Elektrostatika

ЕЛЕКТРОСТАТИЕЛЕКТРОСТАТИКАКА

ПРОЕКТ ПО ФИЗИКАПЪРВА ЕЗИКОВА

ГИМНАЗИЯ - ВАРНА

• Електричните явления са изучавани още в древността. Преди повече от 2500 години гръцкият учен Талес Милетски забелязал, че при натриване на кехлибар със вълнен плат, той придобива свойството да привлича леки телца.

• В края на 16 век английският лекар Джилберт открил, че и други вещества притежават подобни свойства – стъкло, ебонит, смола, сяра, каучук и др.

• Електричните явления били обяснявани погрешно със съществуването на електрична течност, която няма тегло.

• Съвременната наука обяснява всички електрични явления с помощта на електронната теорияелектронната теория..

• Разделът от физиката, изучаващ взаимодействието между неподвижни заредени тела, наричаме електростатикаелектростатика

В природата всички тела са изградени от вещества,

а веществата – от градивни частици: атоми,

молекули, йони.

Теорията, обясняваща електричните явления със съществуването на елементарни електрични

товари и с тяхното взаимодействие, се нарича електронна теория.

ЕЛЕКТРОННА ТЕОРИЯЕЛЕКТРОННА ТЕОРИЯ

Когато наелектризираме някакво тяло, ние създаваме в него излишък или недостатък на електрони (некомпенсиран заряд). При това електроните се вземат или предават на

друго тяло – те не изчезват и не се създават. Следователно наелектризирането на телата е преразпределение на

зарядите без промяна на общото им количество.*Масата на електрона е толкова малка, че можем да отнемаме или прибавяме към едно тяло огромно количество електрони, без да променим забележимо масата на това тяло.

Всеки атом има ядро с положителен заряд, изградено от протони и неутрони. Около ядрото обикалят електрони с

отрицателен заряд - електронна обвивка. Атомът съдържа еднакъв брой протони и електрони,

следователно е електронеутрален. Заобикалящите ни тела са изградени от голям брой атоми. Това означава,

че те също са електронеутрални.

В този проект ще ви запознаем със следните теми:

• Електронна теория• Електрични заряди• Закон на Кулон• Електрично поле• Интензитет на електростатично поле• Потенциал на електростатично поле• Връзка между характеристиките на електрост

атичното поле• Проводник в електростатично поле• Диелектрик в електростатично поле• Кондензатори• Задачи по тема електростатика• За нас• Методически насоки

ЕЛЕКТРИЧНИ ЕЛЕКТРИЧНИ ЗАРЯДИЗАРЯДИ

При нарушаване на баланса между положителните и отрицателните

заряди, телата се наелектризират. Това може да стане по два начина:

В процесът наелектризиране винаги участват две тела, като се

наелектризират и двете: тялото с недостиг на електрони

(некомпенсирани заряди) получава положителен заряд, а тялото с

излишък на електрони получава отрицателен заряд.Големината на електричният заряд q на

едно тяло се определя от броя на некомпенсираните заряди в него.

* Франклин пръв въвежда за зарядите понятията положителен и отрицателен (1797г)

поради противоположното им действие

Електроскопите са уреди за

установяване на наелектризираностт

а

При триене на две тела без заряд, електрони от едното тяло преминават в другото и техният заряд става разноименен.

При допир на две тела, от които едното заредено, неговият заряд се разпределя между телата и зарядът им става

еднакъв.

Основните свойства на електричния заряд са опитно установени:

• Могат да съществуват в две разновидности : положителни и

отрицателни, като големината на заряда p+ и e- е еднаква.

• Взаимодействат с електрични сили на привличане и отблъскване

• Зарядите са винаги кратни на елементарен електричен заряд е :

Отблъскване на едноименни заряди

q = n.e , където n =± 1, ±2, ± 3, Ce = 1,602 . 10-19

Пълният електричен заряд /сумата от положителните и отрицателните заряди/ на

затворена система не се променя с течение на времето.

Мерната единица за заряд е Кулон (С)

∑q = ConstЗакон за запазване на пълния електричен заряд

Според способността си да пренасят електрични заряди веществата се разделят на групи – проводници и изолатори

Проводниците имат свободни носители на заряда. В тях електричните заряди могат да се движат под действие на

електрични сили. Изолаторите не притежават свободни носители на заряди. Във

физиката ги наричаме диелектрици.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Метална пръчка с отрицателен заряд

Стъклена пръчка

Незаредена метална пръчка

--------

-

Отрицателно заредено тяло-

Отрицателно заредено тяло

Извод: металната пръчка е проводник – през нея

преминава електричен заряд; стъклената пръчка е изолатор

– през нея не преминава електричен заряд.

КУЛОНОВА ВЕЗНАКУЛОНОВА ВЕЗНАУстройство• На тънка нишка 1 е завързана

хоризонтално изолираща пръчка 2, в единия край на която е закрепена проводящо топче 3, а в другия край - диск 4 за баланс.

• Горният край на нишката е закрепен за въртяща се глава 5 (ъгълът на завъртане може да се измери).

• В прибора е закрепено неподвижно второ топче 6, същото като топче 3.

• Всички части са поместени в стъклен цилиндър, по чиято скала 7 може да се измери разстоянието между топчета 3 и 6.

Принцип на действиеДвете топчета се

зареждат с едноименни заряди. Вследствие на силите на отблъскване пръчка 2 се завърта и

нишка 1 се усуква. Големината на

електричната сила се измерва по ъгъла на

усукване.

ЗАКОН НА ЗАКОН НА КУЛОНКУЛОН

С помощта на изобретената С помощта на изобретената от от Кулон везна той успява да той успява да установи опитно закона за установи опитно закона за взаимодействието между взаимодействието между

два точкови заряда.два точкови заряда.

Шарл КулонШарл Кулон/1736 – 1806//1736 – 1806/

Френски физик и Френски физик и военен инженервоенен инженер

Два неподвижни точкови заряда q1 и q2 си взаимодействат с кулонова сила F,

правопропорционална на произведението от големините на зарядите и

обратнопропорционална на квадрата на разстоянието r между тях.

k – коефициент, който се определя от вида на средата

k = 9. 10

9 N.m²C²

- за вакуум

*През 1771г същият закон е бил установен от Хенри Кавендиш с много по-точни опити.

• Кулоновите сили действат по правата, съединяваща двата заряда.

• Между зарядите действат равни по големина и противоположни по посока сили според трети принцип на механиката

|F1| = |F2|• Взаимодействието между зарядите не зависи от

присъствието на други заряди около тях.

Особености на кулоновите сили:Особености на кулоновите сили:

+ +F F

+ -F F

Законът на Кулон се изпълнява само за точкови заряди!Когато размерите на тяло са малки в сравнение с разстоянията до други

наелектризирани тела, електричната сила не зависи от големината иформата на тялото. В този случай можем да приемем, че целият елекричен

заряд на тялото е съсредоточен в една единствена геометрична точка, т.е. да разглеждаме тялото като точков заряд.

ЕЛЕКТРИЧНО ПОЛЕЕЛЕКТРИЧНО ПОЛЕ• В миналото е било трудно да се приеме

идеята за взаимодействие на телата без пряк контакт – “действие на разстояние”.

• Първи физиците Майкъл Фарадей и Джеймс Максуел доказват, че всеки

заряд създава в пространството особен вид материя, която не зависи от нас и не усещаме със сетивата си, но действа на всяко друго заредено

тяло с електрична сила – електрично поле.

• Полета на неподвижни заряди наричаме електростатични.

• Полето е материален обект, но не е вид вещество. Наличието му може да се установи с помощта на точков положителен заряд q0 - пробен заряд.

• Полето има две характеристики – силова (интензитет) и енергетична (потенциал).

• В природата материята съществува в две форми – вещество и поле

+

Махалца, наелектризирани положително, се

отклоняват повече или по-малко от първоначалното

си положение, ако се поставят в различни точки до положително заредена

сфера.

интензитет

потенциал

ИНТЕНЗИТЕТ НА ЕЛЕКТРИЧНО ИНТЕНЗИТЕТ НА ЕЛЕКТРИЧНО ПОЛЕПОЛЕ• Заряд q e фиксиран в дадена точка и около него има

електростатично поле.• Поместваме пробен заряд qo в различни точки от

полето.• Във всяка точка на полето пробният заряд ще изпитва

действие на електрична сила F, с помощта на която можем да изучим полето.

• Електричната сила F се определя от закона на Кулон. • Тя е право пропорционална на qo, следователно

отношението F/q0 е величина, която не зависи от F и q0 и има точно определена стойност в дадена точка от полето.

• Тази величина характеризира полето – силова характеристика.

+q

qo

Fqo

F

qoFqo

F

qoF

qo F

2F2q0

3q0 3F

Е = Fqo

Физичната величина, равна на отношението на големината на силата

F към големината на заряда qo, се нарича интезитет на електричното

поле Е.Интензитетът, подобно на силата, има големина и посока.Посоката на Е в дадена точка на

полето съвпада с посоката на силата F, c която полето би действало на положителен заряд qo, поставен в тази точка.

Измерваме вN

C

ОСОБЕНОСТИ НА ОСОБЕНОСТИ НА ИНТЕНЗИТЕТАИНТЕНЗИТЕТА• Представя се с насочена отсечка така, че

дължината на отсечката да е пропорционална на големината на интензитета.

• F и Е са еднопосочни, когато qo е положителен

• F и Е са с противоположни посоки когато qo e отрицателен

• Ако източник на полето е точков заряд q , на разстояние r от него всяка точка има интензитет:

• Като използваме закона на Кулон за сила, действаща върху пробния заряд qo , получаваме:

+q

+qo

F

E

-q +F

E qo

+q

-qo

F E

-q

- FE

E = Fqo

= kq . qoqo . r2

q= k r2

Интензитетът на електростатично поле зависи

само от зарядa, създаващ полето и от разстоянието до този заряд.

• Електричното поле се представя графично с линии с определени свойства:

• Силовите линии са мислени линии, към които интензитетът е допирателна във всяка точка. Посоката на силова линия в дадена точка съвпада с посоката на интензитета в тази точка.

• Формата на силовите линии на дадено електростатично поле

зависи от вида на електричните товари, които го създават.

СИЛОВИ ЛИНИИСИЛОВИ ЛИНИИ

+ Е- Е

Поле, създадено от положителен

заряд

Поле, създадено от отрицателен

заряд:

Поле, създадено от два заряда:

+ + + + + + + + +

- - - - - - - - - Е

++Е +

-

Е

Електрично поле, чийто интензитет има еднаква големина и посока във всички

точки, се нарича еднородно (хомогенно) поле. Неговите силови линии са успоредни прави, разположени на еднакво разстояние

една от другаПриблизително еднородно е полето между две успоредни метални пластинки, които са

заредени с равни по големина и противоположни по знак електрични

заряди.Свойства на силовите линии

1. Силовите линии започват от положителен заряд или от безкрайност и завършват в отрицателен заряд или в безкрайност;

2. Броят на линиите в единица площ е пропорционален на големината на интензитета;

3. Силовите линии не са затворени, никога не се пресичат и са непрекъснати.

ПОТЕНЦИАЛ НА ЕЛЕКТРИЧНО ПОТЕНЦИАЛ НА ЕЛЕКТРИЧНО ПОЛЕПОЛЕ

Тяло с маса m се намира на височина h над земната

повърхност. Върху него действа сила на тежестта

G = mgТялото има потенциална енергия Ер = mgh Тя зависи от положението и е пропорционална

на масата му. Освобождаваме тялото. То започва да

се движи. Потенциалната му енергия намалява и се превръща в кинетична.

Нека поставим пробен заряд q ̥ , в еднородно поле. В

коя да е точка на полето с интензитет Е на заряда ще

действа сила F = q cE, която подобно на силата на

тежестта има постоянна големина и посока. Eлектростатичната сила има същите

характеристики, както силата на тежестта (постоянна големина и посока). Следователно на нея също съответства

електрична потенциална енергия.

Земна повърхност

m

Gh

q ̥

+ + + + + + + +

- - - - - - - -

EF

Извод: Всеки електричен заряд в електрично поле имаелектрична потенциална енергия W, която зависиот положението му и е пропорционална на заряда.

• В различни точки на полето пробния заряд qo има различна потенциална енергия.• Нека в точка от полето положителен заряд q

0 има електрична

потенциална енергия W. Ако в същата точка поставим заряд 2 q

0, той ще има

енергия 2 W.

=Wqо

=2W2qо

Физичната величина, равна на отношението на

големината на електричната потенциална енергия W към големината на заряда qo, се нарича потенциал на

електричното поле - енергетична характеристика

=Wqо

1V =1J 1C

Когато знаем потенциала на дадена точка от полето, можем да определим

електричната потенциална енергия на точков заряд q, поставен в тази точка:

W = q Особености на Особености на

потенциалапотенциалаПоложителен е, ако полето е създадено от положителен

заряд

Приема се за нула в точки, безкрайно отдалечени от заряда, създал полето. В електротехниката се

приема, че потенциалът на Земята е нула и спрямо него се отчитат останалите потенциали.

Винаги намалява по посока на силовите линии

Положителните заряди се движат от точки с по-висок

към точки с по-нисък потенциал.

Отрицателните заряди се движат от точки с по-нисък

към точки с по-висок потенциал.

U = φ1 – φ

2

• Независимо от това как е избрано нулевото равнище, разликите в потенциалите на две точки на електричното поле винаги са еднакви.

Работа на електростатичните Работа на електростатичните сили. Напрежение сили. Напрежение

Електричен заряд q0 , който се намира в

точка от полето с потенциал φ1, има

потенциална енергия W1=

φ

1q

0.При преместване на заряда до точка от

полето с потенциал φ2 потенциалната му

енергия става W2 = φ

2q

0 При това електричните сили извършват работа

А = W1- W

2 = φ

1q

0 - φ

2q

0 = q

0(φ

1 -

φ2 ) = q

0U

Физична величина, равна на разликата в потенциалите между две точки на електростатично поле, се нарича напрежение - U

• Следователно между тях трябва да има определена връзка.

• Нека пробен заряд q0 изминава разстояние d от

т.1 с потенциал φ1 до т.2 с потенциал φ

2 по

посока на силовите линии на еднородно поле с интензитет Е.

Връзка между интензитет и Връзка между интензитет и потенциал на електростатичното полепотенциал на електростатичното поле+

+ +

+ +

+ +

- - - - - - -

Е

+12 d

• Работата, която извършва електростатичното поле, е A = q

0 (φ

1 – φ

2) • Тъй като на заряда действа постоянна

сила F = q0E, работата може да бъде представена като A =

Fd = q0Ed

• Като сравним двата израза за работа, получаваме зависимостта между интензитета и потенциала на полето

Е = Udинтензитетпотенциал

Във всяка своя точка електростатичното поле се характеризира количествено с две физични величини

– интензитет Е (силова характеристика)- потенциал (енергетична характеристика).

ПРОВОДНИК В ЕЛЕКТРОСТАТИЧНО ПРОВОДНИК В ЕЛЕКТРОСТАТИЧНО ПОЛЕПОЛЕ

• Проводниците са вещества, в които електричните заряди могат да се движат под действие на електрични сили. Проводници са металите, човешкото тяло, земята, разтворите на соли, киселини и на основи, йонизираните газове и др.• Доближаваме (без да я допираме) наелектризирана пръчка до електроскоп - листенцата му се отклоняват. • Отдалечаваме пръчката - те отново се прибират. Следователно електроскопът се наелектризира без да му е предаден електричен заряд.

- - - - - - - - -- - - - - - - - -

++

- -

++

Явление, при което под влияние на външно полестава преразпределение на свободните електронии едни части от повърхността на проводниците

се зареждат с положителен заряд, а други с отрицателен заряд, се нарича електростатична

индукция, а зарядите - индуцирани.

• При електростатичната индукция общият заряд на проводника остава постоянен.

КАКВИ ЯВЛЕНИЯ СЕ НАБЛЮДАВАТ ПРИ ПОМЕСТВАНЕ НА ПРОВОДНИК В ЕЛЕКТРИЧНО

ПОЛЕ• Поставяме проводник в еднородно поле с

интензитет Ео .• Eдиния край на проводника се наелектризира

отрицателно, а другият - положително. Така в проводника се създават поле Е´ с посока обратна Ео.

• Резултантното поле в проводника има интензитет :• С натрупването на заряди по краищата на

проводника, расте интензитета Е´. Следователно намалява Е. Това води до намаляване на действащата върху зарядите сила.

• Процесът продължава до изравняване на интензитетите Ео и Е´. Така резултантното поле в проводника Е = 0, т.е. там поле няма и върху зарядите не действа електрична сила – електростатично равновесие.

• В проводника поле няма независимо дали е плътен или кух, т.е. външните полета не проникват в проводниците – електростатично екраниране.

• Тези процеси водят до изменение на външното поле – силовите му линии са перпендикулярни на повърхността на проводника и прекъсват върху нея.

Ео

--

---

--

---

+++

Е´

Е = E0 - Е´

Е = 0-

-----+++

+

++

Свойства на електростатичното Свойства на електростатичното равновесиеравновесие

Интензитетът на полето във всички точки вътре в проводника е нула.

Извън проводника силовите линии на полето да са перпендикулярни на неговата повърхност.

Некомпенсираните заряди се разполагат само по повърхността на проводника.

Най-много некомпенсирани заряди се натрупват в изпъкналите части на проводника, затова там полето е най-силно.

Всички точки от повърхността на проводника имат еднакъв потенциал.

Отсъствието на поле в проводник, поставен във външно поле, намира широко приложение в ежедневието на човека

Електростатично екраниране

• Ако искаме да изолираме уред или помещение от външни електрични полета, достатъчно е да го покрием с метална мрежа. По този начин се осъществява електростатичното екраниране.

• Явлението е открито от Майкъл Фарадей и се демонстрира със създадения от него уред – фарадеев кафез.

• Друг вид защита от статично електричество се осъществява чрез заземяване. Заземените проводящи тела не се наелектрезират, защото некомпенсираните заряди преминават в земята.

• Мълниеотводът е също вид защита. При него заостреният връх привлича заредените частици, а самият мълниеотвод ги пренася към земята. Така вместо единичен удар, за по-дълъг интервал от време мълнията бавно се пренася към земята.

Структура на мълниеотвод

Фарадеев кафез

ДИЕЛЕКТРИК В ДИЕЛЕКТРИК В ЕЛЕКТРОСТАТИЧНО ПОЛЕЕЛЕКТРОСТАТИЧНО ПОЛЕ

• Веществата, в които няма свободни заряди наричаме диелектрици (изолатори). Такива са въздухът, парафинът, стъклото, водата, порцеланът, маслата и др.

• Подвижността на заряда в диелектриците е ограничена само в рамките на молекулите, които биват полярни и неполярни.

• Молекули, при които центровете на положителните и отрицателните заряди съвпадат, се наричат неполярни.

• Наличието на два противоположни електрични полюса - определят молекулата като полярна.

• Във физиката полярните молекули на диелектриците се наричат електрични диполи

• Система от два противоположни по знак заряда q и - q, разстоянието между които е много по-малко от разстоянието до другите заредени тела или частици, наричаме електричен дипол.

• При поставяне на диелектрик в електрично поле и двата вида молекули имат поведение на електрични диполи – ориентират се по посока на полето.

+ -q -q

+

-

+

-

ПОЛЯРИЗАЦИЯ НА ПОЛЯРИЗАЦИЯ НА ДИЕЛЕКТРИЦИТЕДИЕЛЕКТРИЦИТЕ• Поставяме диелектрик в еднородно поле с

интензитет E0.

• Молекулите му се поляризират и получените диполи се ориентират по посока на електричното поле.• Положителните и отрицателните заряди на съседните диполи взаимно се компенсират. Само крайните диполи на повърхноста на диелектрика остават с некомпенсирани заряди.• Явление на индуциране на некомпенсирани електрични заряди с противоположен знак върху срещуположните повърхности на диелектрик, поставен в електрично поле, наричаме поляризация на диелектриците.• Индуцираните върху повърхността на диелектриците заряди не са свободни – те са част от електричните диполи.• Поляризираните заряди в диелектрика създават електрично поле с интензитет E1 в посока, обратна на посоката на E0.

• Резултантното поле в диелектрика има интензитет:• Следователно интензитетът Е на общото поле в диелектрика е по-малък, отколкото на външното поле.• По повърхността на диелектрика не могат да се натрупат много заряди, така че в него полето да стане нула – то само отслабва.

-+- +- +

-+-+-+

-+

- +-+-+

-+

-+

-+-+-+

-+

-+-+-+

-+

-+

Ео

+

++

+++

+

-----

-

-

E1

Е = E0 - E1

E0 > E1

Ео

Е

ВИДОВЕ ДИЕЛЕКТРИЦИВИДОВЕ ДИЕЛЕКТРИЦИ

• СегнетоелектрициСегнетоелектрици – вещества, при които се появява явлението спонтанна поляризация - поляризирани и в отсъствие на електрично

поле • ПироелектрициПироелектрици – вещества, които се поляризират при нагряване• ФотоелектретиФотоелектрети – вещества които се поляризират при осветяване• ПиезоелектретиПиезоелектрети - вещества които се поляризират при при

механични деформации.

В съвременните технологии, електрониката и лазерна техника се използват диелектрици с особени свойства:

Георги Наджаков (1897-1981)

• Български физик, открил и изучил фотоелектретното съсрояние на веществото.• През 1936 г. Наджаков изследва диелектрик от чиста сяра, поставена между два електрода, на които е приложено напрежение на тъмно. При осветяване образецът се поляризира и протича фотополяризационен ток, регистриран с помощта на чувствителен електрометър.

КОНДЕНЗАТОРИКОНДЕНЗАТОРИВключваме кондензатор първо към източник на ток, а след това към лампа и тя веднага светва. Следователно във веригата тече ток. Той се е образувал за сметка на енергията на кондензатора, получена от източника. Токът е насочено движение на заредени частици. От къде се вземат и защо се движат тези частици?

Кондензаторите са устройства, които могат да натрупват електричен заряд и по този начин да

съхраняват електрична енергия. Те представляват система от два изолирани проводника – електроди. Единият електрод натрупва отрицателни заряди, а другият – положителни. Електричното поле в изолатора, разделящ двата електрода, е хомогенно и е изцяло съсредоточено в системата.

Схемният знак за

обозначение

C

Свързване на кондензаториСвързване на кондензатори

321 C

1

C

1

C

1

C

1321 CCCC

Характеристики на Характеристики на кондензаторитекондензаторите Най-важната характеристика на

кондензаторите е техния капацитет С. Установено е, че промяната на напрежението води до промяна на заряда, натрупан в кондензатора така, че отношението им остава постоянно и характереизира кондензатора:

Единица за измерване на капацитет е Фарад. Фарадът е много голяма единица. Капацитетът на Земята спрямо атмосферата е от порядъка на няколко фарада.

Капацитетът не зависи от големината на натрупания заряд или от приложеното напрежение. Определя се единствено от физичните размери, конструкцията и взаимното положение на електродите на кондензатора.

1F = 1C1V

C = = Const

q

U

d

SC Капацитетът на плосък кондензатор е

пропорционален на площта на електродите S и обратно пропорционален на разстоянието между тях d:

Важна характеристика на кондензатора е пробивно напрежение - максималното напрежение, което издържа изолаторът между електродите;

Конструкции на Конструкции на кондензаторикондензатори

От формулата C=q/U следва, че и в двата случая капацитетът расте. Освен това той зависи и от диелектричните свойства на изолатора представени чрез величината диелектрична проницаемост Ɛ, която показва доколко един материал може да концентрира в себе си електричното поле.

Чрез запълване на междината между електродите с подходящ диелектрик се постига многократно увеличение на капацитета. Увеличаването на площта на електродите е основен способ да се конструират кондензатори с голям капацитет. За да се запазят компактни размери на изделието електродите могат да бъдат навити на руло или имат сложна пакетна форма.

Колкото площта e по-голяма, толкова повече заряд може да се натрупа при дадено напрежение;Колкото разстоянието между електродите е по-малко, толкова напрежението при даден заряд става по-ниско..

d

SC

Задачи по електростатикаЗадачи по електростатика• Ще се наелектризират ли чез триене две тела от едно и също вещество?• Две еднакви малки метални топчета със заряд q1= 6.10-8 C q2= -2.10-8 C се допират

едно до друго, след което се отдалечават на разстояние r = 2 cm. Опишете количествено взаимодействието между топчетата на това разстояние.

Упътване: Тъй като топчетата имат еднакви размери, след допирането им зарядите се разпределят по равно върху двете топчета.

• Каква ще бъде големината на силата на привличане между две малки топчета, поставени на разстояние r = 1,6 cm едно от друго, ако N = 2.1010 електрона от едно топче се прехвърля на другото?

• Как ще се измени силата на взаимодействие между два заряда, ако единият от тях се увеличи два пъти и разстоянието между тях се увеличи също два пъти?

• Как ще се измени интензитетът на електростатично поле, ако променим знака на пробния заряд? А ако намалим два пъти големината на пробния заряд?

• Земната повърхност е наелектризирана с отрицателен заряд и създава електрично поле с интензитет E = 130 N/C, което на неголеми височини може да се смята за еднородно. Заредена прашинка с маса m = 1,3.10-12 kg се откъсва от земната повърхност и започва да се издига вертикално нагоре с ускорение a = g = 10 m/s2. Определете големината и знака на електричния заряд на прашинката.

• Каква работа ще извършват електростатичните сили при пренасяне на заряд qA по затворена крива в полето

• По време на буря интензитетът на електричното поле в дадена точка от буреносен облак има големина E = 1.105 N/C и е насочен вертикално нагоре. В тази точка попада малко кристалче лен с маса m = 1.10-7 kg и положителен електричен заряд q = 2.10-11 C. В каква посока и с какво ускорение ще започне да се движи кристалчето? Приемете, че в началния момент то е неподвижно.

• За пренасянето без ускорение на положителен заряд q = 2.10-8 C от точка M в точка N на електростатично поле външна сила трябва да извърши положителна работа Ав = 6.10-4 J. Определете

а) работата на електричните сили б) потенциалната разлика между двете точки; в) коя от двете точки има по-висок потенциал.

• В точка M от еднородно електростатично поле с интензитет E = 1.104 V/m попада електрон, който се движи със скорост v = 1,76.107 m/s по посока на силовите линии на полето. Определете максималното разстояние s , на което ще се отдалечи електронът от точка M.

• Компютърен чип RAM (random access memory) съдържа кондензатори с капацитет C = 6.10-14 F. Ако такъв кондензатор се зареди до напрежение U = 4,8 V, колко некомпенсирани електрона ще се намират на отрицателния му електрод?

• До какъв максимален заряд q може да се зареди плосък въздушен кондензатор с капацитет C = 5 nF, ако разстоянието между електродите му е d = 0,1 mm ? Между електродите прескача искра, когато интензитетът на електричното поле в кондензатора достигне Епр = 3.106 V/m.

Методически насокиМетодически насоки

• С цел включване на информационните технологии като неизменна част от урочната дейност, на учениците от всички десети класове на гимназията бе възложено да изработят PowerPoint презентации на уроците по физика и да ги представят на уроците – обобщение след всеки раздел по програмата на МОН за девети клас.

• Всеки ученик предварително избира тема, по която се подготвя в рамките на месец.

• Задачата - да изучат детайлно своя материал, да разберат основните понятия и закономерности, да потърсят допълнителна информация и самостоятелно да подготвят презентация, с която точно и ясно да представят темата си и своята гледна точка за нея. След приключване на всеки раздел се провежда час – обобщение .

• Изпълнителите показват презентациите си, а класът задава въпроси, посочва недостатъци в оформлението и научността на работата. Няколко ученика имат задача да поставят оценки на презентациите, като всеки от тях оценява по определен критерий:

☺ научност (обяснени ли са основните понятия и закони); ☺ достъпност ( всеки ли може да разбере изложения материал);

☺ нагледност ( подреждане и правилна навигация на презентацията); ☺ атрактивност (включване на анимации, линкове към интернет, музикално

оформление, доставя ли положителни емоции).

• В процеса на представяне на своите проекти, учениците стигнаха до идеята за оформяне на училищна виртуална библиотека по физика, която да бъде достъпна за всеки желаещ. Сформирахме групи, които обединиха най-добрите презентации и направиха общоучилищни проекти по отделните раздели. Предложените презентации могат да се използват както в часовете по физика, така и за самастоятелна подготовка и виртуално обучение.

• Като допълнение към уроците предлагаме интересни задачи, които могат да се използват в часовете за решаване на задачи, а също и при подготовка за тестова проверка в края на всеки от разделите.

• С помощта http://astrotest.hit.bg ще можете да създавате необходимите ви тестове, с които да проверявате знанията на учениците си.

Над проекта работиха:Над проекта работиха:

• Евгения Петкова Генчева • Калин Насков Атанасов• Ралица Миленова Лъчезарова• Мирела Любомирова

Кожухарова• Татяна Димитрова Червенaкова• Теодора Стоянова Маринова• Траян Даниелов Димитров• Хараламби Василев Марков

• Антонина Христова, ръководител