Конспект урока "Потенциал"
план-конспект урока по физике (11 класс)

Урок№ 76 Потенциал.

Цели урока: организовать деятельность учащихся по:

 освоению знаний о нахождении  работы по перемещению заряда в электрическом поле, о  взаимосвязи между напряжённостью и разностью потенциалов,  овладении  и закреплении  знаний  при  решении задач;

Тип урока: усвоение новых знаний

Ход урока

1. Организационный момент
2. Актуализация опорных знаний

1)Темой сегодняшнего урока будет ещё одна характеристика электрического поля – энергетическая. Эта характеристика называется потенциалом, и она непосредственно связана с работой электрического поля по перемещению заряда. Но для начала вспомним другую характеристику поля – силовую характеристику, напряженность: напряжённостью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, действующей со стороны поля на точечный положительный заряд, к этому заряду.

для произвольного поля в некоторой точке пространства напряженность равна: E=F/q

а для поля точечного заряда:E=kq/r2

Теперь вспомним из курса механики, как вычислить работу, совершаемую над телом – в нашем случае электрическое поле совершает работу по перемещению заряда:A=Wp1 – Wp2 

2) Беседа по таблице (см. приложение)

3) Работа по карточкам.

Карточка№1

Какую работу совершает однородное электрическое  поле  напряжённостью E=500Н/Кл при перемещении заряда  q=4мкКл на расстояние l=5см в направлении линий напряженности поля.

     Карточка№2

Какую работу совершает однородное электрическое  поле  напряжённостью E=500Н/Кл при перемещении заряда  q=4мкКл на расстояние l=5см в противоположном направлении линий напряженности поля.

Карточка№3

Какую работу совершает однородное электрическое  поле  напряжённостью E=500Н/Кл при перемещении заряда  q=4мкКл на расстояние l=5см в направлении составляющем угол α=1200 с линиями напряжённости поля.

3.Изучение нового материала

При изучении нового материала заполняем таблицу:

1) Теперь пришло время ввести новую энергетическую характеристику поля – потенциал.

 Потенциал – физическая величина, показывающая отношение потенциальной энергии заряда в некоторой точке пространства к величине этого заряда: φ= Wp /q

Так как потенциальная энергия заряда прямо пропорциональна величине заряда, то потенциал от величины заряда не зависит: Wp = φ∙ q

Единица измерения потенциала – вольт: 1Дж/Кл=1В

2)Потенциал некоторой точки пространства можно определить как работу электрического поля по переносу единичного заряда из бесконечности в эту точку. В общем же виде связь потенциала с работой можно задать через ввод электрического напряжения:φ1-φ2=А/q; A=q(φ1-φ2 ); A=qEd; E= φ1-φ2 /d

Полученная зависимость справедлива вдоль некоторой силовой линии, и здесьd – расстояние между двумя точками на одной силовой линии.

Зависимость потенциала поля точечного заряда от расстояния имеет похожий вид с аналогичной зависимостью для напряженности, однако убывает медленнее.

3)Эквипотенциальные поверхности

Нам уже известно, что графически напряженность изображается в виде силовых линий, направленных от положительных зарядов к отрицательным. Потенциалы можно также графически отобразить в виде эквипотенциальных поверхностей.

 Эквипотенциальная поверхность – поверхность, каждая точка которой имеет одинаковый потенциал.

Работа при ненулевой силе равна нулю только в том случае, если вектор силы перпендикулярен вектору перемещения. Из этого следует, что линии напряженности перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Примерами эквипотенциальных поверхностей служат сферы для поля точечного заряда и параллельные плоскости для однородных полей.

4. Закрепление изученного материала

Вопросы: после §62

Решение задач: 

1)Упр.42№3,4

2) задача из ЕГЭ

Что произойдёт с потенциалом поля, созданного отрицательным зарядом в точке нахождения положительного заряда, и с модулем силы взаимодействия между зарядами при приближении положительного заряда к точечному отрицательному заряду?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

1)увеличится

2)уменьшится

3)не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

3) Дополнительные задачи.

1. Какую скорость приобретает электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 10 кВ?

2.Какую работу совершит поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В  в точку с потенциалом 200 В?

3.Напряжение между двумя точками, лежащими на одной линии напряжённости однородного поля, 2 кВ. Найти напряжённость, если расстояние между точками 4 см.

5. Подведение итогов.

1) Выставление оценок.

2) Какую тему мы сегодня изучали?

3) Как вы считаете, пригодятся ли вам знания, полученные на уроке в дальнейшей жизни?

6. Домашнее задание: §62, Упр.42№ 1,2

Задача из ЕГЭ

Что произойдёт с потенциалом поля, созданного отрицательным зарядом в точке нахождения положительного заряда, и с модулем силы взаимодействия между зарядами при приближении положительного заряда к точечному отрицательному заряду?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

1)увеличится

2)уменьшится

3)не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Дополнительные задачи.

1. Какую скорость приобретает электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 10 кВ?

2.Какую работу совершит поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В  в точку с потенциалом 200 В?

3.Напряжение между двумя точками, лежащими на одной линии напряжённости однородного поля, 2 кВ. Найти напряжённость, если расстояние между точками 4 см.