Тема: Электрическое поле. Закон Кулона. Напряженность электрического поля.
Цель: объяснить взаимодействие заряженных тел существованием электрического поля вокруг них, ввести понятия электрического поля и напряженности, сформулировать закон сохранения электрического заряда, ознакомить учащихся с одним из основных законов электростатики – законом Кулона.
Задачи урока:
развивающие:
- развить умение анализировать, выдвигать гипотезы, связно строить предположения, наблюдать и экспериментировать; развить умение выражать мыслью результаты собственной деятельности; развить коммуникативную компетенцию (позитивные навыки общения; умение корректно вести учебный диалог).
образовательные:
- раскрыть материальное содержание электрического поля, дать понятие напряженности электрического поля; ознакомить с законом сохранение электрического заряда, законом Кулона.
воспитательные:
- пробудить познавательный интерес к предмету и окружающим явлениям; воспитать трудолюбие, аккуратность, уважительное отношение к окружающим.
Тип урока: Урок усвоения новых знаний
Формы и методы создания акмеологического пространства урока:
|
Оборудование: эбонитовая палочка, ткань, электрофорная машина, металлическая гильза, султаны, ручки, поурочные карты учащихся, презентация Power Point, магнитная доска, компьютер, мультимедийный проектор, экран.
ХОД УРОКА
- Орг. момент.
Взаимное приветствие учителя и учеников.
Проверка отсутствующих и готовности учащихся к уроку.
- Мотивация обучения.
Учитель. Я рада видеть вас сегодня на уроке, надеюсь, что вы будете активными, внимательными, а время пролетит незаметно и будет для вас приятным и полезным.
Создание проблемной ситуации в ходе демонстрации физического эксперимента.
Учитель. На демонстрационном столе находится, подвешенная на нити металлическая гильза. Подношу эбонитовую палочку, потёртую о шерсть. Что мы наблюдаем?
Предполагаемый ответ. Наблюдаем притяжение гильзы к палочке.
Учитель. Как вы думаете, в чем причина наблюдаемого явления?
Предполагаемый ответ. Гильза наэлектризовалась, получила заряд, палочка и гильза взаимодействуют.
Учитель. Но мы же с вами знаем, что тела электризуются при трении или соприкосновении. Как же объяснить наблюдаемое явление? (Учащиеся затрудняются ответить на вопрос). Ответ на этот вопрос мы дадим в ходе нашего сегодняшнего урока. Но перед тем, как перейти к изучению нового материала повторим материал предыдущего урока. Каждый из вас получил карту, с которой будет работать на данном уроке. В ней отражены все основные моменты нашего урока.
- Актуализация опорных знаний и учений.
1. Индивидуальная работа учащихся при заполнении таблицы №1 в поурочной карте с использованием знаний, полученных на прошлом уроке.
Максимальное количество баллов за выполнение задания – 2,5 баллов.
Таблица 1.
Обозначение электрических зарядов | Виды зарядов | Приборы для обнаружения и сравнения электрических зарядов | Единица измерения электрического заряда | Частица, обладающая наименьшим электрическим зарядом |
С целью проверки правильности выполнения задания один из учеников демонстрирует его выполнение (таблица заранее подготовлена на доске), остальные проверяют свои ответы на местах и выставляют заработанное количество баллов.
К доске выходит ученик, который на предыдущем уроке получил задание по подготовке вопросов к материалу параграфов, заданных на дом. Полный и правильный ответ на каждый вопрос оценивается в 1 балл. Ученика, задающего вопросы, оценивает учитель.
III. Ознакомление с темой и заданиями урока.
Учитель. Тема нашего занятия: «Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля» (Слайд 1).
В тетрадях ученики записывают дату и тему урока.
IV. Работа над новым материалом.
Проблемное изложение с блочным закреплением материала
Учитель. Вернемся к опыту, проведенному в начале занятия. Опыт показал, что даже при отсутствии непосредственного контакта гильза на нити отклоняется от вертикального положения. Как видим, заряженные тела способны взаимодействовать на расстоянии. Как при этом передаётся действие одного тела другому? Может быть, причина в воздухе между ними? Однако опыт показывает, что воздух не влияет на передачу электрического взаимодействия. Изучая взаимодействие наэлектризованных тел, учёные Майкл Фарадей и Джеймс Максвелл установили, что в пространстве вокруг электрического заряда существует электрическое поле. С помощью этого поля и происходит электрическое взаимодействие.
Электрическое поле – особый вид материи, который существует независимо от нас и наших знаний о нем, создается электрическим зарядом и проявляет себя по действию на заряд.
Электрическое поле заряженного тела действует с определенной силой на любое другое заряженное тело, находящееся в данном поле. Электрическое поле можно обнаружить, если в пространство, которое окружает заряд, внести другой заряд. Обычно для исследования свойств поля пользуются положительным зарядом, который называют пробным. При этом считают, что пробный заряд не изменяет поля, которое изучают, есть пренебрегают его собственным полем.
Недостаточно утверждать, что электрическое поле существует. Надо ввести количественную характеристику поля. После этого электрические поля можно будет сравнивать друг с другом, и продолжать изучать их свойства.
Силовой характеристикой электрического поля является напряженность.
Напряженностью поля в данной точке называют векторную физическую величину, равную отношению силы, действующей на заряд, внесенный в данную точку поля, к значению этого заряда.
Единица напряженности Н/Кл.
Электрическое поле графически изображают силовыми линиями, или линиями напряженности поля. Ими называют линии, касательные к которым в каждой точке совпадает с вектором напряженности в данной точке поля. Линии напряженности начинаются на положительном заряде, а заканчиваются на отрицательном. (Слайд 2)
Демонстрация силовых линий электрического поля с помощью султанов и электрофорной машины.
Закрепление понятий электрическое поле, напряженность.
В поурочных картах учеников имеются условия 3-х задач. Первую задачу учитель решает на доске, а ученики записывают её решение в свои карты. Вторую задачу предлагается решить одному из учащихся у доски, остальные продолжают работать с картами. Учащимся, которые быстрее решают вторую задачу, предлагается самостоятельно решить третью задачу. За решение каждой задачи учащиеся получают по 2 б.
Учитель. А теперь поиграем в игру «Оптимисты и пессимисты» (вызывает 2-х учащихся). Вы два нейтральных тела: одно оптимист, другое пессимист. Вы взаимодействуете (рукопожатие). В результате одно из вас отдает электрон другому. Какой заряд у каждого из вас? Какой общий заряд в вашей системе тел?
Предполагаемый ответ. У одного положительный заряд, у второго – отрицательный. Общий заряд системы равен нулю.
Учитель. Можно сделать вывод, что явление электризации подчиняется закону сохранения электрического заряда. Во всех явлениях электризации тел в замкнутой системе суммарный электрический заряд сохраняется. (Слайд 3)
Учитель. Мы с вами рассматриваем электрические поля, создаваемые неподвижными зарядами. Такие поля называются электростатическими. Раздел физики, в котором изучаются свойства и взаимодействие неподвижных электрических зарядов и свойства электростатических полей, называется электростатикой.
Основной закон электростатики – закон взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов (электрически заряженных тел, размеры которых малы по сравнению с расстояниями между ними) – экспериментально установил французский физик Ш. Кулон в 1785 г., и поэтому его назвали законом Кулона.
С помощью крутильных весов ученому удалось установить, как взаимодействуют друг с другом неподвижные заряды. Крутильные весы (Слайд 4) состоят из стеклянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволочке. На одном конце палочки закреплен маленький металлический шарик, а на другом – противовес. Еще один металлический шарик закреплен неподвижно на стержне, который, в свою очередь, крепится на крышке весов. При сообщении шарикам одноименных зарядов они начинают отталкиваться друг от друга. Чтобы их удержать на фиксированном расстоянии, упругую проволочку нужно закрутить на некоторый угол. По углу закручивания проволочки определяют силу взаимодействия шариков.
Закон Кулона: Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
(Слайд 5)
где k – коэффициент пропорциональности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины в вакууме. 
Н* м2 /Кл2.
Коэффициент пропорциональности в законе Кулона в СИ определяют по формуле: 
Закон Кулона в СИ записывают в виде: 
Величину 
Кл2/(Н*м2) называют электрической постоянной, это одна из физических констант.
Если заряды находятся не в вакууме, а в какой-либо среде, то закон Кулона имеет вид:
или 
где е – диэлектрическая проницаемость среды, показывающая во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме больше силы взаимодействия тех же самых зарядов данной среде.
Силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела.
Закрепление закона Кулона.
В поурочных картах учеников имеются условия 2-х задач. Первую задачу учитель решает на доске, а ученики записывают её решение в свои карты. Вторую задачу предлагается решить одному из учащихся у доски, остальные продолжают работать с картами. За решение каждой задачи учащиеся получают по 2 б.
V. Закрепление изученного материала с использованием приема «Видимо-невидимо».
На экране появляются слова: электрическое поле, электризация, напряженность, электроскоп, электрический заряд, закон Кулона, взаимодействие. Через 1 минуту учащиеся должны записать запомнившиеся слова. (Слайд 6)
VI. Рефлексия.
На уроке я …
- узнал…
- понял…
- научился…
- наибольшие трудности почувствовал…
- изменил свое отношение… (Слайд 7)
VII. Подведение итогов. Выставление оценок.
Оценивание работы учеников на уроке, анализ достижения цели и задач урока.
VIII. Д/з (Слайд 8)
- § 5, 6; стр. 39, зад.6 № 2, 3;
- решить тестовые задания на стр. 41-42
- подготовить доклад на тему «Влияние электрического поля на живые организмы»
Карта ученика. Тема урока: «Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля». |
1. Заполнить таблицу.
Таблица 1.
Обозначение электрических зарядов | Виды зарядов | Приборы для обнаружения и сравнения электрических зарядов | Единица измерения электрического заряда | Частица, обладающая наименьшим электрическим зарядом |
2. Записать определения и формулы.
Электрическое поле - __________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________ - силовая характеристика электрического поля.
Напряженность – векторная величина.
Линии напряженности электрического поля (силовые линии электрического поля) - __________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________
Решить задачи. На заряд 2∙10-7 Кл в некоторой точке электрического поля действует сила 0,015 Н. Определить напряженность поля в этой точке.
Чему равна сила, с которой электрическое поле в некоторой точке действует на заряд 4,5∙10-6 Кл, если напряженность поля в этой точке имеет значение 400Н/Кл?
На заряд, помещенный в некоторую точку поля, действует сила 9 мН. Напряженность поля в этой точке равна 900 Н/Кл. Определить величину заряда.
Закон сохранения электрического заряда: алгебраическая сумма зарядов электрически изолированной системы постоянна.
4. Решить задачи.
1. На каком расстоянии друг от друга заряды 1 мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?
2. Два одинаковых по величине и знаку заряда, которые находятся в вакууме на расстоянии 3 м друг от друга, отталкиваются с силой 0,4 Н. Определить величину зарядов.
5. Игра «Видимо-невидимо».
________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Рефлексия.
На уроке я …
- узнал ______________________________________________________________
- понял ______________________________________________________________
- научился ___________________________________________________________
- наибольшие трудности почувствовал ___________________________________
- изменил свое отношение _____________________________________________
