Тема урока: Электроемкость. Единицы емкости. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов.
Цель: 1. Дать понятие об электроемкости. Сформировать представление о том, что наличие у электрического поля является признаком материальности электрических полей.
2. Развивать логическое мышление учащихся, прививать практические умения и навыки.
3. Воспитывать ответственное отношение к учебе, аккуратность.
Организационный момент.
Программированный контроль (10 мин).
Варианты ответов | ||
1. Какую работу совершит поле при перемещении заряда 20 нКл? | 1) 10 мкДж 2) 6 мкДж 3) 40 нДж 4) – 10 мкДж | |
из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В? | из точки с потенциалом -100 В в точку с потенциалом 400 В? | |
2. Найти работу электрического поля напряженностью 1 кВ/м, если | 1) 1 мкДж 2) 10-7 мкДж 3) –0,5 мкДж 4) 0,5 мкДж | |
заряд –25 нКл переместили на 2 см в направлении силовой линии. | заряд +25 нКл переместили на 2 см в направлении силовой линии. | |
3. Напряжение между двумя точками, лежащими на одной линии напряженности однородного поля, 2 кВ/м. Найти напряженность, если | 1) 80 В/м 2) 20 кВ/м 3) 50 кВ/м 4) 0,2 кВ/м | |
расстояние между точками 10 см | расстояние между точками 4 см | |
4. Во сколько раз изменится кинетическая энергия электрона, если разность потенциалов, которую проходит электрон, | 1) не изменится 2) увеличится в 10 раз 3) уменьшится в 10 раз | |
увеличить в 10 раз | уменьшить в 10 раз | |
5. Как изменится потенциальная энергия взаимодействия зарядов q1 и q2, если расстояние между ними | 1) увеличится в 4 раза 2) уменьшится в 4 раза 3) уменьшится в 2 раза 4) увеличится в 2 раза | |
увеличить в 4 раза | уменьшить в 4 раза |
Подготовка к восприятию нового материала (фронтальная беседа с классом)
— В чем заключается принцип суперпозиции полей?
— Какая связь между U и E?
— Чему равна поверхностная плотность зарядов?
— Записать формулу напряженности равномерно заряженной плоскости.
— Как измерить разность потенциалов между двумя проводниками?
Изучение нового материала.
Оборудование: электрометр, две большие пластины на изолирующих ручках, конденсатор переменной емкости, конденсаторы различных видов.
1. Установить на опыте с электрометром и пластинами связь между зарядом и напряжением между пластинами.
2. Ввести понятие емкости.
3. Дать понятие конденсатора, его схематического изображения.
4. Ввести единицу емкости – фарад, подчеркнув, что емкость a 1 A очень велика, и тем самым объяснить, поему на практике часто используют меньшие единицы емкости.
5. Вывести формулу емкости плоского конденсатора.
Т.к. , значит
Учитывая диэлектрик между пластинами, имеем:
6. Электроемкость шара:
7. Энергия электрического поля – это та энергия, которой обладает заряженный конденсатор. Эта энергия равна работе, которую совершил при зарядке источник тока, переместив на обкладки конденсатора заряд «q».
, т.к. разность потенциалов между пластинами конденсатора в процессе зарядки менялась линейно.
Поэтому , т.к.
Полученную формулу можно преобразовать, учитывая что , а
Получаем
Энергия заряженного конденсатора сосредоточена в его электрическом поле.
8. Соединение конденсаторов в батарею.
А) параллельное соединение
б) последовательное соединение
q
9. Виды конденсаторов
а) воздушный
б) бумажный
в) керамический
г) слюдяной
д) электролитический
10. Применение конденсаторов
а) накапливать на короткое время заряд или энергию для быстрого изменения потенциала;
б) в радиотехнике: колебательный контур, выпрямитель.
В) фотовспышка.
V. Закрепление знаний, умений и навыков.
Раздать конденсаторы (по одному на двоих). Записать в тетради их характеристики, определить энергию и мощность конденсатора при t=10 С.
Пример:
, т.е. заряженный конденсатор опасен для жизни.
VI. Домашнее задание: §49,50,51, Упр. 9 (1,2,4,5)
Заполнить таблицу
В классе дома
Вакуум | Диэлектрик | |
1. Напряженность поля точечного заряда | ||
2. Напряженность поля заряженной плоскости | ||
3. Напряженность поля плоского конденсатора | ||
4. Емкость плоского конденсатора |