Основной закон электростатики кулона презентация. Презентация на тему "закон кулона"

Бизнес идеи

В конце XVIII Кулон установил на опыте количественный закон взаимодействия электрических зарядов. Для заряженных тел произвольной формы такого закона сформулировать нельзя, поскольку сила взаимодействия протяженных тел зависит от их формы и взаимного расположения. Но иногда размеры тела пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других зарядов. Такое заряженное тело называют точечным зарядом. Для точечных зарядов возможно сформулировать закон взаимодействия, имеющий общее значение. В результате своих опытов Кулон установил, что сила взаимодействия двух точечных зарядов направлена вдоль линии, соединяющей оба заряда, обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами и пропорциональна величине обоих зарядов. Таким образом: F=k·(q1·q2)/r2. В этой формуле k - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. В системе СИ k=1/4pe0=9·109 н·м2/k2. Единица измерения электрического заряда в системе СИ - [Кулон]. В любой замкнутой системе заряженных тел алгебраическая сумма зарядов остается постоянной. Это закон сохранения зарядов. Между заряженными телами, входящими в данную систему, заряды могут перераспределяться в результате соприкосновения тел.

Закон Кулона

Подготовила:

Климанова Ольга Геннадьевна

Учитель физики

МОУ Захаровская СОШ № 2

Используя физическую модель – «точечный заряд», установить количественную зависимость взаимодействия двух неподвижных заряженных тел, находящихся в вакууме.

Задачи урока

Образовательные:

сформировать знания обучающихся о точечном заряде, о силе взаимодействия между зарядами;
показать зависимость силы взаимодействия между электрическими зарядами от их значения и от расстояния между ними;
разъяснить физический смысл закона Кулона;
указать границы применимости закона;
научить решать задачи на применение закона Кулона.

Развивающие:

развивать у обучающихся умения наблюдать, анализировать, обобщать, сравнивать познавательные объекты, делать выводы;
развивать умение осуществлять самоконтроль, самооценку и самокоррекцию учебной деятельности.

Воспитательные:

воспитывать у обучающихся ответственность;
самостоятельность.

Шарль Огюстен Кулон (1736-1806)

Французский инженер и физик, один из основателей электростатики.

Изобрел (1784) крутильные весы и открыл (1785) закон двух неподвижных точечных заряженных тел.

Экспериментальные исследования Кулона имели основополагающее значение для формирования учения об электричестве и магнетизме.

Точечный заряд

Точечными зарядами называют заряженные тела размеры которых много меньше расстояния между ними.

Опыт Кулона

При сообщение шарикам a и b одноименных зарядов они начинают отталкиваться друг от друга. Чтобы удержать шарики на фиксированном расстоянии, упругую проволоку закручивают на некоторый угол. По углу закручивания проволоки определяют силу взаимодействия шариков.

Крутильные весы позволили изучить зависимость силы взаимодействия заряженных шариков от значений зарядов и от расстояния между ними.

Формулировка закона Кулона

Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояний между ними.

Для вакуума: ε = 1

Что определяет закон Кулона?
Как записывается закон Кулона для взаимодействия зарядов в вакууме?
Какая величина характеризует влияние среды на силу взаимодействия между зарядами?
Запишите закон Кулона для взаимодействия зарядов с учетом среды в системе СИ?
Чему равен коэффициент пропорциональности в законе Кулона?
Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в 3 раза, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?

С какой силой взаимодействуют два заряда по 10 нКл находящиеся на расстояние 3 см друг от друга?
На каком расстояние друг от друга заряды 1мкКл и 10 мкКл , взаимодействуют с силой 9мН.

Рефлексия

Продолжи фразы:

Мне было интересно…
Мы сегодня разобрались…
Я сегодня понял, что…
Мне было трудно…
Завтра я хочу на уроке…

Домашнее задание

§ 87 – 88, упр. 16

Спасибо за внимание!

Шарль де Кулон родился в Ангулеме, в семье правительственного чиновника. Учился в одной из лучших школ для молодых людей дворянского происхождения « Коллеже четырёх наций » (Коллеж Мазарини). После окончания этого заведения сдал экзамены и в феврале 1760 года поступил в Военно - инженерную школу в Мезьере, одно из лучших высших технических учебных заведений XVIII века. Окончил Школу в 1761 году, получил чин лейтенанта и был направлен в Брест, где чуть больше года занимался картографическими работами. Затем в течение нескольких лет Кулон служил в инженерных войсках на принадлежавшем Франции острове Мартиника в Форте Бурбон. Много раз тяжело болел. По состоянию здоровья был вынужден вернуться во Францию, служил в Ла - Рошели и Шербуре. В 1781 году обосновался в Париже, служил интендантом вод и фонтанов. После начала революции в 1789 году ушёл в отставку и перебрался в своё поместье в Блуа.

Ещё в начале х годов, вернувшись с Мартиники, Кулон активно занялся научными исследованиями. Публиковал работы по технической механике (статика сооружений, теория ветряных мельниц, механические аспекты кручения нитей и т. п.). Кулон сформулировал законы кручения; изобрёл крутильные весы, которые сам же применил для измерения электрических и магнитных сил взаимодействия.

В 1781 году описал опыты по трению скольжения и качения и сформулировал законы сухого трения. В том же году стал членом Парижской Академии наук. С 1785 по 1789 год опубликовал семь мемуаров, где сформулировал закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов (закон Кулона), а также закономерность распределения электрических зарядов на поверхности проводника. Ввёл понятия магнитного момента и поляризации зарядов. В 1789 году у него вышел труд по теории трения скольжения.

Уже после революции Академия наук неоднократно вызывала учёного в Париж для участия в определении мер и весов (инициатива революционного правительства). Кулон стал одним из первых членов Национального института, заменившего академию. В 1802 году был назначен инспектором общественных сооружений, но здоровье, подорванное на службе, не позволило учёному существенно проявить себя на этой должности. Кулон скончался 23 августа 1806 году в Париже. Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Cлайд 1

Cлайд 2

Повторение пройденного материала: 1. Почему при электризации трением заряжаются оба тела? 2. Определите знак избыточных зарядов на дереве после того как об него потрется кошка. Какие по знаку заряды остаются на шерсти кошки?

Cлайд 3

3. Остается ли неизменной масса тела при электризации? 4. Сформулируйте закон сохранения заряда. 5.Газета «Известия» 22 марта 1969 года поместила следующий репортаж « …В Швеции сейчас наблюдается любопытное явление… Здороваешься за руку, и вдруг тебя бьет ток, взялся за какой-то металлический предмет – опять удар. В чем дело? В Скандинавии воздух сейчас настолько сух, что статическое электричество не уходит из организма, а накапливается в нем в больших количествах. От сверхмерной наэлекризованности люди становятся более раздражительными и повышенно возбудимыми». Насколько с точки зрения физики обоснованы выводы авторов?

Cлайд 4

В 1785 году французским ученым Шарлем Огюстеном Кулоном были получены первые результаты опытов по измерению силы взаимодействия двух точечных зарядов. Для измерения этой силы Кулон использовал крутильные весы.

Cлайд 5

Крутильные весы: Незаряженная сфера Неподвижная заряженная сфера Легкий изолирующий стержень Упругая нить Бумажный диск Шкала

Cлайд 6

Точечный заряд – заряженное тело, размер которого много меньше расстояния его возможного действия на другие тела.

Cлайд 7

Закон Кулона: Сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена по прямой, соединяющей эти заряды: q1 * q 2 F 12=k r2

Cлайд 8

где: q1 q2 - величины зарядов [ Кл] r - расстояние между ними [м] k -коэффициент пропорциональности F12 - сила Кулона [ Н] Кулон электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за 1 с.

Cлайд 9

В СИ коэффициент пропорциональности в законе Кулона равен: Н*м2 k = 9* 109 Кл2 1 k = 4πε0 где ε0= 8,85*10-12Кл2/ (Н*м2)- электрическая постоянная

Cлайд 10

Рассмотрим силы взаимодействия зарядов: Кулоновская сила подчиняется 3 закону Ньютона: F12 =F21

Cлайд 11

Кулоновская сила является центральной. Силы взаимодействия 2 неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела.

Cлайд 12

Границы применимости закона: Заряженные тела должны быть точечными: размеры тел много меньше расстояний между ними. Если же размеры и расстояния соизмеримы, то закон Кулона не применим. В этом случае необходимо мысленно «разбить» тело на такие малые объемы, чтобы каждый из них отвечал условию точечности. Суммирование сил, действующих между элементарными объемами заряженных тел, дает возможность определить электрическую силу. Заряженные тела должны быть неподвижными т.к. при движении заряженных тел проявляется действие магнитного поля, возникающего в результате движения.