відношення потенціальної енергії, яку матиме заряд у даній точці поля, до величини цього заряду залишається сталим const. Цю величину позначають літерою φ , тобто φ= W /q  (4), і називають потенціалом даної точки поля. Підставивши у формулу (4) значення потенціальної енергії заряду

φ = qEL/q= EL (5), з'ясуємо, що потенціал не залежить від величини пробного заряду. Отже, потенціал - характеристика точки електричного поля.

Фізичну величину, що є енергетичною характеристикою електричного поля і дорівнює відношенню потенціальної енергії зарядженого тіла в електричному полі до його заряду, називають потенціалом.

Таким чином, маємо: φ= W /q  , де W_p - потенціальна енергія зарядженого тіла; q - заряд тіла.

Дайте відповіді на такі запитання:

І.Які кратні і частинні одиниці потенціалу? (1 мВ = 10~³В, 1 мкВ = 10^-6В,  1кВ = 10³В, 1MB = 10⁶В.)

2.Потенціал - скалярна чи векторна величина?

3. Як ви вважаєте: чи поширюється принцип суперпозиції на поняття потенціалу? Інакше кажучи, як знайти потенціал у точці, в якій діє не одне, а два, три і більше електричних полів? (Так. їх потрібно додати.)

Якщо поле створене точковим зарядом (див. рисунок), то для знаходження потенціалу в точці 1 використовуємо формулу: φ= W /q

А тепер проаналізуйте формулу  (Вчитель слухає міркування учнів.)

Сократівська бесіда за запитаннями.

1. Який потенціал точок 2, 3, 4 і т. ін., що знаходяться на колі (див. рисунок)? Чому? (Однаковий. Потенціал — скалярна величина, а їхні модулі рівні.)

2 Чи тільки на колі знаходяться точки з однаковим потенціалом? (Ні, на сфері радіусом г також;.)

Таку поверхню називають еквіпотенціальною. Еквіпотенціальна поверхня - геометричне місце точок однакового потенціалу.

Робота з підручником.

Розглянути мал. 4.45,4.57,4.58 і 4.59 на с 142. (Учні розглядають рисунки і по черзі висловлюють свої міркування щодо того, що зображено на них.)

  Слово вчителя.

Ми ввели енергетичну характеристику електричного поля - потенціал ф, який визначають для однорідного поля за формулою: ф = Е 1, але роблять це рідко, оскільки значення потенціалу залежить від вибору нульового рівня, тобто / може бути довільним, тому матимемо: ф = ЕІ + с, де с — стала величина.

Здебільшого визначають роботу, що дорівнює зміні потенціальної енергії зарядженого тіла, взятої з протилежним знаком: А = qEl_{ + с - qEl₂ - с = qEl_{ — qEl₂

або А=q (El. - EL) =q(φ 1- φ2)

(φ 1- φ2) —різниця потенціалів.

Фізичну величину, що характеризує енергетичний стан поля і дорівнює відношенню роботи з переміщення зарядженого тіла з однієї точки поля в іншу до величини заряду, називають різницею потенціалів.

[φ] = 1 В, 1 мВ, 1 мкВ, 1 кВ, 1 MB.

Етап закріплення вивченого.

Дати відповіді на запитання. Робота  в парах.

1.Яку властивість поля характеризує потенціал?

2.Яка поверхня називається еквіпотенціальною?

3.Як будується еквіпотенціальна поверхня?

4.Яким приладом вимірюють різницю потенціалів?

2. Розв'язати задачу.

Задача № 4 (впр. 10) Розв’язання задач  Прийомом «гонка за лідером» збірникРимкевич.

Підбиття підсумків уроку. Прийом «мікрофон» учні по черзі відповідають на питання:- Що нового дізнались на уроці? -Чи знадобиться вам ці знання вжитті? -Чи потрібні вони у вашій професії?

Домашнє завдання.

Обов’язкове: Вивчити §§ 46,47, розв'язати задачі № 1 із впр. 10 і № 1 із впр. 11 (вивчити §§ 50, 51, розв'язати задачі №№ 121,122, с. 297).

          Додаткове:  прийом « обери задачу»  ст294- 297.№98 – 121 учні самостійно обирають задачі.