Электризация тел. Два вида электрических зарядов. Взаимодействие зарядов.

Урок № 1.  Класс:     8 -_____                Дата:_____

Тема: Электрический заряд. Взаимодействие зарядов.

Цель: формирование понятия электризация тел, взаимодействие заряженных тел, рассмотрение двух родов зарядов и строение атома;

Развивающая: развитие личности ученика, личного и ценностного отношения учащихся к окружающим, к физике, к себе.

 Воспитательная: воспитывать интерес к предмету через изучение его практической значимости.

Задачи:

1) сформировать знания об электризации тел при соприкосновении, взаимодействии заряженных тел, существовании двух родов зарядов, строении атома;

2) прививать познавательный интерес к предмету и окружающим явлениям;

3) ознакомить с историей изучения электрических явлений, привить навыки различать электрические явления в природе и технике. 

4) обеспечить   связь, изучаемых понятий с жизнью;

Оборудование: палочки из стекла и эбонита, шерстяные лоскуты, лоскуты из шелка, гильзы на тонкой нити, штативы, проектор, экран.

 Тип урока: изучение новых знаний

Планируемые результаты
Предметные умения	Универсальные учебные действия
Знают смысл понятия электрический заряд, виды зарядов, могут объяснять взаимодействие заряженных тел и существование двух родов электрических зарядов, приводить примеры электризации двух тел.	Личностные: Учитывают разные мнения и стремятся к координации различных позиций и сотрудничества, развитие личности ученика, личного и ценностного отношения учащихся к окружающим, к физике, к себе. Коммуникативные: Учатся аргументировать свою точку зрения, спорить и отстаивать свою позицию невраждебным для оппонентов образом Познавательные: Выделяют и формулируют познавательную цель. Устанавливают причинно-следственные связи Регулятивные: Принимают и сохраняют познавательную цель, регулируют процесс выполнения учебных действий

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Инструктаж по ТБ.

III. Мотивация учебной деятельности. Актуализация опорных знаний

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Давайте вспомним, что вы изучали в 7 кл по физике? В 7 кл вы познакомились с одним из типов существующих взаимодействий в природе. Слайд 1 Может кто-то сможет его назвать? В настоящее время науке известны четыре основных типа взаимодействия, которые существуют в природе. Слайд 2  С одним из которых мы и будем знакомиться в 8 классе. Чтобы узнать что это за взаимодействие вспомните какие есть физические явлением, два из них будут названием нового взаимодействия  Такое взаимодействие называется электромагнитным. Слайд 3 Также есть еще два других взаимодействия – сильное и слабое. Слайд 4 С ними вы познакомитесь в следующем учебном году в 9кл.

Скорость, силы, давление, тепловые явление (нагревание, кипение, испарение, кристаллизация, конденсация). Оно заключалось в том, что все тела, имеющие массу, притягиваются к друг другу, например, Солнце и планеты, Земля и Луна. Частным проявлением гравитационного притяжения является падение тел на землю под действием силы тяжести. Это было гравитационное взаимодействия. учащиеся предлагают варианты- молния, притяжение магнита     В тетради делают схему

(оставляют место под таблицей для пояснения – на дз)

С электромагнитным взаимодействием нам помогут познакомиться ученые древней Греции и позднего Средневековья (ранее Новое время)  

 (Фалес, У. Гильберт, Б.Франклин, М.В. Ломоносов, Г.В. Рихман, Отто Герике)

IV. Формирование темы и цели урока

Слайд 3

Легенда гласит, что в VI веке до нашей эры дочь греческого философа Фале́са сказала ему, что её веретено, изготовленное из дорогого и красивого камня – янтаря (по-гречески – электрона), практически невозможно очистить от мусора – мелких кусочков шерсти, пуха, ниток. И чем усерднее она оттирает их от мусора своим хитоном, тем больше мелких кусочков прилипает к веретену.

Философ не смог сразу объяснить происходящее своей дочери, но похвалив за внимательность, обещал подумать. Вечером Фалес, пробуя очистить веретено, заметил, что при натирании веретена в темноте видны искры.

«Тут есть о чём подумать и поразмыслить с моими учениками», - решил Фалес, он понял, что причина в веществе, из которого сделан веретено, и как только к пристани Милета подошел корабль финикийских купцов, он накупил разных янтарных изделий и убедился, что все они, будучи натертые шерстяной материей, притягивают легкие предметы.

В течение ряда столетий свойство притягивать мелкие предметы (пушинки, соломинки) после натирания о мех приписывалось только янтарю.

А явление замеченное дочерью Фалес назвал электричеством от слова электрон (янтарь).

V. Формирование темы и целей урока

Деятельность учителя	Деятельность учеников
О каком о распространённом явлении в природе и в жизни людей идет речь? – Приведите примеры электризации в жизни.  (Показать электризацию линейки и бумаги, фольги ) Почему это произошло? В чем суть физического явления? Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем уроке. Какая тема урока? Тема урока: Электрический заряд. Взаимодействие зарядов.	электризации тел – волосы электризуются от расчески, свитер искрит при снимании, пластмассовая линейка притягивает листок (затрудняются ответить или выдвигают свои предположения) Записывают тему урока

VI. Изучение новых знаний

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Первые эксперименты связанные с электризацией относят к Вильяму Гилберту     (1540-1603г.г.), ученому и врачу английской королевы. Именно он первым попытался наэлектризовать несколько различных тел. Ему это удалось, но кроме металлических предметов. Он считал что  металлические предметы наэлектризовать нельзя. Путем исследований доказал, что многие тела так же, как и янтарь после натирания могут притягивать маленькие предметы, и в честь этого вещества назвал подобные явления электрическими. При этом говорят, что тела заряжаются, а взаимодействие заряженных тел называют электрическим взаимодействием. Электрическое взаимодействие – это взаимодействие между заряженными телами.         Показываю еще раз проявление  электрического взаимодействия. У меня есть две волшебные палочки)) Опыт 1.Поднесу одну из палочек к гильзе из фольги на тонкой нити. Что наблюдаем? А теперь, потру палочку о шерстяной лоскут и вновь поднесу ее к гильзе. Что наблюдаем? Ваня, я доверяю тебе продемонстрировать волшебство другой палочки и шелкового лоскута. Что наблюдаем? Палочки эти сделаны из эбонита и стекла. Эбонит переводится как черное дерево- это твердый каучук. Делаем вывод: Мы наблюдаем новый вид взаимодействия между телами, какой? Тело после натирания приобретает свойство притягивать к себе другие тела. Говорят, что оно наэлектризовано. Когда говорят, что тело наэлектризовано- имеют в виду, что оно обладает  электрическим зарядом или ему сообщен  электрический заряд А процесс сообщения телу электрического заряда называют электризацией. Запишем в тетрадь. Слайд 5 Электризация  - это явление приобретения телом электрического заряда. Опыт с воздушными шариками (стр.6-7) 1.     Расположим два воздушных шарика на нитях на расстоянии 5 -10 см. Что-то происходит? Почему? 2.     Потрём шарики об одежду и поднесем друг к другу. Что происходит? Поднесем к одежде и тогда они притягиваются Почему так происходит. То они притягиваются , то отталкиваются? Этим опытом подтверждается существование в природе электрических зарядов двух родов-   - положительных и отрицательных

Никаких изменений не происходит. Гильза притягивается к палочке  Гильза притягивается к палочке  электрическое взаимодействие. Электризация – это явление, которое характеризуется физической величиной - электрическим зарядом. Нет. Шарики не взаимодействуют Шарики не наэлектризованы –они отталкиваются. Затрудняются ответить или выдвигают свои предположения.

Слайд 6 

В 1733 году французский учёный Шарль Дюфэ проделал опыты и выяснил, что на электризуемых телах могут образовываться заряды двух родов: Один образуется при трении стекла о шёлк, а другой — смолы о шерсть.

 «Один род я называю стеклянным электричеством, другой- смоляным». Он также заметил, что одинаковый род электричества- отталкивается, разный- притягивается.

Названия смоляное и стеклянное электричество не прижилось. Франклин Бенджамин (американский политический деятель и  физик) условно назвал «положительным» зарядом и «отрицательным» зарядом (а можно было бы назвать их " черный" и " белый», или " прекрасный" и " ужасный», или как-то иначе).  

Принято что при натирании стеклянной палочки шелком, палочка заряжается «+» , а при натирании эбонитовой палочки мехом, шерстью, палочка заряжается отрицательно.

Слайд 8

Отрицательный заряд называют электрон,  а положительный – протон.

Запишем в тетрадь.   Слайд 9

      Тела, имеющие электрические заряды одного знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.

Заряд- это физическая величина. Любая физическая величина имеет своё определение и обозначение.

Заряд обозначается q,  [q]=[Кл] кулоны

Заряд- это физическая величина, которая является свойством частицы или тела, характеризующее его способность участвовать в электрическом взаимодействии.

Слайд 10

Интересные сведения

Земля заряжена отрицательно, и q Земли = 500000 Кл

Самый маленький заряд – заряд электрона, его называют элементарным

 е=  – 1,6 ∙10^-19 Кл

q = eN, [q] = Кл

Объяснение явление электризации.

Деятельность учителя	Деятельность учеников
Итак мы выясняли что электризация – это явление приобретения телом электрического заряда. Возникает вопрос почему происходит такое явление? Заглянем «вглубь» вещества. Слайд 10 Из чего состоит любое вещество или тело?	Все тела состоят из молекул, а молекулы из атомов.

Слайд 11

Учитель. В центре атома находится положительно заряженное ядро, а вокруг движутся отрицательные электроны. По своему строению атом напоминает Солнечную систему. Подобно тому, как планеты, притягиваясь к Солнцу, движутся вокруг него, электроны в атоме движутся вокруг ядра, удерживаемые силой притяжения к нему. Атом в целом не заряжен: положительный заряд ядра скомпенсирован отрицательным зарядом всех электронов.

Зарисуем «портрет» атома.

В центре ядро «+».

Ядро из протонов «+» и нейтронов «0».

Вокруг электроны «-».

                               Атом нейтрален.

В разных веществах ядра удерживают электроны с разной силой.

При соприкосновении тел (трении) электроны с одного тела, в котором удерживаются слабее, переходят на другое тело, в котором удерживаются сильнее. И тогда на теле куда перешли электроны создается их избыток и тело заряжается отрицательно, а тело откуда электроны ушли  заряжается положительно.

Так происходит электризация.

 

Слайд 12

Рассмотрим строение атома на примере любого химического элемента из таблицы Менделеева.

Атом, потерявший один или несколько электронов, обладает положительным зарядом и называется положительным ионом.

Атом, присоединивший один или несколько  лишних электронов, обладает отрицательным зарядом и называется отрицательным ионом.

Слайд 13

Вернемся к янтарю и меху.

 Янтарь и мех не заряжены, так как состоят из нейтральных атомов. При соприкосновении (трение увеличивает площадь соприкосновения) электроны из меха, в котором удерживаются слабее, переходят в янтарь, в котором удерживаются сильнее. В янтаре создается избыток электронов- янтарь заряжается отрицательно. Мех заряжается положительно- в нем недостаток электронов. Таким образом, заряды не рождаются и не исчезают!

 

1.       янтарь                                       мех

                                                         е

 

                    2.                   янтарь           мех

 

                    3.     янтарь                                      мех

                       избыток е                              недостаток е

                             « - »                                   « +»

                            перераспределение электронов!

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Можно наэлектризовать соприкосновением янтарь о янтарь? Опыт Потрём пластмассовую палочку о мех и поднесём её к гильзе на нити. Гильза сначала притягивается к палочке, а потом отталкивается. Какой вывод можно сделать? Что можно сказать о зарядах, приобретённых палочкой и мехом при трении? Почему гильза при поднесении заряженной палочки притянулась к ней? Почему после соприкосновения с палочкой гильза оттолкнулась? Попробуем перечислить способы электризации Как палочка приобрела свой заряд? А гильза?  Значит  какие виды электризации можно выделить? Слайд 14

Нет, должны быть тела из разных веществ, в которых электроны удерживаются с разной силой. Палочка приобрела электрический заряд при трении, а гильза при поднесении заряженного тела и соприкосновения с ним. На палочке образуется положительный заряд Притягивается к палочке так заряд разный, а потом притягиваются, т.к. гильза и палочка уже одноименно заряжены. Потому что и палочка и гильза стали заряжены одинаково трением  при поднесении заряженного тела и соприкосновения с ним 1.          Трением 2.          Наведением заряда( влиянием) 3.          При соприкосновении

Задание

Приведите примеры проявления электризации в быту и на производстве

VII. Закрепление изученного материала.

1.       Когда возникает электризация тел? Когда телу сообщаются электрический заряд

2.       Какие бывают электрические заряды? + и _

3.       Как взаимодействуют заряды? Притягиваются или отталкиваются

4.       Объясните явление электризации при трении и соприкосновении тел. – при электризации соприкосновением или трением электроны с одного тела переходят на другое. Тело, которое отдает электроны, заряжается положительно, а тело, которое принимает электроны, - отрицательно.

 При электризации влиянием происходит перераспределение зарядов.

С электризацией мы сталкиваемся в быту. По её вине несказанно быстро притягивают пыль полированная мебель и ковры-паласы, липнут к телу синтетические рубашки и платья, «искрят» кофты и свитера. Электризации поддаются все тела: большие и маленькие, твёрдые, жидкие и даже газообразные.

5. Как можно проверить, наэлектризована пластмассовая расческа или нет?

6. Почему к потёртой о волосы пластмассовой ручке или расчёске притягиваются только мелкие бумажки?

7. Могут ли два тела при трении приобрести заряды, одинаковые по знаку? одинаковые по модулю?

8. Из каких опытов следует вывод о существовании двух типов электрического заряда?

9. Какие физические величины характеризуют свойства тел: масса, сила, заряд?

10. Может ли электрон иметь положительный заряд? не иметь заряда?

11. Какое минимальное количество тел может участвовать в электризации?

12. Имеют ли одинаковый смысл выражения: «тело наэлектризовали» и «телу сообщили электрический заряд»?

13. Как вы понимаете фразы «тело получило положительный заряд» и «тело получило отрицательный заряд»?

14. Какие явления относятся к электризации: притяжение между Солнцем и Землёй; притяжение волос к расчёске при их расчёсывании; притяжение гвоздя к магниту; отталкивание двух воздушных шариков после натирания их тканью.

15. Металлическая пластина, имевшая положительный заряд, по модулю равный 10е, при освещении потеряла четыре электрона. Каким стал заряд пластины?

             1) +14е    2) +6е     3) −14е     4) −6е

Решение. Положительный заряд означает недостаток электронов. Поскольку пластина потеряла четыре электрона, это означает, что заряд стал равен +14е.

16. Чему равен заряд (в нКл) металлического шара, если на нём имеется N = 4 · 10¹⁰ избыточных электронов?

Решение. Заряд тела равен q = Ne, где N — число избыточных электронов, е — заряд электрона. Тогда q = 4 · 10¹⁰ ·(- 1,6 · 10^-19 Кл) = −6,4Кл. Ответ: −6,4.

17. Сколько электронов было снято при трении с первоначально электронейтральной стеклянной палочки, если её заряд после электризации стал равен q = 8 · 10^-8 Кл? Ответ дайте в виде числа, умноженного на 10¹¹.

Решение. Заряд тела равен q = Ne, где N — число избыточных электронов, е — заряд электрона. Тогда

18. В процессе трения о шерсть эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на эбонитовой палочке и шерсти? Считать, что в процессе трения молекулы не перемещаются.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась   2) уменьшилась   3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Количество электронов на эбонитовой палочке	Количество протонов на эбонитовой палочке	Количество электронов на шерсти

Решение. За счёт сил трения происходит разделение зарядов. Поскольку эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд, количество электронов на эбонитовой палочке увеличилась. Количество протонов на эбонитовой палочке не изменилось, поскольку перенос молекул не осуществлялся. Количество электронов на шерсти уменьшилось.

19. В процессе трения о шерсть эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на эбонитовой палочке при условии, что обмен атомами при трении не происходил?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась      2) уменьшилась       3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Количество электронов на эбонитовой палочке	Количество протонов на эбонитовой палочке

Решение. Тело может приобрести отрицательный заряд либо, потеряв часть положительно заряженных частиц, либо, получив некоторое количество отрицательно заряженных частиц. Из условия известно, что обмен атомами при трении не происходит, значит, протоны, создающие положительный заряд, остаются на месте, их количество не изменяется. Следовательно, палочка приобрела отрицательный заряд потому, что на неё переместились отрицательно заряженные электроны, то есть количество электронов на палочке возросло. Ответ: 13.

17. К незаряженной лёгкой металлической гильзе, подвешенной на шёлковой нити, прикоснулись положительно заряженной стеклянной палочкой. На каком рисунке правильно показаны заряд, приобретённый гильзой, и её дальнейшее поведение?

                  Решение: при касании положительный заряд переходит на гильзу и при дальнейшем приближении положительно заряженной стеклянной палочкой гильза будет отталкиваться.

18. Два лёгких одинаковых шарика, заряды которых равны по модулю, подвешены на шелковых нитях. Заряд одного из шариков (–q < 0) указан на рисунках. Какой(-ие) из рисунков соответствует(-ют) ситуации, когда заряд второго шарика отрицателен?

1)    только А

     2) только Б     3) только В       4) Аи В

Решение. Одноименно заряженные тела отталкиваются. Поскольку шарики одинаковые, углы отклонения под действием одинаковых по величине сил также должны быть одинаковы. Следовательно, описанной ситуации соответствует рисунок A.

19. Шёлковая нить с висящим на ней металлическим шариком отклонилась от вертикали на угол αпод действием отрицательно заряженного пластмассового шарика, расположенного на изолирующей стойке. На основании рисунка можно утверждать, что металлический шарик.

1) заряжен положительно          3) заряжен отрицательно

2) не заряжен                      4) заряжен, но однозначно определить его знак невозможно

Решение: т.к шарик отклоняется от отрицательно заряженного пластмассового шарика, зн. металлический шарик тоже заряжен отрицательно.

20. Два точечных заряда будут отталкиваться друг от друга, если заряды

1) одинаковы по знаку и любые по модулю

2) одинаковы по знаку и обязательно одинаковы по модулю

3) различны по знаку и любые по модулю

4) различны по знаку, но обязательно одинаковы по модулю

Ответ: 1

21. Почему при разбрызгивании спирта из пульверизатора, мелкие капли оказываются наэлектризованными?

Решение: происходит электризация трением

22. Какое практическое значение имеют знания о явлении электризации?

23. К каким негативным последствиям может привести электризация тел в быту, на производстве и транспорте?

Тестовые задания.

Раздаем листочки не переворачивая. Первые 5 справившихся верно человек получают 5.

 Проверка

1. Наэлектризованное тело...

А. нагревается.                              В. приходит в движение

Б. охлаждается.                              Г. притягивает к себе другие тела.

2. Электрические заряды бывают:

А. положительными.                                             Б. отрицательными.

В. положительными и отрицательными.             Г. разными.

3. Наэлектризованные тела...

А. только притягиваются.                 Б. только отталкиваются.

В. отталкиваются и притягиваются.

4. Верно изображено взаимодействие заряженных тел:

А. № 1.            Б. № 2.            В. № 3.

5. Одноименно заряжены тела...

А. № 1.            Б. № 2.            В. № 3

6. Разноименно заряжены тела...

А. № 1.            Б. № 2.            В. № 3

7. При электризации заряд получает (получают)...

А. одно из тел.            Б. оба тела.     В. иногда одно тело, иногда оба тела.

8. При электризации заряды...         А. возникают.     Б. исчезают.     

9. Наэлектризовать янтарь можно, если потереть его о ...

А. янтарь.          Б. мех.          В. или янтарь, или мех

10. Тело заряжено отрицательно, если в нем ...

А. недостаток электронов.         Б. избыток электронов.

В. перераспределяются между телами.

Ответы.

1. Г. притягивает к себе другие тела.

2. В. положительными и отрицательными.             

3. В. отталкиваются и притягиваются.

4. В. № 3.

5. Б. № 2

6.А. № 1

7. Б. оба тела.    

8. В. перераспределяются между телами

9. Б. мех.         

10. Б. избыток электронов.

Рефлексия Слайд 13

С какими  новыми терминами вы познакомились на уроке. Что они означают?

Где вам могут пригодиться полученные знания?

Попробуйте составить синквейн на слово электризация

Номер строки	Число слов в строке	Содержание строки	Части речи	пример
1	1-2	Тема синквейна	Существительное	Книга
2	2-3	Признаки	Прилагательные или причастия	Занимательная. интересная
3	3	Действия Что делает? Какое влияние оказывает?Как меняет окружающий мир?	Глаголы или деепричастия	Увлекает, равлекает,учит
Т	4	Личное отношение(описание главного для автора)	Короткое предложение	Чтение – путешествие в другой мир
5	1	Итог Вывод/суть Понятия/ассоциации	Слово, которое представляет собой некий итог	Вдохновение

Заряд – положительный, отрицательный – притягивает, отталкивает, не взаимодействует, путь к электрическим явлением, электричество

Слайд 14

VII. Домашнее задание.

§1, вопросы на стр. 7-8

Подготовить мини-сообщение «Электризация: вред и польза» .

Сравните гравитационное и электрическое взаимодействия

Таблица открытий (время открытие, событие, кто открыл)

Задача

На металлическом шарике находится 4,8 · 10¹⁰ избыточных электронов. Чему равен его заряд? Ответ запишите в нКл.( Ответ: −7,68Кл.)

Проведите ряд опытов и выясните, все ли тела можно наэлектризовать. Для этого поднесите заряженную пластмассовую палочку к волосам, сахарному песку, манной крупе, мыльному пузырю, фольге и карандашу, подвешенному на нити листу бумаги, струйке воды и т. д.