фізика 18/21

 07.10.2022

Урок 16

Тема.  Постійний електричний струм. Електромагнітна взаємодія. Електричне поле.

Завдання:

1. Переглянути відеоуроки, нище за посиланням
2. Записати конспект в зошит
3. Опрацювати теоретичний матеріал

https://www.youtube.com/watch?v=zuAB2h_gb1o

https://www.youtube.com/watch?v=NQoHjm94Xv4

 Курсу фізики 7-9-х класів ви дізналися, що всі тіла, які нас оточують, складаються з атомів, а атоми можуть об’єднуватися в молекули. До складу всіх без винятку атомів (і молекул) входять так звані елементарні частинки — найменші частинки речовини, що мають електричні заряди, — електрони і протони. Електрони мають негативний заряд, а протони — такий самий за значенням, але позитивний.

Електрон (від грец. ηλεκτρον — «янтар», «бурштин») — стабільна елементарна частинка з негативним електричним зарядом е = -1,6021892(46) · 10-19 Кл і масою mе = 9,1095 · 10-31 кг.

Тепер пригадаємо властивості заряджених тіл.

Дослід 1. Зарядимо натиранням об хутро ебонітову паличку і підвісимо її на нитці. Якщо піднести до неї так само заряджену іншу ебонітову паличку (мал. 1.1), то палички відштовхуватимуться одна від одної. Якщо до зарядженої ебонітової палички піднести заряджену тертям об шовк чи сухий папір скляну паличку, то палички притягуватимуться одна до одної (мал. 1.2).

Мал. 1.1

Мал. 1.2

Отже, однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно заряджені тіла — притягуються.

Якщо заряджені тіла відштовхуються або притягуються, то кажуть, що вони взаємодіють між собою. Пригадаємо закон взаємодії, який експериментально відкрив у XVIII ст. французький учений Шарль Кулон (1736-1806).

Сила взаємодії двох заряджених нерухомих тіл, розмірами яких можна знехтувати порівняно з відстанню між ними, прямо пропорційна значенням їхніх зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними та напрямлена вздовж лінії, що сполучає ці тіла.

Математично закон Кулона записують так:

де q1, q2 — точкові заряди, що взаємодіють; r — відстань між ними; k — коефіцієнт, який залежить від вибору одиниць величин, що входять до закону, k = 9 · 109 Н · м2/Кл2.

Розглянемо детальніше саме явище електричної взаємодії.

Дослід 2. Закріпимо металеву кулю на стержні електрометра (мал. 1.3) і зарядимо її від ебонітової палички, потертої об хутро. Стрілка відхиляється від положення рівноваги, це свідчить про те, що куля має електричний заряд. Підвісимо на тонкій нитці легку, виготовлену з фольги гільзу і почнемо підносити її до кулі. На певній відстані помітимо, що гільза притягується до кулі, унаслідок чого нитка відхилиться від вертикального положення.

Мал. 1.3

Ми звикли до того, що дія одного тіла на інше відбувається внаслідок безпосереднього контакту між ними. Так, вагон почне рухатися лише тоді, коли локомотив буде тягти чи штовхати його. М’яч змінить напрямок руху в той момент, коли доторкнеться до ноги футболіста чи стійки (штанги) воріт.

Який механізм взаємодії заряджених тіл? Відповідь на це запитання дав англійський фізик Майкл Фарадей (1791-1867), осмисливши всі відомі на той час знання з електрики і дійшовши висновку про існування електричного поля як виду матерії.

Електричне поле — особлива форма матерії, нерозривно пов’язана з усяким електричним зарядом. Через електричне поле відбуваються всі електричні взаємодії.

Сили, з якими електричне поле діє на заряджені тіла, називають електричними силами.

Дослідження електричного поля можна проводити, поміщаючи в поле невеликі заряджені тіла. Це можуть бути легкі заряджені кульки чи гільзи.

Такі тіла ми далі називатимемо пробними зарядами (уявними зарядами, власне електричне поле яких досить слабке порівняно з досліджуваними). За їхньою допомогою виявляють наявність електричного поля в даній точці простору. Про наявність поля свідчить дія на заряджене тіло певної сили.

Дія електричного поля на заряджені тіла є основною характеристикою електромагнітного поля.