Урок- презентация по физике по теме "Работа электрического поля. Потенциал."
методическая разработка по физике (10 класс) по теме

Слайд 1

Слайд 2

Работа электростатического поля Знак потенциальной энергии в механике Знак потенциальной энергии в электростатике Независимость работы от траектории Потенциал электрического поля Напряженность и напряжение Энергия и потенциал точечного заряда выход Заряды и массы. Аналогия. Эквипотенциальные поверхности

Слайд 3

Работа электростатического поля ++++++++ ------- + d 1 d 2 S + F Поместим заряд + q в электрическое поле. Под действием поля заряд переместится по направлению силовых линий. Из рисунка находим: S = d 1 – d 2 Во время движения на заряд действует сила F = qE , которая совершает работу: A = FScos (0°) = qE (d 1 – d 2 ) = -(qEd 2 – qEd 1 ) = - Δ W p W p = qEd

Слайд 4

Аналогия с работой силы тяжести W p = qEd - - - - - - - - - - + d 1 d 2 + F = qE h 1 h 2 F = mg A эл.поля = - Δ W p A тяж = - Δ W p W p = mgh A = FScos (0) = mg(h 1 – h 2 ) = -(mgh 2 – mgh 1 ) = - Δ E p Заряд q перемещается в электрическом поле Тело массы m перемещается в поле силы тяжести

Слайд 5

Знак потенциальной энергии W p = mgh > 0 m > 0 h > 0 «0» высоты h «0» высоты h m > 0 h < 0 W p = mgh < 0 Знак потенциальной энергии зависит только от знака высоты (от выбора «0» уровня)

Слайд 6

W p = + | qEd | > 0 Знак потенциальной энергии F = qE + d «0» уровень F = qE - W p = -| qEd | < 0 F = qE - - - - - d «0» уровень + + + + Знак энергии заряда, находящегося в электрическом поле, зависит: от направления поля, знака заряда и выбора «0» уровня Пример 1 Пример 2 Пример 3

Слайд 7

Знак потенциальной энергии Знак потенциальной энергии равен знаку работы электрического поля при перемещении заряда на «0» уровень. + F = qE Пример 1 «0» уровень S A = - Δ W p = - (W p2 – W p1 ) = - (0 – W p1 ) = W p1 A = FScos (0°) > 0 W p = + | qEd |

Слайд 8

Знак потенциальной энергии Знак потенциальной энергии равен знаку работы электрического поля при перемещении заряда на «0» уровень + F = qE Пример 2 «0» уровень S A = - Δ W p = - (W p2 – W p1 ) = - (0 – W p1 ) = W p1 A = FScos (180°) < 0 W p = - | qEd | Для перемещения на «0» уровень необходимо на заряд подействовать внешней силой (на рисунке не указана). Второе правило: Если сила, действующая на заряд, направлена на «0» уровень, то W p > 0

Слайд 9

Работа при перемещении по разным траекториям F + α F + S 1 S 3 S 2 A 1 = FS 1 cos( α ) = F * AB * cos ( α ) = F * BC A 1 = F * BC A 3 = FS 3 cos(0°) = F * CB * cos (0°) = F * BC A 3 = F * BC A 2 = FS 2 cos (90°) = F * AC * cos (90°) = 0 A 2 = 0 A 2 + A 3 = A 1 B C A Работа электрического поля не зависит от траектории. α

Слайд 10

Работа электрического поля не зависит от траектории 2 1 A 12 = - Δ W 12 = - (W 2 – W 1 ) Энергии заряда W 1 и W 2 не зависят от траектории. Следовательно, при перемещении заряда по траекториям I и II работа одинакова . I II F + F +

Слайд 11

Работа при перемещении по замкнутой траектории F + α F + F + S 1 S 2 S 3 F + A 1 = FS 1 cos( α ) = F * AB * cos ( α ) = F * BC A 1 = F * BC A 2 = FS 2 cos(180°) = F * BC * cos (180°) = - F * BC A 2 = - F * BC A 3 = FS 3 cos(90°) = F * CA * cos (90°) = 0 A 3 = 0 A 123 = 0 B C A При перемещении заряда по замкнутой линии работа электрического поля равна нулю. α

Слайд 12

Потенциал электрического поля 1 Напряженность – силовая характеристика электрического поля На заряд, находящийся в электрическом поле, действует сила F E 1 Если удалить заряд, то в точке «останется» напряженность F 1 + q

Слайд 13

Потенциал электрического поля 1 Потенциал – энергетическая характеристика электрического поля Если удалить заряд, то в точке «остался» потенциал F 1 + q «0» уровень d 1 Заряд, находящийся в электрическом поле, обладает потенциальной энергией. W p = | qEd | Что «осталось» в точке? ? φ 1

Слайд 14

Напряженность и напряжение 1 Переместим заряд из точки 1 в точку 2 Работа электрического поля: A = FS= qE Δ d 2 Δ d A = - ( W p 2 – W p 1 ) = W p2 – W p1 W p1 = q φ 1 ; W p2 = q φ 2 A = qE Δ d = q ( φ 1 – φ 2 ) = qU U = φ 1 – φ 2 - разность потенциалов или напряжение F + q φ 1 φ 2

Слайд 15

Q + Энергия и потенциал точечного заряда Переместим заряд q из точки a в точку b Работа электрического поля: A = F 1 Δ S 1 + F 2 Δ S 2 + … F – изменяется, следовательно, разобьем путь на небольшие участки Δ S i φ a φ b F a + q F b + S Δ S 1 Δ S 2 Δ S 3 …

Слайд 16

Заряды и массы. Аналогия. Взаимодействие зарядов Взаимодействие масс F F + - r q 1 q 2 F F r m 1 m 2 q 2 < 0 → W p < 0

Слайд 17

Эквипотенциальные поверхности Однородное поле Поле точечного заряда Поверхность, все точки которой имеют равный потенциал, называется эквипотенциальной При перемещении заряда перпендикулярно силовым линиям электрического поля A = q ( φ 1 – φ 2 ) = 0 , следовательно, φ 1 = φ 2 + Q + +