Электрическое поле. Распределение зарядов на проводниках
Уроки 5–6 · 2 урока · П. К. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Д. Бахромов, Ж. Э. Усаров, К. Т. Суяров, М. К. Юлдашева. Физика: учебник для 8 класса общеобразовательных школ, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий издательско-полиграфический дом «O‘qituvchi», Ташкент, 2019
5
Электрическое поле
Учебник: с. 18–21
ЦельЗнать электрическое поле, силовые линии и напряжённость поля E = F/q₀; вычислять поле точечного заряда.
Новые слова
*электрическое поле · elektr maydon*силовые линии · kuch chiziqlari*напряжённость электрического поля (E) · maydon kuchlanganligi (E)*диэлектрическая проницаемость (ε) · dielektrik singdiruvchanlik (ε)
Объяснение
Заряженные тела взаимодействуют без соприкосновения; Фарадей объяснил это электрическим полем: вокруг каждого заряда существует поле, и оно действует с силой на другие заряды. Поле неподвижных зарядов называется электростатическим; по мере удаления от заряда оно слабеет. Поле мы не видим, поэтому рисуем силовые линии: они начинаются на положительном заряде и заканчиваются на отрицательном (или уходят в бесконечность). Чтобы судить о поле в точке, туда помещают маленький положительный пробный заряд q₀: напряжённость поля E = F/q₀, измеряется в Н/Кл, направлена так же, как сила, действующая на положительный заряд (векторная величина). На расстоянии r от точечного заряда q в вакууме E = k·|q|/r². В диэлектрике поле в ε раз слабее: E = k·|q|/(ε·r²), где ε — безразмерная величина (для вакуума ε = 1).
Примеры
На пробный заряд 4 нКл действует сила 2 мкН: E = F : q₀ = 2·10⁻⁶ : 4·10⁻⁹ = 500 Н/Кл.
На расстоянии 3 см от точечного заряда 5 нКл в вакууме: E = 9·10⁹ · 5·10⁻⁹ : 0,03² = 45 : 9·10⁻⁴ = 5·10⁴ Н/Кл. В жидкости с ε = 2 поле вдвое слабее: 2,5·10⁴ Н/Кл.
Работа в классе
«Рисуем силовые линии»: нарисуй в тетради силовые линии положительного точечного заряда, отрицательного точечного заряда и двух разноимённых зарядов со стрелками. Дополнительно: вместе со взрослым поднеси потёртую расчёску к тонкой струйке воды из-под крана и понаблюдай, как струйка изгибается.
Упражнения
1
Что такое напряжённость электрического поля и в каких единицах она измеряется?
Отношение силы, действующей на положительный пробный заряд, к этому заряду, E = F/q₀; Н/Кл.
2
Заряд 15 нКл помещён в точку, где E = 4000 Н/Кл. Какая сила (в мкН) на него действует?
60
3
Как направлены силовые линии вокруг отрицательного точечного заряда?
К заряду (входят в него), так как линии заканчиваются на отрицательном заряде.
4
Почему поле заряда в жидком диэлектрике слабее, чем в вакууме?
Диэлектрик ослабляет поле в ε раз, поэтому E = k|q|/(ε r²) меньше.