Урок по физике по тема: «Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.»

  • Цели
  • Воспитательная
  • Развивающая
  • Ход урока.
  • 2.Актуализация имеющихся знаний.
  • 1. Силы, действующие на заряды, правильно указаны на рисунке
  • 2. Если две заряженные материальные точки
  • 4. Единица измерения электрического заряда (в СИ)
  • 5. Водяная капля с электрическим зарядом 2 . 10 -8 Кл соединилась с другой каплей, обладающей зарядом 2 . 10 -8 Кл. Заряд образовавшейся капли равен
  • 6. От водяной капли, обладающей электрическим зарядом 2е, отделилась маленькая капля с зарядом -3е. Электрический заряд
  • 2. Известно, что натиранием о шерсть заряжаются палочки из резины, серы, эбонита, пластмассы, капрона. Заряжается ли при этом шерсть
  • 3. Как взаимодействуют друг с другом эбонитовая палочка, наэлектризованная трением о мех, и стеклянная палочка, наэлектризованная трением о шёлк
  • 4. Нейтральная капля разделилась на две. Первая обладает электрическим зарядом q . Каким зарядом обладает вторая капля
  • 5. Можно ли создать или уничтожить электрический заряд
  • 6. Алгебраическая сумма
  • ГР (Вопросы на слайдах и карточках)
  • 3. Объяснение нового материала.
  • Международной системе единиц
  • 1 кулон – это точечный заряд, который действует в вакууме на равный ему точечный заряд, расположенный на расстоянии, равном 1 м, силой 9•10 9 Н.

  • Скачать 27.51 Kb.


    Дата24.09.2017
    Размер27.51 Kb.

    Скачать 27.51 Kb.

    Урок по физике

    по тема: «Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.»

    Тип урока: изучение нового материала.

    Цели:

    Образовательная:

    • Рассмотреть, как происходит взаимодействие точечных зарядов.

    • Добиться понимания учащимися закона Кулона, его физического смысла и границ применения.

    • Сравнить электростатические и гравитационные силы.

      Электри́ческий заря́д (коли́чество электри́чества) - это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.
      Гравита́ция (притяже́ние, всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) (от лат. gravitas - «тяжесть») - универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами. В приближении малых (по сравнению со скоростью света) скоростей и слабого гравитационного взаимодействия описывается теорией тяготения Ньютона, в общем случае описывается общей теорией относительности Эйнштейна.

    Воспитательная:

    • формирование научного мировоззрения.

    • формирование основных навыков решения задач на применение закона Кулона.

      Научная картина мира - одно из основополагающих понятий в философии науки - особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих свойствах и закономерностях мира, научная картина мира существует как сложная структура, включающая в себя в качестве составных частей общенаучную картину мира и картины мира отдельных наук. Картины мира отдельных наук, в свою очередь, включают в себя соответствующие многочисленные концепции - определённые способы понимания и трактовки каких-либо предметов, явлений и процессов объективного мира, существующие в каждой отдельной науке.
      Реше́ние зада́ч - процесс выполнения действий или мыслительных операций, направленный на достижение цели, заданной в рамках проблемной ситуации - задачи; является составной частью мышления. С точки зрения когнитивного подхода процесс решения задач является наиболее сложной из всех функций интеллекта и определяется как когнитивный процесс более высокого порядка, требующий согласования и управления более элементарными или фундаментальными навыками.

    Развивающая:

    • развитие умений наблюдать, анализировать, сравнивать и делать выводы.

    Оборудование: учебник 8 класс «Физика и астрономия», проектор, экран, доска, компьютерная презентация, раздаточный материал.

    План урока:

    1. Организационный момент (2 минуты).( создание кол.среды)

    2. Актуализация имеющихся знаний (10 минут).(взаимопроверка, ГР)

    3. Объяснение нового материала (15 минут).( инд.работа , фронт.опрос)

    4. Решение задач (14 минут).( диф.задание,ТиО,гр)

    5. Домашнее задание, подведение итогов ,рефлексия.

      Домашнее задание - задание, задаваемое учителем (преподавателем) ученику (студенту) для самостоятельного выполнения после уроков (пар). Домашнее задание призвано предупредить забывание нового изученного на уроке материала, усвоение которого носит концентрированный характер[источник не указан 1368 дней].
      (4 минуты).

    Ход урока.

    1. Организационный момент.

    - Здравствуйте! Садитесь.

    - Ребята, в течение двух последних уроков мы с вами рассматривали начала электростатики, ее качественные законы (особенности). Начиная с этого урока, мы приступим к изучению количественных законов электромагнитных взаимодействий, а сегодня рассмотрим основной закон электростатики – закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц (закон Кулона).

    Конститу́ция (от лат. constitutio - устройство, установление, сложение) - основной закон государства, особый нормативный правовой акт, имеющий высшую юридическую силу. Конституция определяет основы политической, правовой и экономической систем государства.
    Электромагни́тное взаимоде́йствие - одно из четырёх фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие существует между частицами, обладающими электрическим зарядом. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля.

    - Но прежде, давайте вспомним, что мы с вами изучили на прошлом уроке.

    2.Актуализация имеющихся знаний.

    1. Тест

    1 вариант

    1. Силы, действующие на заряды, правильно указаны на рисунке

    hello_html_m2c255fa5.png

    1. только А

    2. только Б

    3. только В

    4. Б и В

    5. А и В

    2. Если две заряженные материальные точки притягиваются, то обязательно

    1. обе имеют положительный заряд

    2. обе имеют отрицательный заряд

    3. одна имеет положительный заряд, а другая – отрицательный

    4. либо обе имеют положительный заряд, либо обе имеют отрицательный заряд

    3.

    Материа́льная то́чка (частица) - простейшая физическая модель в механике - обладающее массой тело, размерами, формой, вращением и внутренней структурой которого можно пренебречь в условиях исследуемой задачи.
    Если две заряженные материальные точки отталкиваются, то обязательно

    1. обе имеют положительный заряд

    2. обе имеют отрицательный заряд

    3. либо обе имеют положительный заряд, либо обе имеют отрицательный заряд

    4. одна имеет положительный заряд, а другая – отрицательный

    4. Единица измерения электрического заряда (в СИ)

    1. Вольт

    2. Ватт

    3. Кулон

    4. Ом

    5. Ампер

    5. Водяная капля с электрическим зарядом 2.10-8 Кл соединилась с другой каплей, обладающей зарядом 2.10-8 Кл. Заряд образовавшейся капли равен

    1. 4.10-8 Кл

    2. 2.10-8 Кл

    3. 0

    4. -2.10-8 Кл

    5. -4.10-8 Кл

    6. От водяной капли, обладающей электрическим зарядом 2е, отделилась маленькая капля с зарядом -3е. Электрический заряд оставшейся части капли равен

    1. е

    2 вариант

    1.

    Стати́ческое электри́чество - совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках.
    В каком случае взаимодействие зарядов указано правильно?

    hello_html_m64cac34.png

    1. только А

    2. только Б

    3. только В

    4. Б и В

    5. А и В

    2. Известно, что натиранием о шерсть заряжаются палочки из резины, серы, эбонита, пластмассы, капрона. Заряжается ли при этом шерсть?

    1. Да, т.к. в электризации трением всегда участвуют два тела и при этом электризуются оба;

    2. хотя в электризации трением участвуют два тела, в опытах всегда используются только палочки. Поэтому можно считать, что заряжаются только палочки.

    3. Как взаимодействуют друг с другом эбонитовая палочка, наэлектризованная трением о мех, и стеклянная палочка, наэлектризованная трением о шёлк?

    1. будут притягиваться

    2. будут отталкиваться

    3. не будут взаимодействовать

    4. Нейтральная капля разделилась на две. Первая обладает электрическим зарядом q . Каким зарядом обладает вторая капля?

    1. 2q

    2. -q

    3. q

    5. Можно ли создать или уничтожить электрический заряд?

    1. Нельзя создать или уничтожить электрический заряд.

    2. Создать можно, уничтожить нельзя.

    3. Создать нельзя, уничтожить можно.

    6. Алгебраическая сумма электрических зарядов атома в нормальном состоянии равна нулю, поэтому он:

    1. Заряжен отрицательно

    2. Электрически нейтрален

    3. Заряжен положительно



    Ответы:

    1 вариант: 1.В; 2.С; 3.С; 4.С; 5.А; 6.

    Алгебраическая сумма - это выражение, которое можно представить в виде суммы положительных и отрицательных чисел.
    Е

    2 вариант: 1.С; 2.А; 3.С; 4.С; 5.А; 6.В.

    ГР (Вопросы на слайдах и карточках)

    1.Какие меры предосторожности надо принять, чтобы при переливании бензина из одной цистерны в другую он не воспламенился?

    (Во время перевозки и при переливании бензин электризуется, может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют)

    2.Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны?

    (Потому, что железнодорожная цистерна заземлена через колеса рельса)

    3.

    Вагон-цистерна - вид подвижного состава железных дорог. Цистерны предназначены для перевозки жидкостей: нефти и продуктов её переработки, химически-активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и др. сложные вещества)
    Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно?

    (Может, в зависимости от того, чем ее натирают)

    4.Если вынуть один капроновый чулок из другого и держать каждый в руке на воздухе, то они расширяются. Почему?

    (При трении чулки электризуются. Одноименные заряды отталкиваются. Поэтому поверхность чулка раздувается.)

    3. Объяснение нового материала.

    - Ребята, откройте тетради и запишите тему сегодняшнего урока «Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. Решение задач».

    - Первые количественные результаты по измерению силы взаимодействия двух точечных зарядов были получены в 1785 году французским ученым Шарлем Огюстеном Кулоном.

    - Сегодня мы введем понятие точечного заряда.


    Точечный заряд – заряд, сосредоточенный на теле, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми он взаимодействует.


    - Понятие точечного заряда, как и материальной точки является физической абстракцией.

    - Кулон для измерения этой силы использовал крутильные весы.

    Крутильные весы - физический прибор, предназначенный для измерения малых сил или моментов сил. Были изобретены Шарлем Кулоном в 1777 году (по другим данным, в 1784) для изучения взаимодействия точечных электрических зарядов и магнитных полюсов.

    Работа с учебником . Рассмотрим рис.67 «Крутильные весы»

    - проведем анализ, ответьте на следующие вопросы:

    1. Из каких элементов состоят крутильные весы?

    2. Как Кулон определил силу взаимодействия заряженных сфер?

    3. В результате многочисленных измерений силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме Кулон установил зависимость. Какую?

    - В результате многочисленных измерений силы взаимодействия двух неподвижных точеных зарядов в вакууме Кулон установил закон, названный впоследствии его именем.

    Закон Кулона: Два неподвижных точечных электрических заряда взаимодействуют в вакууме с силой, прямо пропорциональной произведению этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

    hello_html_4d457c93.gif

    где:

    q 1,q 2 - величина зарядов [Кл]

    r- расстояние между зарядами [м]

    k – коэффициент пропорциональности [Н•м2/Кл2]

    F- сила Кулона (кулоновская сила) [Н]

    - Ребята давайте запишем в тетрадь закон Кулона, величины и единицы их измерения.

    - В Международной системе единиц (СИ) за единицу электрического заряда принят 1 кулон (1 Кл).

    Зако́н Куло́на - это закон, описывающий силы взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами.
    Международная система единиц, СИ (фр. Le Système International d’Unités, SI) - система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике.

    1 кулон – это точечный заряд, который действует в вакууме на равный ему точечный заряд, расположенный на расстоянии, равном 1 м, силой 9•109 Н.

    - Опытным путем было установлено, что коэффициент пропорциональности k в СИ имеет вид:

    hello_html_1b523511.gif

    В СИ закон Кулона для вакуума имеет вид:

    hello_html_m65acdc62.gif

    - Дальнейшие опыты показали, что наличие вещества вокруг зарядов влияет на силу их взаимодействия. Если, не меняя заряды и их взаимное расположение, пространство заполнить однородной непроводящей средой (керосином, водой, маслом и т.п.), то сила взаимодействия между зарядами уменьшится в ε раз. Величина ε называется диэлектрической проницаемостью среды. Для каждой среды она имеет определенное значение, полученное опытным путем.

    - Итак, закон Кулона в зависимости от среды имеет вид:

    hello_html_21a8caff.gif

    4. Решение задач.( ГР)

    1. Во сколько раз изменится сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами, если:

    а) расстояние между ними увеличить в 3 раза;

    б) заряд одного из них увеличить в 5 раз?

    Дано:

    r1=r

    r2=3r

    q1=q2=q

    Решение:hello_html_m58c52291.gifОтвет: сила уменьшится в 9 раз.

    F1/F2 - ?



    Дано:

    r=r*

    q1=q2=q

    q1*=q

    q2*=5q

    Решение:

    hello_html_6f52dc34.gif

    Ответ: сила увеличится в 5 раз.


    F*/F-?



    2. Определите силу взаимодействия 2 одинаковых точечных зарядов по 1 мкКл, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга.

    Дано:

    q1=q2=1 мкКл

    r=30 см

    k=9•109 Н•м2/Кл2

    СИ:

    1•10-6 Кл

    0,3 м

    Решение:

    hello_html_7772b802.gif

    Ответ: F=0,01 Н

    F-?



    3. Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, находящихся на расстоянии 0,5 м, равна 3,6 Н найдите величины этих зарядов.


    Дано:

    r=0,5 м

    F=3,6 Н

    k=9•109 Н•м2/Кл2

    q1=q2=q

    Решение:

    hello_html_2e409e66.gif

    Ответ: q=0,1•10-4 Кл

    q - ?

    4. На каком расстоянии нужно расположить два заряда 5•10 -9 Кл и 6•10 -9 Кл, чтобы они отталкивались друг от друга с силой 12•10-5 Н.?

    Дано:

    F=12•10-4 Н

    k=9•109 Н•м2/Кл2

    q1=5•10 -9 Кл

    q2 =6•10 -9 Кл

    Решение:

    hello_html_m2cdc584.gif

    Ответ: q=0,1•10-4 Кл

    r - ?



    5. Определите расстояние между двумя одинаковыми электрическими зарядами, находящимися в керосине, с диэлектрической проницаемостью ε, если сила взаимодействия между ними такая же, как в вакууме на расстоянии 30 см.

    Диэлектри́ческая проница́емость среды абсолютная - коэффициент, входящий в математическую запись закона Кулона и уравнение связи векторов электрической индукции и напряженности электрического поля. Абсолютную диэлектрическую проницаемость ε a } представляют в виде произведения ε a = ε r ε 0 =\varepsilon _\varepsilon _} относительной диэлектрической проницаемости среды ε r } (от англ. relative - относительный; ε r } для краткости часто называют просто диэлектрической проницаемостью и обозначают ε )

    Дано:

    ε=2,5

    q1=q2=q

    F1=F2

    r2= 5м

    Решение:

    hello_html_636820ec.gif

    Ответ: r1=10м

    r1 - ?



    5. Домашнее задание, подведение итогов

    6.Рефлексия.Пожелание.