Фізика 11 клас

Урок 1. Електричне поле

                   Шановні учні!

 Вивчення фізики в 11 класі починаємо з вивчення електродинаміки.

Тема 1. Електричне поле.

 Тематичне оцінювання №1 - 24 вересня.

 БАЖАЮ УСПІХІВ!!! 

  НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Електризація тіл.

2. Два види електричних зарядів.

3. Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона.

4. Електричне поле.

     
  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1.  Підручник: §§1, 2-1. Вправа 1 (1,3)(Бар'яхтар)

2. Опрацювати конспект.

3. Бажаючим:  Зробити іскри разом із Джоном Траволтою.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Будова атома

                                  2. Електричне поле. Закон Кулона

                                      3. Поняття про заряд і закон Кулона

Урок 2. Напруженість електричного поля

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Електричне поле.

2. Напруженість електричного поля.

3. Силові лінії електричного поля.

4. Накладання електричних полів.

5. Електричне поле точкових зарядів.

  

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (Бар'яхтар) : вивчити §§2-2,2-4,2-5,.  Вправа 2(1,2).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відео "Лінії  напруженості електричного поля"

2. Розв'язуємо задачі на напруженість електричного поля 

Урок 3. Взаємодія електричних тіл

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Виконали ЛР №1. Дослідження взаємодії електризованих тіл.

2. Розв'язали задачі на  взаємодію електризованих тіл.

  

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник  (Бар'яхтар): повторити §§1-2.  Вправа 2(5).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Задача на закон Кулона >>>

Урок 4. Провідники в електричному полі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Речовина в електричному полі.

2. Провідники в електричному полі.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник : вивчити §5.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відео "Провідники в електричному полі" >>>

   Речовини, внесені в електричне поле, можуть суттєво змінити його. Це пов’язано з тим, що речовина складається з заряджених частинок. При наявності зовнішнього поля відбувається перерозподіл заряджених частинок, і в речовині виникає власне електричне поле. Повне електричне поле Е складається з зовнішнього поля Е₀ і  внутрішнього поля Е’ яке створюють заряджені частинки речовини.

   Загалом речовини різноманітні за своїми електричними властивостями. Найбільш широкими класами  речовин є провідники і діелектрики.

Урок 5. Діелектрики в електричному полі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Діелектрики в електричному полі. 
 2. Поляризація  діелектриків. 
 3. Діелектрична проникність речовини. 
 4. Вплив  електричного поля на живі організми.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (Бар'яхтар): вивчити §6.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Діелектрик або ізолятор складається з нейтральних атомів або молекул. Електрони і ядра в нейтральному атомі зв”язані між собою і не можуть переміщатися під дією поля по всьому об”єму тіла, як вільні заряди провідника. Всередині діелектрика може існувати електричне поле.

Розглянемо атом водню. Додатній заряд зосереджений в центрі атома. Електрон рухається навколо ядра з великою швидкістю: один оберт за 10 –15 с. Це дає підставу вважати, що центр розподілу від”ємного заряду припадає на середину атома, тобто збігається з додатньо зарядженим ядром.

Тепер розглянемо молекулу кухонної солі NaCl. Атом Na має один валентний електрон, слабо зв”язаний з атомом, а Cl – сім валентних електронів. Під час утворення молекули Cl захоплює валентний електрон Na. Обидва нейтральні атоми перетворились на систему з двох іонів протилежних знаків.

Центр розподілу додатнього заряду припадає на іон натрію, а від”ємного на іон хлора, тобто утворюється електричний диполь (твердий).

Електричним диполем наз. нейтральну в цілому систему двох однакових за модулем і протилежних за знаком точкових зарядів, що перебувають на де-якій відстані один від одного.

Отже, діелектрики можна поділити на такі види:

Неполярні – що складаються з атомів або молекул, у яких центри розподілу додатніх і від”ємних зарядів збігаються (інертні гази, кисень, водень).

Полярні – що складаються з молекул, у яких центри розподілу додатніх і від”ємних зарядів не збігаються (спирт, вода, сіль,…).

2. Поляризацією діелектрика називають зміщення додатніх і від”ємних зв”язаних зарядів діелектрика в протилежні боки під 

дією електричного поля.

В полярному діелектрику тепловий рух зумовлює хаотичну орієнтацію електричних диполів. На поверхні і в об”ємі діелектрика електричний заряд рівний нулю. І напруженість електричного поля рівна нулю.

Помістимо діелектрик в однорідне електричне поле (між двома металевими пластинами). З боку електричного поля на диполь буде діяти сила, яка прагне розвернути диполь вздовж силових ліній поля.

Біля додатньої пластини на поверхні діелектрика виникають від”ємні заряди диполів, а біля від”ємної – додатні. Тому на поверхні діелектрика виникає зв”язаний заряд. В об”ємі зв”язаний заряд рівний нулю.

В неполярному діелектрику під дією поля молекули деформуються і їх можна розглядати як пружні електричні диполі.

Отже, діелектрик, вміщений в електричне поле, поляризується.

Електричне поле поляризаційних зарядів завжди спрямоване назустріч зовнішньому полю, тому зовнішнє поле всередині діелектрика послаблюється (але не компенсується повністю, як у провідниках), а поблизу діелектрика поле спотворюється.

3. Зв”язаний заряд створює в діелектрику електричне поле Е1, що спрямоване проти напруженості зовнішнього поля зарядів на пластинах Е0. Через це поле всередині діелектрика послаблюється. Напруженість результуючого поля становить:

Е = Е0 – Е1.

Для характеристики електричних властивостей діелектрика вводять фізичну величину – діелектричну проникливість.

Діелектрична проникливість середовища – це фізична величина, що показує, у скільки разів модуль напруженості електричного поля Е всередині діелектрика менший за модуль напруженості поля Е0 у вакуумі:

Напруженість електричного поля точкового заряду або зарядженої кулі, які вміщені в однорідний діелектрик:

Закон Кулона для зарядів в однорідному діелектрику:

1. Відео "Металл и диэлектрик в электрическом поле"

                   2. Відео "Діелектрики в електричному полі"


                          
         3. Відео "Діелектрики в електричному полі"





Запитання для самоперевірки 
1. Яка особдивість будови діелектриків? 
2. Яке явище спостерігається при внесенні діелектрика в електричне поле? 
3. Що таке діелектрична проникність? 
4. Які властивості електретів? 

 Домашнє завдання

1. Підручник: §5. (Бар'яхтар)
2. Вправа 5 (2,3).

Урок 6. Робота під час переміщення заряду в однорідному електростатичному полі. Потенціал електричного поля.

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Робота під час переміщення заряду в однорідному   електростатичному полі. 
2. Потенціал електричного поля.  

3. Різниця потенціалів. 
4. Зв'язок напруженості електричного поля з різницею потенціалів.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник  (Бар'яхтар): вивчити §3,4 Вправа4(1).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відео "Властивості електричного потенціалу" >>>

Запитання для самоперевірки

1. За яких умов в електричному полі виконується робота?

2. Від чого залежить робота в однорідному електричному полі?

3. Як довести, що робота в електричному полі не залежить від шляху?

4. Чому робота при русі зарядженого тіла замкнутою траєкторією дорівнює нулю?

5. Чому електростатичне поле потенціальне?

На уроці ми дізналися

·       Відношення потенціальної енергії Wр заряду q, поміщеного в дану точку поля, до цього заряду називається потенціалом електростатичного поля в цій точці:

·       Різниця потенціалів між двома точками дорівнює відношенню роботи поля під час переміщення заряду з початкової точки в кінцеву до цього заряду:

·       Різниця потенціалів між двома точками поля дорівнює 1 В, якщо під час переміщення заряду в 1 Кл із однієї точки в іншу електричне поле виконує роботу в 1 Дж:

·       Напруженість електричного поля дорівнює різниці потенціалів, що припадає на одиницю довжини уздовж лінії напруженості:

·       Напруженість однорідного поля дорівнює 1 В/м, якщо різниця потенціалів між двома точками, з’єднаними вектором завдовжки 1 м і спрямованим уздовж напруженості поля, дорівнює 1 В.

·       Поверхні рівного потенціалу називають еквіпотенціальними поверхнями.

Урок 7. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ

1. Яку роботу виконує однорідне електростатичне поле на пруженістю 50 Н/Кл при переміщенні тіла із зарядом 4 мкКл на 5 см у напрямі, який утворює кут 60° з напрямом лінії на пруженості поля?
2. Яке значення електричного заряду тіла, якщо при його переміщенні на 10 см в однорідному електричному полі на пруженістю  уздовж силової лінії виконано робо ту  Дж?
3. Лінії напруженості однорідного електричного поля на пруженістю 500 Н/Кл напрямлені вздовж осі ОХ прямокутної системи координат. Визначити роботу з переміщення тіла з зарядом 4 мкКл з точки з координатами (2 м; 1 м) у точку з координатами (3 м; 4 м).
4. Частинка масою  0, 0001мг і зарядом 1 мкКл влітає в одно рідне електричне поле з напруженістю 1000 Н/Кл перпендикулярно до ліній напруженості поля. Визначити роботу поля за першу мілісекунду.
5. Електрон рухається в напрямі ліній напруженості однорідного електричного поля з напруженістю 120 Н/Кл. Яку відстань пролетить електрон до повної зупинки, якщо цого початкова швидкість 100 км/с? За який час електрон пролетить цю відстань?

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник  (Бар'яхтар): повторити  §§4-6. Вправа4(3).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відео "Задачі на електричний потенціал"

  

Урок 8. Електроємність. Електроємність плоского конденсатора

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Електроємність.

2. Електроємність плоского конденсатора.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (Бар'яхтар) : вивчити §§7 (1-3). Вправа7(1,2)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відео "Плоский конденсатор"

КОНСПЕКТ

Електроємністю (ємністю) – провідника С називають величину, що дорівнює відношенню заряду q, наданого провіднику до його потенціалу :

                                   

Одиниця електричної ємності в СІ – фарад, [C] = Кл/В=Ф.

Система з двох провідників розділених шаром діелектрика, товщина якого мала порівняно з розмірами провідників, називається конденсатором.

 Конденсатор бувають плоскі, циліндричні, сферичні.

Електроємність плоского конденсатора:

S – площа пластини, d – відстань між пластинами, ? – діелектрична проникність діелектрика.

Ємність конденсатора з п пластин:

Урок 9. Види конденсаторів. З’єднання конденсаторів

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Види конденсаторів.
2. З’єднання конденсаторів.
3. Енергія електричного поля.
4. Використання конденсаторів у техніці.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник : вивчити  §§7,8. Вправа7(3,4)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Інтернет-урок "Електроємність. Конденсатори" >>>  Конденсатори з’єднують у батареї паралельно або послідовно.
1. Паралельне з’єднання

Паралельне з’єднання – це таке з’єднання при якому однойменно заряджені пластини усіх конденсаторів з’єднують в одну точку (позитивно заряджені пластини – в одну, а негативно заряджені – в іншу)

Напруги на всіх конденсаторах однакові:

U1=U2=…=Un

q = q 1+ q2 + … + qn

Тоді Спар = С1+С2+…+Сn


2. Послідовне з’єднання

Послідовне з’єднання – це таке з’єднання при якому до негативно зарядженої пластини першого конденсатора приєднується позитивно заряджена пластина другого, до негативно зарядженої пластини другого – позитивно заряджена третього і т. д.

Заряди усіх конденсаторів при послідовному їх з’єднанні однакові.

Загальна ємність: 

Потенціальна енергія зарядженого конденсатора:

Для плоского конденсатора:

Густина енергії електричного поля:

Урок 10-11.   Розв'язування задач

НА УРОЦІ РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ:

   1. Два заряди по 3,3·10-8 Кл, розділені шаром слюди, взаємодіють з силою    5.10-2 Н. Визначити товщину шару слюди, якщо її діелектрична проникність дорівнює 8.

   2. Напруженість електричного поля конденсатора ємністю 0,8 мкФ дорівнює 10³ В/м. Визначити енергію конденсатора, якщо відстань між його обкладками 1 мм.

   3. З яким прискоренням рухається електрон у полі, напруженість якого становить 20 кВ/м?

   4. В металевій кулі радіусом 3 см надали заряду 16 нКл. Визначити поверхневу густину заряду і напруженість поля в точках, віддалених від центра кулі на 2 см і 4 см.

   5. Електрон, рухаючись під дією електричного поля, збільшив свою швидкість з 10 до 30 Мм/с. Визначити різницю потенціалів між початковою та кінцевою точками переміщення.

   6. Плоский конденсатор складається з двох пластин площею 80 см2 кожна. Між пластинами повітря. На одній пластині заряд 4·10-9 Кл, напруга між пластинами 180В. Знайти відстань між пластинами.   

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підготуватися до КР №1 "Електричне поле":
1. Підручник : повторити §§1-8.
2. Ревізія задач з вправ 1-7.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відео "Електричне поле. Конденсатор. Розв'язування задач" >>>

2. Відео "Основні закони електростатики" >>>

3. Відео "Електростатика" >>> 

4. Відео "Конденсатор і його властивості" >>>

Урок 12. Контрольна робота №1

Готуємося до КР №1 (22.09)
1. Повторити §§1 - 8.
2. Переглянути розв'язки задач з вправ 1 - 8.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Тест "Електричне поле"

Електричне поле

Прізвище,ім'я


Клас


1. Силова характеристика електричного поля – це його…
Виберіть відповідь


•  а) робота;
•  б) напруженість;
•  в) потенціал.


2. Потенціал електричного поля в міжнародній системі одиниць фізичних величин вимірюють у
Виберіть відповідь


•  а) Дж;
•  б) Н;
•  в) В.


3. Електроємність двох провідників можна обчислити за формулою…
Виберіть із списку

 а) С = q/U; б) C = U/q; в) C = qU.


4. В одній з точок електричного поля потенціальна енергія електричного заряду величиною 400мкКл становить 800мДж. Визначити потенціал даної точки поля.
Відповідь впишіть у віконце


•  а) 2кВ;
•  б) 2В;
•  в) 32мВ.


5. З якою силою взаємодіють два точкові заряди по 10 нКл в вакуумі на відстані 3 см одне від одного?
Відповідь впишіть у віконце


6. Два заряди знаходяться у вакуумі на відстані 2 м один від одного. Посередині між ними помістили третій заряд 10-7 Кл. Яка сила діятиме на цей заряд, якщо значення першого і другого відповідно 2•10-7Кл та 4•10-7 Кл ?
Відповідь впишіть у віконце


7. До якої напруги необхідно зарядити конденсатор ємністю 4мкФ, щоб він отримав електричний заряд 4,4.10-4Кл?




Відповідь впишіть у віконце

Урок 13. Електричний струм

 Починаємо вивчати новий розділ електродинаміки :

 "Електричний струм."

КОНТРОЛЬНА РОБОТА №2 - 6 листопада.

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1. Електричний струм.
2. Умови існування електричного струму.
3. Електричне коло.
4. Сила струму.
5. Напруга.
6. Електричний опір.
7. Закон ома для ділянки кола для ділянки кола.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ 

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
 1. Підручник: §9 (Бар'яхтар)
 2. Вправа 9 (1,2)

Урок 14. Електричні кола з послідовним і паралельним з'єднанням провідників

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Послідовне з'єднання провідників.
2. Паралельне з'єднання провідників.
3. Мішане з'єднання провідників.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Вивчити за конспектом.
2. Розв'язати задачі.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ 
1.  Запитання для самоперевірки
 1. Нарисуйте схему експерименту, у якому встановлюють закон Ома для ділянки кола. 

 2. Як записують і формулюють закон Ома для ділянки кола?

 3. Що називають спадом напруги?

 4. Установіть одиницю опору в СІ і сформулюйте її визначення.

 5. Якою формулою виражають залежність опору провідника від його довжини, поперечного перерізу і речовини?

 6. Що називають питомим опором провідника? Який фізичний зміст цієї величини?

 7. Побудуйте вольт-амперну характеристику провідника.

 8. Як з погляду електронної теорії пояснити поняття "опір провідника"?

 9. Як змінюється сила струму на ділянках послідовного з'єднання кола?

 10. Який зв'язок напруги на кінцях цього кола з напругою на окремих її ділянках?

 11. Напишіть формулу для загального опору послідовно з'єднаних провідників.

 12. Чи різні напруги на кінцях паралельного з'єднання і на його розгалуженнях?

 13. Який зв'язок сили струму в розгалуженій частині цього кола з силами струмів у його гілках?

 14. Як пов'язані між собою сили струмів і опори у гілках паралельного з'єднання провідників?

 15. Напишіть формули для загального опору паралельно з'єднаних провідників.

 2. Розв’яжіть задачу. Відео "Паралельне з’єднанням резисторів"

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Вивчити за конспектом 
 2. Вправа 9(5,6)

Урок 15. Робота та потужність струму

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Робота  електричного струму.
2. Потужність  струму.
3. Теплова дія струму.
4. Міри та засоби безпеки під час роботи з електричними пристроями.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник : вивчити §§12.
2. Розв'язати задачі Вправа12(1,2)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ 
1. Відео "Робота та потужність струму" >>>
2. Відео "Робота та потужність струму"  >>>

Урок 16. Закон Ома для повного кола

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 
    1. Джерела та споживачі електричного струму.
    2. Електрорушійна сила.
    3. Закон Ома для повного кола.

  ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Матеріали до уроку>>>

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
1.  Підручник (К): опрацювати §§10.
2.  Вправа 10 (1,2).
3.  Підготуватися до лабораторної роботи №2 (9.10) - урок18.

Урок 17. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  РОЗ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ
1.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
 1. Повторити закони послідовного і паралельного з’єднання провідників
 2. Задачі 1,2 (умова у зошиті)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Урок 18. Лабораторна робота №2 " Визначення ЕРС і внутрішнього опору джерела струму"

НА УРОЦІ 
   1. Виконали ЛР №2 "Визначення ЕРС і внутрішнього опору джерела струму"
     
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
  1.  Підручник : Повторити §§9-10.
Вправа 10(3).

Урок 20. Електричний струм у металах та його використання 

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНЕМО

1. Електронна провідність металів.

2. Експериментальне доведення природи носіїв зарядів у металах:

          - дослід Рікке.

          - дослід Мандельштамма і Папалексі.

          - дослід Стюарта і Толмена.

3. Швидкість упорядкованого руху електронів у металевому провіднику.

4. Надпровідність.

 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 

Відео: Електричний струм у металах

Носіями струму в металах є вільні електрони. Електрони, розміщені на зовнішній оболонці, слабко зв’язані з ядром атома. Їх називають зовнішніми або валентними електронами, оскільки вони визначають властивість даного елемента – здатність його атомів входити в хімічний зв’язок з певним числом інших атомів.

Валентні електрони кожного атома металу мають здатність вільно рухатись в межах даного кристалічного тіла. Сукупність вільних електронів можна розглядати як електронний газ, що має властивості деякого ідеального газу. Якщо ж електричне поле відсутнє, вільні електрони рухаються хаотично. У зовнішньому електричному полі напруженістю  на кожний електрон діє сила еВ, яка примушує електрони рухатися в одному напрямі, тобто виникає електричний струм. Опір металів обумовлений дефектами решітки і тепловими коливаннями решітки. Під час охолодження деяких металів і сплавів нижче певної критичної температури їх опір наближується до нуля. Це явище називають надпровідністю. Явище надпровідності відкрив у 1911 р. голландський фізик Г. Камерлінг – Оннес, вивчаючи електропровідність ртуті при низьких температурах ( 4,1 К ).

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 

 1. Підручник : §13

 2. Вправа13(2)
 3. Задача
  До якої температури треба охолодити мідний провід, щоб його опір зменшився на 20 %? Початкова температура дорівнює 0 °С. 
    Питання для самоперевірки.
1. Назвіть речовини, що є провідниками електричного струму.
2. Які потрібні умови для існування електричного струму в провідниках.
3. Що називають електричним струмом у металах?
4. Чим зумовлено електропровідність металів?
8. За якою формулою визначають силу струму в провіднику?
9. Яка залежність струму в провіднику від напруги? Побудуйте графік цієї залежності.
10. Який характер залежності опору металів від температури? Побудуйте графік цієї залежності. Поясніть цю залежність з погляду електронної теорії.
11. Наведіть формулу залежності питомого опору провідника від температури.
12. Що називають температурним коефіцієнтом опору? Який його фізичний зміст?
13. Побудуйте графік залежності питомого опору від температури.

Урок 21. Електричний струм у рідинах та його використання

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 
   1. Електроліти.
   2. Дисоціація.
   3. Електричний струм в електролітах.
   4. Закони електролізу (закони Фарадея).
   5. Хімічний еквівалент речовини.
   6. Застосування електролізу.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
1.  Підручник : опрацювати §14.
2. Вправа14 (1,2)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Електричний струм у рідинах

Електроліти – це речовини, електричний струм у яких завжди супроводжується їх хімічними змінами. Це розчини солей, кислот і лугів у воді. У таких розчинах постійно відбувається розпад молекул на іони. Цей процес називається електролітичною дисоціацією. Внаслідок дисоціації в розчині утворюються позитивні (катіони) іони металів і водню, та негативні (аніони) іони кислотних залишків і гідроксильної групи. У стані динамічної рівноваги розчин характеризується ступенем дисоціації  – відношенням числа n молекул, які дисоціювали на іони, до загального числа n₀ молекул речовини:

При підвищенні температури питомий опір електроліту зменшується, а питома провідність збільшується. 

Проходження електричного струму через електроліт супроводжується явищем електролізу – виділення на електродах речовин, що входять до складу електроліту. Англійський фізик М. Фарадей в 1833 р установив закони електролізу.

Перший закон електролізу: маса m речовини, яка виділяється на електроді, пропорційна електричному заряду Q, що пройшов через електроліт:

( І=Q/t – сила пропорційного струму, що проходить через розчин за час t).

k – електрохімічний еквівалент речовини, який дорівнює масі речовини, що виділилася на електроді під час проходження через електроліт заряду в 1 Кл.

Другий закон електролізу: електрохімічний еквівалент речовини пропорційний їх хімічному еквіваленту:

,

де М – молярна маса, F – стала Фарадея,

F = 9,65·10⁷ Кл/кг ? 96500 Кл/моль.

      - об’єднаний закон електролізу Фарадея.

Електроліз використовують для добування чистих металів, покриття металевим шаром виробів з металів (гальваностегія), електролітичного полірування (гальванопластика).

Урок 22. Електричний струм у газах та його використання

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 

1. Газовий розряд

2. Іонізація газу.

3. Два види газового розряду: несамостійний і самостійний.

4. Види самостійного розряду:

             тліючий;

             іскровий;

             дуговий;

             коронний.

5. Плазма.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 

  1.  Підручник : опрацювати §§15.  Вправа 15(1)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

           Шановні учні! 

      Пропоную переглянути відеоролики з теми "Електричний струм у газах".

                  1. Відео "Тліючий розряд". 

                          2. Відео "Іскровий розряд".

                     3. Відео "Дуговий розряд". 

                              4. Відео "Коронний розряд".

                              5. Відео "Коронний розряд".

  

              6. Відео "Електричний струм у газах".

3. Конспект

Гази. Гази за нормальних умов погано проводять електричний струм,

тобто є ізоляторами. Газ складається з нейтральних атомів і молекул. Внаслідок зовнішніх дій (опромінювання ультрафіолетовим, рентгенівським, радіоактивним випромінюванням, нагрівання і т.д.) газ іонізується, тобто від атомів і молекул відриваються електрони. Внаслідок іонізації утворюються позитивні іони і електрони. Коефіцієнт іонізації ? називають відношення числа іонів N, що виникли, до числа молекул газу N₀ в даному об’ємі.

Поряд з іонізацією відбувається зворотній процес – рекомбінація, тобто об’єднання іона і електрона в нейтральну молекулу або атом.

Енергію, яку потрібно затратити для іонізації газу, називають енергією іонізації. Для різних газів енергія іонізації має різне значення і залежить від будови атома чи молекули. Необхідна умова іонізації – надання електронам значної швидкості:

, де А_і - робота іонізації, m i V – відповідні швидкість і маса електронів.

Процес проходження струму через газ називають газовим розрядом. Газовий розряд, який відбувається під дією іонізатора, називається несамостійним (ділянка 0 – 2).

Вольт – амперна характеристика (залежність сили струму в колі від напруги) має такий вигляд (Рис. 37).

При несамостійному газовому розряді закон Ома не справджується (не існує пропорційної залежності між силою струму і прикладеною напругою). Починаючи з деякої напруги, сила струму не змінюється, настає насичення.

Струм насичення – це такий струм, під час якого всі заряджені частинки досягають електродів. Щоб збільшити струм насичення, треба збільшити дію іонізатора. Починаючи з деякої напруги, розряд продовжується після припинення дії іонізатора (ділянка 2-3). Такий розряд називається самостійним. Під впливом сильного електричного поля відбувається ударна іонізація електронів. Існують такі типи самостійного розряду: тліючий, коронний, іскровий, дуговий.

Тліючий розряд виникає при низьких тисках (. Він виникає внаслідок ударної іонізації газу в трубці і додаткового вибивання електронів з катода позитивними іонами. Тліючий розряд використовується в газосвітних трубках для оформлення реклам, в лампах денного світла, в газових лазерах.

Коронний розряд (у самому електричному полі) виникає поблизу зарядженого гострого провідника. Він спостерігається при атмосферному тиску навколо проводів високовольтної лінії. Чим вища напруга, тим товщим має бути провід. У техніці коронний розряд використовують в електрофільтрах, призначених для очищення промислових газів від домішок. Коронний розряд призводить до втрати енергії.

Іскровий розряд виникає у разі великої напруженості електричного поля (30000 В/см). Між електродами виникає електрична іскра, яка має вигляд дуже яскравої смуги складної форми.

Іскровий розряд має переривчастий характер, бо після пробою напруга на електродах значно спадає через те, що проміжок між електродами коротко замикається. Прикладом іскрового розряду є блискавка, пробій діелектрика.

Дуговий розряд. Якщо в колі є потужне джерело, то іскру можна перетворити в електричну дугу. Дуга виникає, якщо привести в контакт, а потім поступово розсовувати два вугільні електроди, які перебувають під напругою. Дуговий розряд виникає тоді, коли внаслідок нагрівання катода основною причиною іонізації газу є термоелектронна емісія – випромінювання електронів дуже нагрітими тілами. Дуговий розряд використовують під час зварювання металів, для освітлення, в дугових електропечах.

Плазма – це повністю іонізований газ, в якому концентрація позитивно і негативно заряджених частинок практично однакові (газорозрядна плазма, іоносфера, міжзоряне середовище).

Плазма з температурою 10⁶ К і більше – гаряча плазма (зорі). Газорозрядну плазму використовують у магнітогідродинамічних генераторах (МГД – генератори) електроенергії для прямого перетворення внутрішньої енергії іонізованого газу в електроенергію.

Урок 23. Електропровідність напівпровідників та її види

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 

  1. Електропровідність  напівпровідників та її види.

  2. Власна провідність напівпровідників.

  3. Домішкова провідність.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 

  1.  Підручник (Б): опрацювати §§16(1-3).   

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відеоурок "Електричний струм у напівпровідниках."

        2. Відео "Напівпровідники n- і p-типу" 

     3. Відео "Струм у напівпровідниках"

Відео "Вплив температури на опір напівпровідника" 

Відео "Залежність опору металів від температури"

               Відео "Відкриття p--n переходу"

                             Відео "Напівпровідники"

Урок 24. Електронно-дірковий перехід

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Електронно-дірковий перехід: його властивості і застосування.
2. Напівпровідниковий діод.

ВИКОНАЛИ ЛР 3 "Дослідження електричного кола з напівпровідниковим діодом".

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (Б.): вивчити §16(4,6);
Виконати домашню ЛР >>>

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Відеоматеріали  >>>

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Чому вимоги до чистоти напівпровідникових матеріалів дуже високі?

2. Яку провідність має кремній з домішкою галію? фосфору? сурми?

3. Як зміниться опір зразка кремнію з домішкою фосфору, якщо ввести в нього домішку галію?

4. Порівняйте залежність опору металів та напівпровідників від температури.

5. Що треба зробити, щоб електропровідність германія й кремнія стала такою самою, як електропровідність металу? діелектрика? Чи збережуться при цьому їхні напівпровідникові можливості?

 1. Відео "p-n перехід"

2. Відео "Напівпровідниковий діод"


ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: § 23. 
 2. Виконати домашню ЛР. "Зняття V-A хар-ки напівпровідникового діода"

Урок 25. Струм у вакуумі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Поняття про вакуум.
2. Термоелектронна емісія.
3. Струм у вакуумі та його застосування.
4. Двохелектродна лампа (діод).
5. Електронні пучки та їх властивості.
6. Електронно-променева трубка.
  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник (Б.): вивчити §17

Урок 25. Розвязування задач. Підготовка до контрольної роботи.

 ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ 

Електричний струм у різних середовищах

№ 1. Опір напівпровідників:
а) зростає із підвищенням температури;
б) зменшується під дією світла;
в) зменшується під дією температури і під дією світла.
№ 2. Основними носіями зарядів у газах є …
а) електрони;
б) іони;
&в) дірки і електрони.
№ 3. Як зміниться сила струму та опір у напівпровідниках при підвищенні температури ?
а) струм збільшиться, а опір зменшиться;
б) струм і опір збільшаться;
в) струм зменшиться, а опір збільшиться.
№ 4. Який із елементів використовується у напівпровідниках як донорні домішки ?
№ 5. Як зміниться маса речовини, яка відкладається на електроді, якщо збільшити струм через електроліт в 4 рази ?
№ 6. До якого виду газового розряду можна віднести блискавку ? 
№ 7. Як називається процес утворення носіїв заряду в напівпровідниках при нагріванні ?
№ 8. Нікелювання поверхні площею 24 см2 відбувається при силі струму 0,15 А. Скільки часу тривало нікелювання, якщо товщина шару нікелю 0,4 мм ? Якщо k= 3,04 · 10-7 кг/Кл, ρ= 8900 кг/м3.
№ 9. Напруга між катодом та анодом у вакуумній трубці дорівнює 2 кВ. Якої швидкості досягає електрон у вакуумній трубці ?

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Відео "Термоелектронна емісія"


 2.  Відео "Електронно-променева технологія".



3 .Анімація "Робота ЕПТ"

Урок 27-28. Контрольна робота №2. Електричний струм

  Урок 26.  Контрольна робота №2. Електричний струм (05.11).
НА УРОЦІ  ВИКОНАЛИ
КР №2. Електричний струм.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити §§13 - 17;

Урок 28.  Аналіз контрольної роботи №2. Електричний струм (06.11)

 Починаємо вивчати тему

 "ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ПОЛЕ"

  (16 год)

 КОНТРОЛЬНА РОБОТА №3 - 11ГРУДНЯ!!!

РОЗГЛЯНЕМО НАСТУПНІ ПИТАННЯ

   Електрична і магнітна взаємодії. Взаємодія провідників зі струмом. Магнітне поле струму. Лінії магнітного поля прямого і колового струмів. Індукція магнітного поля. Потік магнітної індукції.

   Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера. Дія магнітного поля на рухомі заряджені частинки. Сила Лоренца. Момент сил, що діє на прямокутну рамку зі струмом у магнітному полі. Принцип дії електродвигуна.

   Магнітні властивості речовини. Діа-, пара- і феромагнетики. Застосування магнітних матеріалів. (Магнітний запис інформації. Вплив магнітного поля на живі організми.)

   Електромагнітна індукція. Досліди М.Фарадея. Напрям індукційного струму. Закон електромагнітної індукції. Самоіндукція. ЕРС самоіндукції. Індуктивність. Енергія магнітного поля котушки зі струмом.

   Обертання прямокутної рамки в однорідному магнітному полі. Змінний струм. Одержання змінного струму. Генератор змінного струму. Діючі значення напруги і сили струму.     

   Трансформатор. Виробництво, передача та використання енергії електричного струму.

Урок 29

. Електрична і магнітна взаємодії. Магнітне поле струму

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1. Електрична і магнітна взаємодії.
2. Взаємодія провідників зі струмом.
3. Магнітне поле струму.
4. Лінії магнітного поля прямого і колового струмів.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
 1. Підручник: §24 (Кор.)
 2. №№



ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Інтернет-урок "Магнітне поле, його властивості" >>>

1. Відео "Дослід Ерстеда".

2. Відео "Одержання картини магнітного поля прямого струму"

 3. Відеоролик "Силові лінії магнітного поля струму".

 4. Відео "Магнітне поле котушки зі струмом".

 5. Відео "Напрям ліній магнітного поля колового струму".

 6. Відео "Магнітне поле. Досліди" 

Урок 30. Індукція магнітного поля. Потік магнітної індукції

     НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ

1.  Індукція магнітного поля.

2.  Потік магнітної індукції

     ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: §25 (Кор.); вправа 13.

    Вам відомо, що електричне поле характеризується векторною величиною — напруженістю електричного поля. Треба ввести величину, що характеризує магнітне поле кількісно. Справа ця непроста, оскільки магнітні взаємодії складніші за електричні. Характеристику магнітного поля називають вектором магнітної індукції і позначають літерою В. Спочатку ми розглянемо лише напрям вектора В.

    З курсу фізики 9 класу ви знаєте, що магнітне поле створюється як електричним струмом, так і постійними магнітами. Якщо між полюсами підковоподібного магніту підвісити на гнучких дротах рамку зі струмом, то вона повертатиметься доти, поки її площина не встановиться перпендикулярно до ліній, які напрямлені від північного полюса магніту до південного.

   Отже, дія магнітного поля є дією, що орієнтує рамку зі струмом. Це можна використати для визначення напряму вектора магнітної індукції.

 За напрям вектора магнітної індукції беруть напрям від південного полюса S до північного Nстрілки, яка вільно встановлюється в магнітному полі. Цей напрям збігається з напрямом додатної нормалі до замкнутого контуру зі струмом.
                                             

  Додатна нормаль, якщо її порівняти зі свердликом, напрямлена у той бік, куди пересувається свердлик з правою нарізкою, якщо його обертати у напрямі струму в рамці.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Відео "Що таке магнітний потік?". 

Урок 31. Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера

        НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Дія магнітного поля на провідник зі струмом.
2.  Сила Ампера.

     Сила Ампера: FA = IlBsinα.

 Напрямок сили Ампера визначається за правилом лівої руки: якщо розкриту долоню лівої руки розташувати так, щоб вектор магнітної індукції входив у долоню, а чотири витягнутих пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° в площині долоні великий палець покаже напрямок сили, що діє на провідник з боку магнітного поля.

   Значний практичний інтерес має дія магнітного поля на дротяну рамку зі струмом (саме цей ефект використовується у вимірювальних приладах магніто-електричної системи і в електродвигунах). У випадку рамки зі струмом, вертикально підвішеної між полюсами магніту, сили Ампера утворюють пару сил, яка обертає рамку. Найстійкіше положення рамки, коли її площина паралельна торцям магніту, а найнестійкіше — коли ця площина перпендикулярна до торців. 

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: §§26 - 28 (Кор.); вправа 14.

 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ 

1. Відео "Дія магнітного поля на провідник зі струмом".



2. Відео "Сила Ампера". 


 

3. Відео "Сила Ампера". 



4. Відео "Правило левой руки".

 

5. Відео "Напрям магнітного поля біля провідника зі струмом".

 

6. Відео "Правило буравчика. сила Ампера". 

Урок 31. Дія магнітного поля на рухомі заряджені частинки. Сила Лоренца

   НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Дія магнітного поля на провідник зі струмом.
2.  Сила Ампера.    

    Дія магнітного поля на провідник зі струмом обумовлена тим, що це поле діє на заряджені рухомі частинки в провіднику. Силу, що діє з боку магнітного поля на заряджену частинку, називають силою Лоренца на честь голландського фізика X. Лоренца, що вивчав рух заряджених частинок в електричному й магнітному полях.

Розрахунки показують, що модуль сили Лоренца  F = qvBsinα, 

де q — модуль заряду частинки, 

v — модуль її швидкості, В — модуль вектора магнітної індукції, α — кут між швидкістю частинки й вектором магнітної індукції.

     Напрямок сили Лоренца, що діє на позитивно заряджену частинку, визначають за допомогою правила лівої руки:

  якщо розкриту долоню лівої руки розташувати так, щоб вектор магнітної індукції входив у долоню, а чотири витягнутих пальці вказували напрямок швидкості позитивно зарядженої частинки, то відігнутий на 90° в площині долоні великий палець покаже напрямок сили, що діє на частинку.

     На рухому негативно заряджену частинку (наприклад, електрон) сила Лоренца діє в протилежному напрямку.

     Оскільки сила Лоренца спрямована перпендикулярно до швидкості частинки й вектора магнітної індукції, то робота сили Лоренца дорівнює нулю.

     Якщо швидкість матеріальної точки перпендикулярна до сили, що діє на неї, то ця точка рухається по колу. Виходить, електричний заряд у магнітному полі буде рухатися по колу. Слід підкреслити, що магнітна сила при цьому є доцентровою силою, так що 

 де R — радіус кола. Звідси 

     Таким чином,

     магнітне поле хоча й діє на частинку з деякою силою, не змінює кінетичну енергію частинки, але змінює тільки напрямок її руху.

   Дію магнітного поля на рухомий заряд широко використовують у сучасній техніці.

   Дію магнітного поля застосовують й у приладах, що дозволяють розділяти заряджені частинки за їхніми питомими зарядами (q/m). Знаючи радіус, за яким рухається частинка, і її швидкість, можна знайти питомий заряд частинки. Такі прилади одержали назву мас-спектрографів.

    Особливість руху частинок: те, що більш швидкі частинки рухаються по колу більшого радіуса, використовують під час прискорення заряджених частинок у циклотронах.

    Також силу Лоренца можна використати для визначення знака заряду й для досліджень у ядерній фізиці.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

  1. Підручник (Гонч.): § 29.

  2. Вправа 15.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Кінофрагмент "Сила Лоренца". 

     2. Інтернет-урок "Дія магнітного поля на рухомий у ньому заряд" >>>

3.  Інтернет-урок "Застосування сил Ампера і Лоренца в науці і техніці." >>>

Урок 33. Принцип дії електродвигуна

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Момент сил, що діє на прямокутну рамку зі струмом у магнітному полі.

2. Принцип дії електродвигуна.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Вивчити за конспектом.

Вправа 15(3)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Інформація >>>

Відео: Електродвигун постійного струму >>>

Урок 34. Магнітні властивості речовини

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ

     НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ

1. Магнітні властивості речовини.

 2. Діа-, пара- і феромагнетики.

 3. Застосування магнітних матеріалів.

 4. Магнітний запис інформації.

 5. Вплив магнітного поля на живі організми.

ВИКОНАЛИ ЛР №4 "Дослідження магнітних властивостей речовини".

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (Кор.): опрацювати §§30 - 32.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

КОНСПЕКТ

   Залежно від значення відносної магнітної проникності всі речовини можна розділити на дві групи:

1) діамагнетики, для яких μ трохи менше за одиницю (μ < 1);

2) парамагнетики, для яких ц більше за одиницю (μ > 1).

Наприклад, вісмут (μ = 0,999824), мідь (μ = 0,999912), вода (μ = 0,999991), вольфрам (μ = 1,000175), кисень (μ = 1,000017), ебоніт (μ = 1,000014).

Відповідно до різних значень ц речовини по-різному поводяться в магнітному полі.

   Діамагнетики — речовини, що намагнічуються проти напрямку зовнішнього магнітного поля.

За відсутності зовнішнього магнітного поля діамагнетики немагнітні. Під дією зовнішнього магнітного поля кожний атом діамагнетика набуває магнітного моменту, пропорційного магнітній індукції В, й напрямлений назустріч полю. Діамагнетики, які вносять у магнітне поле, послабляють це поле. Це ослаблення можна пояснити виникненням у діамагнетику внутрішнього магнітного поля, напрямленого проти зовнішнього магнітного поля.

   Парамагнетики — речовини, які намагнічуються в зовнішньому магнітному полі в напрямку зовнішнього магнітного поля. Парамагнетики належать до слабомагнітних речовин.

Атоми (молекули або іони) парамагнетика мають свої магнітні моменти, які під дією зовнішніх полів орієнтуються за полем й тим самим створюють результуюче поле, що перевищує зовнішнє. Парамагнетики втягуються в магнітне поле. За відсутності зовнішнього магнітного поля парамагнетик не намагнічений, оскільки через тепловий рух власні магнітні моменти атомів орієнтовані зовсім безладно.

 Феромагнетики

Феромагнетики зазвичай виділяють в окремий клас речовин з низки міркувань:

·       їхня магнітна проникність μ » 1;

·       μ у складний спосіб залежить від магнітної індукції намагнічувального поля;

·       феромагнітні властивості проявляються не в окремих атомах, а в кристалах у цілому;

·       за певної для даного феромагнетика температури феромагнітні властивості його зникають.

Ø  Феромагнетики — матеріали, що мають значну магнітну проникність.

До феромагнетиків належать залізо, кобальт, нікель, деякі сплави й хімічні сполуки.

Магнітна проникність феромагнетиків непостійна. Вона залежить від вектора магнітної індукції. Після вимикання зовнішнього магнітного поля феромагнетик залишається намагніченим, тобто створює магнітне поле в навколишньому просторі.

Упорядкована орієнтація елементарних струмів не зникає після вимикання зовнішнього магнітного поля. Завдяки цьому існують постійні магніти.

Необхідно звернути увагу учнів на те, що самі атоми феромагнітної речовини, будучи ізольованими один від одного, не проявляють ніяких феромагнітних властивостей.

    Феромагнітні властивості — властивості речовини, а не окремих ізольованих атомів.

Отже, для виникнення феромагнетизму в речовині необхідна особлива кристалічна структура феромагнітних тіл.

За температури, більшої за деяку певну для даного феромагнетика, феромагнітні властивості його зникають. Цю температуру називають температурою Кюрі.

Наприклад, температура Кюрі для заліза становить 753 °С, для нікелю — 365 °С , для кобальту — 1000 °С .

Легкі удари в торець сталевого стрижня, розташованого уздовж ліній індукції магнітного поля Землі, полегшують намагнічування стрижня. Сильні удари по постійному магніту можуть спричинити його розмагнічування.

Феромагнетики застосовують у різноманітних технічних пристроях: постійні магніти, ферити, порошкові магніти, магнітні підсилювачі, магнітний звукозапис, магнітна дефектоскопія, магнітні сепаратори.

1. Кінофрагмент "Магнетизм і магнітні властивості речовини". 


  2. Кінофрагмент "Діамагнетики і парамагнетики". 



 3. Кінофрагмент "Точка Кюрі. 



    4. Відео "Модель намагнічування парамагнетика".



 5. Відео "Магнітні властивості речовини".




  6. Відео "Зникнення магнітних властивостей при нагріванні



    7. Анімація "Гіпотеза Ампера". 

Урок 35. Електромагнітна індукція

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ
         1. Електромагнітна індукція.
         2. Досліди М.Фарадея.
         3. Напрям індукційного струму.
         4. Закон електромагнітної індукції.

Напрям індукційного струму

На досліді можна впевнитися, що індукційний струм змінює свій напрям залежно від того, збільшується чи зменшується магнітний потік, а також залежно від того, в який бік направлені лінії магнітної індукції. Користуючись законом збереження енергії, російський фізик Емілій Ленц запропонував правило, за яким визначається напрям індукційного струму.

Правило Ленца: у замкнутому контурі індукційний струм має такий напрям, що створений ним магнітний потік через площу, обмежену контуром, прагне скомпенсувати ту зміну магнітного потоку, яка викликала даний струм.

Застосування правила Ленца:

1. Встановити напрям магнітної індукції зовнішнього магнітного поля.

2. З’ясувати, збільшується чи зменшується потік магнітної індукції цього поля через площу контуру.

3. Встановити напрям ліній магнітної індукції магнітного поля індукційного струму.

4. За правилом правої руки, встановити напрям індукційного струму.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник (Кор.): опрацювати  §§33 - 37.

 2. Вправа 16 (1,2).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Електромагнітна індукція

Урок 36. Самоіндукція

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Самоіндукція.
2. ЕРС самоіндукції.
3. Індуктивність.

• Самоіндукція — явище виникнення електрорушійної сили в провіднику при зміні електричного струму в ньому. 
• Знак електрорушійної сили завжди такий, що вона протидіє зміні сили струму. 
• Самоіндукція призводить до скінченного часу наростання сили струму при вмиканні джерела живлення і спадання струму при розмиканні електричного кола.

РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник (К.): вивчити §39; вправа 21(1).

Урок 37. Енергія магнітного поля котушки зі струмом.

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Енергія магнітного поля котушки зі струмом.

2. Взаємозв’язок електричного і магнітного полів як прояв єдиного електромагнітного поля.

РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ

1. У який момент зазвичай іскрить рубильник: під час замикання або розмикання кола?

2. Чи залежить індуктивність котушки від кількості витків і довжини проводів?

3. Чому живлення потужних електродвигунів відмикають плавно й повільно за допомогою реостатів?

4. Чому для створення струму в колі джерело повинен затратити енергію?

5. Електромагніт з розімкнутим сердечником увімкнений у коло постійного струму. Під час замикання сердечника якорем відбувається короткотривале зменшення сили струму в колі. Чому?

6. Як зменшити індуктивність котушки із залізним сердечником за умови, що габарити обмотки (її довжина й поперечний переріз) залишаться незмінними?

7. Замкнули коло, що містить джерело постійної ЕРС. На що витрачається енергія джерела до й після встановлення постійної сили струму?

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Підручник (К.): вивчити §39; вправа 21(1).

2. Підготуватися до ЛР №5 "Дослідження явища електромагнітної індукції" (07.12)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відео "Вивчення явища електромагнітної індукції"

Урок 38. ЛР №5 "Дослідження явища електромагнітної індукції".

НА УРОЦІ  ВИКОНАЛИ ЛР №5 "Дослідження явища електромагнітної індукції"

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Підручник (К.): вивчити §39; вправа 21(1).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відеофрагмент: Електромагнітна індукція >>>
2. Відео "Електромагнітна індукція" >>>
3. Відео "Електромагнітна індукція. Досліди Фарадея"

Урок 39. Змінний струм

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Обертання прямокутної рамки в однорідному магнітному полі.

2. Змінний струм.

3. Одержання змінного струму.

4. Генератор змінного струму.

5. Діючі значення напруги і сили струму.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити §40.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

  Відео "Змінний струм" >>>

 1. Відео "Принцип дії генератора"

 

 2. Відео "Генератор змінного струму"

 

3. Відео "Генерація електричного струму">>>

Урок 41. Трансформатор

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Будова трансформатора.
2. Види трансформаторів.
3. Коефіцієнт трансформації.
4. Принцип дії.
5. Холостий хід трансформатора.
6. ККД трансформатора.
7. Виробництво, передача та використання енергії електричного струму

Трансформатор

Перетворення змінного струму, при якому напруга збільшується або зменшується у декілька разів практично без втрат потужності, здійснюється за допомогою трансформатора. Трансформатор було винайдено у 1878 році російським ученим Павлом Миколайовичем Яблочковим. Принцип дії трансформатора оснований на явищі електромагнітної індукції. Трансформатор складається з двох котушок (первинної – з’єднаної з джерелом, і вторинної – з’єднаної зі споживачем), намотаних на феромагнітне осердя.

Холостий хід трансформатора – робота трансформатора при розімкнутому вторинному колі. При цьому напруга на обмотках трансформатора пропорційна кількості їхніх витків.

Коефіцієнт трансформації – це величина, яка дорівнює відношенню напруги у первинній і вторинній обмотках. Позначається коефіцієнт трансформації літерою k.

Якщо k > 1, трансформатор є знижувальним (напруга на первинній обмотці більша за напругу на вторинній); якщо k < 1, трансформатор підвищувальний (напруга на первинній обмотці менша за напругу на вторинній).

У сучасних потужних трансформаторах сумарні втрати енергії не перевищують 2–3 %.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Підручник (К.):  вивчити §40.

Задача. Знижувальний трансформатор з коефіцієнтом трансформації 10 підключений до електричного кола напругою 220 В. яка напруга на виході трансформатора, якщо опір вторинної обмотки 0,2 Ом, а опір корисного завантаження 2 Ом?

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Інформація >>>   

2. Для тих, хто хоче знати більше
Відео "Виробництво, передача і розподіл електроенергії" 

  Д

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити §40.

Задача. Знижувальний трансформатор з коефіцієнтом трансформації 10 підключений до електричного кола напругою 220 В. яка напруга на виході трансформатора, якщо опір вторинної обмотки 0,2 Ом, а опір корисного завантаження 2 Ом?

  ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

                1. Відео "Що таке трансформатор"

      2. Відео "Передача електроенергії на відстань".

Контрольні запитання

1. Які функції електричного трансформатора змінного струму?

2. З яких основних частин складається трансформатор?

3. Які обмотки трансформаторів вважають первинними і які вторинними?

4. Що таке холостий і робочий хід трансформатора?

5. Як змінюються втрати напруги в лінії електропередачі в разі підвищення напруги в ній?

6. Як змінюються втрати потужності в лінії електропередачі в разі підвищення напруги в ній?

7. Для чого потрібні трансформатори?

Урок 42. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ
1. Чи може трансформатор: а) мати одну первинну обмотку і кілька вторинних; б) змінювати напругу постійного струму; в) підвищувати напругу одночасно зі збільшенням сили змінного струму?

2. Чи змінює трансформатор частоту сили струму?

3. Чим пояснити, що ККД трансформатора вищий, ніж у найбільш вдалих конструкцій електродвигунів ?

4. Під якою напругою перебуває первинна обмотка ненавантаженого трансформатора, що має 100 витків, якщо вторинна обмотка має 250 витків, а напруга в ній 550 В? Який коефіцієнт трансформації цього трансформатора?

5. Первинну обмотку знижувального трансформатора з коефіцієнтом трансформації 10 увімкнено в мережу з напругою 220 В. Опір вторинної обмотки 4 Ом, а сила струму в ній З А. Визначте ЕРС, індуковану у вторинній обмотці, та напругу на навантаженні.

6. Коефіцієнт трансформації підвищувального трансформатора дорівнює 0,5. Вторинна обмотка має опір 0,2 Ом, а опір навантаження 10,8 Ом. Напруга на навантаженні становить 216 В. Якою напругою живиться трансформатор? Яка сила струму в первинній обмотці? Який ККД трансформатора?

7.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підготуватися до КР №3 ( повторити §§24 - 41).

Розв'язати задачу: Трансформатор збільшує напругу від 220 до 660 В та має в первинній обмотці 840 витків. Обчисліть коефіцієнт трансформації. Скільки витків має вторинна обмотка?

Урок 43. КР №3. Електричне поле

НА УРОЦІ  ВИКОНАЛИ КР №3.


  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Повторити формули з теми.
Розв'язати задачу.

Урок 44. Аналіз КР №3. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  
1. Розглянули типові помилки, допущені у контрольній роботі.
2. Розв'язали задачі.


  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): повторити формули  §§ 24 - 41.
Задача.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Урок 45. Коливальний контур

           Шановні учні!

 Починаємо вивчати тему

"ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ"
                                 (16 год)

 КОНТРОЛЬНА РОБОТА №4 - 3 ЛЮТОГО!!!

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Коливальний контур

2. Виникнення електромагнітних коливань у коливальному контурі.

3. Частота власних коливань контуру.

4. Перетворення енергії в коливальному контурі.

5. Аналогія між електромагнітними та механічними коливаннями.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити §48;  вправа 25(3,4).

Повторити (за 10 клас): механічні коливання

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

                1. Відео: Коливальний контур

             2. Відео: Період і частота коливань

3. Відео "Аналогія механічних та електромагнітних коливань".

   КОНСПЕКТ УРОКУ

Вільні електромагнітні коливання 

   Електромагнітні коливання – це періодичні зміни фізичних величин, які характеризують стан системи провідників. Вільні електромагнітні коливання модна отримати без споживання енергії від зовнішніх джерел, якщо коло буде складатися з пристроїв, які можуть накопичувати електричну і магнітну енергію.
   Найпростіше електричне коло, в якому можуть відбуватися вільні коливання за рахунок початкового надання енергії, складається з конденсатора і котушки індуктивності. Таку систему називають коливальним контуром.
   Якщо конденсатор спочатку зарядити, а потім під’єднати до нього котушку, то в контурі періодично відбуватиметься перетворення електричної енергії конденсатора в енергію магнітного поля котушки.
   Коли конденсатор намагається розрядитися, в електричному колі з’являється електричний струм, сила якого збільшується поступово. Це пов’язано з явищем самоіндукції у котушці. Коли конденсатор повністю розряджений (тобто енергія електричного поля дорівнює нулю), енергія магнітного поля буде максимальною. Як тільки магнітне поле почне зменшуватися, виникне вихрове електричне поле, яке буде підтримувати електричний струм. У результаті конденсатор перезаряджається доти, поки сила струму не буде дорівнювати нулю. У цей момент енергія магнітного поля дорівнює нулю, а енергія електричного поля максимальна. Такі коливання є вільними коливаннями контуру. Якщо б не було втрат енергії, то цей процес продовжувався б дуже довго. Коливання були б незатухаючими.

Урок 46. Гармонічні електромагнітні коливання

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1.Гармонічні електромагнітні коливання

2. Рівняння електромагнітних гармонічних  коливаннь.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): повторити §48.

Вивчити за конспектом.

№№980, 981(Р.)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ: повторюємо механічні коливанн   

Відео:  Резонанс механічних коливань

Відео: Танцюючий міст у США

Урок 47. Розв'язування задач

НА УРОЦІ  РОЗВ'ЯЗАЛИ ЗАДАЧІ

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

№982, 983(Р.)

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

                  Вчимося розв’язувати задачі

      Задача 1. Контур і частоти

 
Задача 2. Осцилограми напруг

           
   Задача 3. Коливання.

Урок 48. Вимушені коливання

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

1. Вимушені коливання.

2. Резонанс.

3. Автоколивання.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): повторити §48; вивчити за конспектом;

№ 984(Р.)

 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Інтернет-урок "Вимушені електромагнітні коливання".

    2. Відео "Коливальний контур"

Урок 50. Утворення і поширення електромагнітних коливань

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Утворення і поширення електромагнітних хвиль.
2. Досліди Г.Герца.
3. Швидкість поширення, довжина і частота електромагнітної хвилі.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити §49; вправа 26(1,2).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

                 1. Відео: Електромагнітні хвилі

          2. Відео: Відкритий коливальний контур 

Урок 50. Шкала електромагнітних хвиль

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 

 1. Шкала електромагнітних хвиль.

 2. Електромагнітні хвилі в природі і техніці.

 3. Властивості електромагнітних хвиль різних діапазонів частот (інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання).

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити §50, 60; вправа 26 (3,4)

 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Відео: Властивості електромагнітних хвиль. 

Відео "Інфрачервоне випромінювання"

            Відео "Ультрафіолетове випромінювання"




         Відео "Спектр електромагнітних хвиль




         Відео "Шкала електромагнітних хвиль"



                  Відео "Види випромінювання"

Урок 53. Шкала електромагнітних хвиль

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1.  Радіохвилі, їх класифікація.
2. Особливості поширення радіохвиль
3. Фактори, що впливають на дальність і якість радіохвиль

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Відео "Поширення радіохвиль" >>>
2 Інформація про радіохвилі.
    Радіохвилі поділяються на довгі, середні, короткі та ультракороткі.
    Довгі хвилі (від 1 до 10 км) зазнають відчутної дифракції біля земної поверхні й притягуються до Землі наведеними ними індукційними струмами в земній корі; поширюються далеко за горизонт.
    Середні хвилі (від 100 до 1000 м) обумовлюють стійкий радіозв’язок між віддаленими пунктами на земній поверхні поза межами прямої видимості завдяки відбиванню радіохвиль від іоносфери і здатності радіохвиль огинати опуклу земну поверхню. Саме тому радіозв’язок в діапазоні середніх хвиль є найбільш надійним уночі та взимку.
    Короткі хвилі (10—100 м) поширюються прямолінійно від випромінювальної антени (зазнаючи незначної дифракції) і, відбиваючись від іоносфери Землі, повертаються до її поверхні; поширюються далеко за горизонт.
    Ультракороткі хвилі (менш ніж 10 м) пронизують іоносферу (космічний зв’язок), а також розповсюджуються вздовж поверхні Землі, у зоні прямої видимості (УКХ радіостанції, телебачення, мобільний телефон). 
   Для радіозв'язку використовуються  12 діапазонів радіохвиль.
Міріаметрові хвилі (100-10 км),
кілометрові хвилі 10 - 1 км),
гектометрові хвилі (1000-100 м),
декаметрові хвилі (100-10 м),
метрові хвилі (10-1 м),
дециметрові хвилі (1,0-0,1 м ),
сантиметрові хвилі (10-1 см),
міліметрові хвилі (10 - 1 мм),
дециміліметрові хвилі (1,0-0,1 мм).
    Діапазон міріаметрових хвиль (3 - 30 кГц) використовується, як правило, для радіозв'язку під водою, діапазони кілометрових (30-300 кГц) і Гектометрові (300 - 3000 кГц) хвилі застосовуються у звуковому радіомовленні та міжнародної рятувальній службі.
    На декаметрових хвилях (короткохвильовий діапазон 3-30 МГц) працюють системи далекого звукового радіомовлення, далекого радіотелефонного і телеграфного радіозв'язку.
     Сучасні системи радіозв'язку, призначені для передачі багатоканальних телефонних повідомлень, телебачення, передачі даних зі швидкостями до десятків мегабіт в секунду, працюють в метровому (30-300 МГц), дециметровому (300-3000 МГц) і сантиметровому (3-30 ГГц) діапазонах хвиль.
    Надійність роботи радіоелектронної системи, складовою частиною якої є тракт розповсюдження радіохвиль, повною мірою визначається також надійністю проходження хвиль по тракту. Саме в цьому і полягає роль процесів розповсюдження у сучасній радіоелектроніці.

Урок 54. Принцип дії радіотелефонного зв'язку

 НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ

   1.Відкриття радіо О. С. Поповим

   2.  Принцип радіозв'язку.

   3. Модуляція.

   4. Детектування. 
   5. Будова детекторного радіоприймача.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підручник (К.): вивчити  за конспектом

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відео "Винайдення радіо" >>>

  1. Відео "Принцип радіозв'язку."

                        2. Відео "Модуляція"  

                 3. Відео "Попов і Марконі"

        4. Відео "Винайдення радіо О.С. Поповим"

                                 2. Конспект уроку

   Досліди Герца зацікавили фізиків усього світу. У Росії одним із перших почав вивчати електромагнітні хвилі викладач офіцерських Мінних класів у Кронштадті Олександр Степанович Попов. Почавши з дослідів Герца, він знайшов більш надійний спосіб реєстрації електромагнітних хвиль. Учений запропонував спеціальний прилад – когерер, який приймав електромагнітні хвилі. 

    Радіозв'язок — передача та прийом інформа­ції за допомогою радіохвиль, які поширюються в просторі без проводів.

  Принцип радіозв’язку: змінний струм високої частоти, утворений у передаючій антені, викликає в навколишньому просторі змінне електричне поле, яке поширюється у вигляді електромагнітних хвиль. Досягнувши приймальної антени, електромагнітна хвиля викликає в ній змінний струм такої ж частоти, на якій працює передавач. 

   При радіотелефонному зв’язку звукові коливання перетворюються за допомогою мікрофону в електричні коливання тієї ж форми, але низької частоти. Для їх передачі на великі відстані необхідно провести модуляцію. Модуляція – зміна одного або кількох параметрів високочастотного коливання за законом низькочастотного коливання. Модуляцію коливань можна здійснювати, змінюючи їх амплітуду, частоту або фазу.

    На приймальній станції з модульованих коливань виділяють сигнали звукової частоти. Для цього використовують детектор. Детектування – процес виділення низькочастотних коливань із прийнятих модульованих коливань високої частоти.

Принципова схема сучасного радіотелефонного зв’язку зображена на рисунку.

Основні етапи радіотелефонного зв’язку: генерація незатухаючих електромагнітних коливань; модуляція; випромінювання електромагнітних хвиль у навколишній простір; детектування; виділення коливань низької частоти, які підсилюються й перетворюються у звук.

Урок 55. Радіомовлення і телебачення

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 
1. Розвиток радіооповіщення.
2. Телебачення. Винахідники телебачення.
3. Телебачення сьогодні.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
Підручник (К.): вивчити за конспектом
 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Телебачення та радіомовлення >>>
2.. 90 років тому представили перший телевізор

90 років тому,  26 січня 1926 року,  було продемонстровано дію першого механічного телевізора.
Детальніше >>>

3. Історія телебачення >>>
4. Відео "Розвиток радіомовлення" >>> 
5. Вплив телебачення >>>

6. Широкого застосування дістали електромагнітні хвилі в сучасній системі телебачення, тобто передванні зображень на відстань за допомогою ультракоротких електромагнітних хвиль. Десятки тисяч телевізійних станцій у багатьох країнах світу регулярно ведуть передачі, які дивляться сотні мільйонів глядачів. Принципова схема одержання і приймання телевізійного сигналу мало відрізняється від принципової схеми радіотелефонного зв’язку. Для того щоб здійснити передавання й приймання електромагнітних хвиль, що несуть звукову та оптичну інформацію, потрібно:

1) створити високочастотні електромагнітні коливання (за допо­могою генератора електромагнітних коливань);

2)накласти на високочастотні коливання звукову та оптичну інформацію (досягається модуляцією високочастотних

коливань ко­ливаннями нижчої частоти);

3)забезпечити випромінювання електромагнітних хвиль у нав­колишнє середовище (за допомогою передавальної

антени);

4)забезпечити приймання електромагнітних хвиль (за допомо­гою приймальної антени та резонуючого коливального контуру);

5)зняти з прийнятого високочастотного сигналу звукову та оптичну інформацію (за допомогою детектора та фільтра).