План урока по физике в 10 классе на тему &quot;Электрический заряд. Закон сохранения заряда&quot;

Сегодня на занятии мы приступаем к изучению нового раздела физики «Электродинамика». Речь пойдет о процессах, которые определяются движением и взаимодействием электрически заряженных частиц.

Итак, электродинамика – раздел физики, в котором изучаются закономерности физических явлений, обусловленных электрическими и магнитными взаимодействиями, материальным носителем которых является электромагнитное поле. Термин «электродинамика» ввел в физику французский ученый Андре Мари Ампер в 1882 году.

При изучении данного раздела вам предстоит изучить следующие разделы электродинамики: электростатику, постоянный электрический ток, ток в различных средах и электромагнитные явления.

Электростатика – раздел электродинамики, в котором изучают свойства, взаимодействие и условия равновесия неподвижных в некоторой инерциальной системе отсчета электрически заряженных тел, распределение заряда на которых не изменяется со временем, а также электростатические поля, создаваемые зарядами таких тел.

Электрический заряд частицы является источником электромагнитного поля, связанного с материальным носителем. Электрический заряд, или количества электричества (обозначается буквой q или Q), – физическая скалярная величина, характеризующая интенсивность электромагнитного взаимодействия тел (частиц). Электрическому заряду присущи следующие фундаментальные свойства:

1) электрический заряд существует в двух видах, которые названы положительным и отрицательным зарядом;

2) в любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов тел (частиц) не изменяется;

3) значение электрического заряда тела (частицы) не зависит от выбора системы отсчета, а значит, не зависит от того, движется оно (она) или покоится;

4) электрический заряд тела (частицы) не зависит ни от его (ее) механического состояния, ни от каких – либо действующих на него (нее) сил.

Носителем заряда может быть как элементарная частица, так и макроскопическое тело.

Как вы знаете, электрическое взаимодействие проявляется в том, что одноимённо заряженные тела (частицы) отталкивают друг друга (рис. 1, а), а разноимённо заряженные – притягивают друг друга (рис. 1, б).

Если в электрически нейтральном теле заряды распределены неравномерно и вследствие этого возникли противоположно заряженные части, то такие тела тоже электрически взаимодействуют.

Рис. 1

Заряды разных тел (частиц) могут отличаться не только знаком, но и числовым значением.

За единицу электрического заряда в СИ принят кулон (Кл). Эта единица названа в честь Ш. Кулона. 1 Кл – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за промежуток времени 1 с при силе постоянного тока 1 А.

На рубеже XIX и XX столетий учёные экспериментально установили, что в природе существует электрический заряд, модуль которого минимален, называемый элементарным. Ядра всех атомов содержат протоны, которые являются носителями положительного элементарного заряда, а сами атомы содержат электроны, являющиеся носителями отрицательного элементарного заряда. Модуль элементарного электрического заряда е = 1,6022

Кл. Обычно ограничиваются двумя значащими цифрами: е = 1,6

Кл.

Заряд q тела образуется совокупностью элементарных зарядов и

всегда кратен элементарному заряду e (электрический заряд дискретен):

q = e(

–

),

где

и

– числа протонов и электронов в данном теле.

Модули противоположных по знаку зарядов, возникших в результате электризации на находившихся в контакте телах, равны.

Результаты многочисленных экспериментов позволили сформулировать утверждение, которое является фундаментальным законом природы – законом сохранения электрического заряда: в электрически изолированной системе при любых взаимодействиях алгебраическая сумма электрических зарядов остаётся постоянной:

+

+ . . . +

= const,

где n — число зарядов в системе. Систему тел (частиц) называют электрически изолированной, если между ней и внешними телами нет

обмена электрически заряженными частицами.