Логотип Инфоурока

Получите 30₽ за публикацию своей разработки в библиотеке «Инфоурок»

Добавить материал

и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru

Инфоурок Физика КонспектыУрок №2. Алгоритм решения задач на закон Кулона

Урок №2. Алгоритм решения задач на закон Кулона

Урок№2. Алгоритм и примеры решения задач на расчет силы Кулона.

Задачи урока:

  • сформировать умения применять закон Кулона для описания взаимодействия зарядов;
  • сформировать умения решать задачи на описание равновесия тел под действием разных сил.

План урока.

  1. Алгоритм решения задач на закон Кулона.
  2. Примеры решения стандартных задач.
  3. Решение задач.
  4. Итоги урока.

Ход урока.

1.Алгоритм решения задач на закон Кулона.

Задачи по электростатике в курсе элементарной физики удобно разделить на две группы.

К первой группе можно отнести задачи о точечных зарядах и системах, сводящихся к ним, ко второй — все задачи о заряженных телах, размерами которых нельзя пренебречь.

Решение задач первой группы основано на применении законов механики с учетом закона Кулона и вытекающих из него следствий. Такие задачи рекомендуется решать в следующем порядке:

Первый способ

а) Расставить силы, действующие на точечный заряд, помещенный в электрическое поле, и записать для него уравнение равновесия или основное уравнение динамики материальной точки.

б) Выразить силы электрического взаимодействия через заряды и характеристики поля и подставить эти выражения в исходное уравнение.

Силы взаимодействия зарядов можно рассчитать или по закону Кулона, или по формуле F = qE, считая, что один из зарядов находится в поле другого.

Второй способ сводится к расчету электрического поля в той или иной точке пространства, где находится рассматриваемый заряд, им обычно пользуются в тех случаях, когда поля создаются протяженными заряженными телами. Используя последнюю формулу, следует иметь в виду, что она справедлива не только для точечного заряда, но и для заряженных протяженных тел.

в) Если при взаимодействии заряженных тел между ними происходит перераспределение зарядов, к составленному уравнению добавляют уравнение закона сохранения зарядов ((1.1.) См. Конспекты > Тема 1).

г) Далее, как обычно, надо записать вспомогательные формулы и полученную систему уравнений решить относительно неизвестной величины.

д) Проводя вычисления в задачах электростатики, полезно помнить, что множитель k = 1/(4p eо), входящий во многие расчетные формулы, равен k = 9 • 10 Н× м2/Кл2. Именно такое значение k. и нужно подставлять в эти формулы.

 

2.Примеры решения стандартных задач.

 

Пример 1. Два заряда +1.66× 10-9 Кл и +3,33× 10-9 Кл находятся на расстоянии 20 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы он оказался в равновесии?

Дано: q1 = 1.66× 10-9 Кл, q2 = 3,33× 10-9 Кл, r = 0,42 м, e  = 1.

Найти: r1

рис. 1

Решение. Точка, где надо поместить третий заряд q (положительный или отрицательный) лежит на линии, соединяющей эти заряды. Допустим, q - положительный заряд. На него действуют кулоновские силы F1 и F2 (рис. 1) со стороны зарядов q1 и q2. Заряд q находится в равновесии, значит . Значит в проекциях на ось X: F1 – F2 = 0 или F1 = F2. Учитывая, что

Получим

=>

откуда r1 = 0,08 м

 

Пример 2. Два одинаковых небольших шарика массой 0,1 г каждый подвешены на нитях длиной 25 см. После того как шарикам были сообщены одинаковые заряды, они разошлись на расстояние 5 см. Определить заряды шариков.

Дано: m1=m2=m=0,1*10-3 кг, l1= l2= l= 25*10-2 м, =1, r=5*10-2м

Найти q .

рис. 2

Решение. На каждый из отклоненных шариков действуют:

- сила тяжести,

- сила натяжения нити,

- кулоновская сила взаимодействия шариков (рис. 2). Запишем условие равновесия одного из шариков в векторной форме:

Спроецируем это уравнение на координатные оси Х и Y: 

Исключая из этих уравнений Т, получаем T× sina  – F = 0; T× cosa  – mg = 0

Так как

Тогда Поскольку 4l2>>r, то 

 

 

3.Решение задачу.

 

Два положительно заряженных тела с зарядами 1,67 и 3,33 нКл находятся на расстоянии 20 см друг от друга. В какой точке на линии, соединяющей эти тела, надо поместить третье тело с зарядом –0,67 нКл, чтобы оно оказалось в равновесии? Массами тел пренебречь.

 

 

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал
Скачать тест к материалу

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 482 528 материалов в базе

Материал подходит для УМК

  • «Физика. Электродинамика (углублённый уровень)», Мякишев Г.Я., Синяков А.З.

    «Физика. Электродинамика (углублённый уровень)», Мякишев Г.Я., Синяков А.З.

    Тема

    § 1.2. Основной закон электростатики — закон Кулона

    Больше материалов по этой теме
Скачать материал
Скачать тест к материалу

Другие материалы

Самостоятельная работа по физике "Фазовые переходы. Влажность" (10 класс)
  • Учебник: «Физика (углублённый уровень)», Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. и др. / Под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф.
  • Тема: § 20. Агрегатные состояния и фазовые переходы
«Физика (углублённый уровень)», Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. и др. / Под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф.
  • 29.11.2021
  • 110
Самостоятельная работа по физике "Механические свойства твердых тел" (10 класс)
  • Учебник: «Физика (углублённый уровень)», Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. и др. / Под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф.
  • Тема: § 25. Механические свойства твердых тел
«Физика (углублённый уровень)», Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. и др. / Под ред. Пинского А.А., Кабардина О.Ф.
  • 29.11.2021
  • 146

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    Скачать тест к материалу
    • 29.11.2021 175
    • DOCX 66.5 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Говорухин Юрий Юрьевич. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Пожаловаться на материал
  • Автор материала

    Говорухин Юрий Юрьевич
    Говорухин Юрий Юрьевич
    • На сайте: 6 лет и 3 месяца
    • Подписчики: 1
    • Всего просмотров: 30035
    • Всего материалов: 16