Разработка урока по физике на тему "Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд"

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 УРОК «Взаимодействие заряженных тел. Электрический заряд»

            Цели урока:

ü сформировать понятие электрического заряда, рассмотреть взаимодействие электрических зарядов;

ü научить учащихся анализировать и сопоставлять, делать выводы из наблюдения опытов, объяснять явления электризации в свете классической электронной теории, высказывать свою точку зрения;

ü развивать интерес к предмету, познавательные и творческие способности учащихся.

            Оборудование: компьютер, проектор, экран, электрометр, эбонитовая и стеклянная палочки, бумажные султаны.

Ход урока

            I. Анализ контрольной работы.

            II. Изучение нового материала.

            Слайд 2. Выясняем с учениками, что означает слово электродинамика.

            Электродинамика-раздел физики, в котором изучают электромагнитное взаимодействие между электрически заряженными телами и частицами.

            Структура Вселенной формируется гравитационным притяжением тел. Но притяжение привело бы к сжатию. Для существования стабильных размеров тел должны существовать силы отталкивания между частицами. Такими силами являются силы электромагнитного взаимодействия.

            Электромагнитным взаимодействием называют взаимодействие (притяжение и отталкивание), возникающее между заряженными телами.

            Силы электромагнитного взаимодействия частиц тела на много порядков превосходят гравитационные силы. Электромагнитные притяжения и отталкивания возникают лишь между заряженными частицами.

            Электростатика-раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных(статических) зарядов.

            Электростатика изучает:

1.      Понятие электрического заряда.

2.      Электризация и её применение.

3.      Закон сохранения электрического заряда.

4.      Основной закон электростатики – закон Кулона.

            Эксперимент 1.

            Подвесили на нитку кусочек фольги. И поднесем к нему палочку из оргстекла.

            - Что вы наблюдаете?

            Никаких изменений не происходит.

            Значит, тело не обладает зарядами. Натрем палочку из оргстекла о бумагу. Кусочек фольги начал притягиваться. Значит, один из способов сообщить телу электрический заряд – натереть его.

            Слайд 3. Электризация - процесс получения электрически заряженных тел из электро-нейтральных.

            Способы электризации:

            1. трением:

            а) участвуют два тела;

            б) оба заряжаются: одно- положительно,другое – отрицательно;

            в) заряды обоих тел одинаковы по величине.

            2. соприкосновениемс заряженным телом.

            3. через влияние( электростатическая индукция).

            Эксперимент 2.

            Ударим эбонитовой палочкой о резиновую трубку. Поднесем тела к электрометрам, а затем соединим, стрелки вначале отклонятся, а после соединения проволокой вернутся в первоначальное положение. Эбонитовая палочка и резиновая трубка «зарядилась» разными по знаку зарядами, но одинаковыми по модулю.

            Слайд 4. Способность частиц (или тел) к электромагнитному взаимодействию характеризует электрический заряд.

            Электрический заряд- физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействия.

            q – электрический заряд. [q] = 1Кл

            Эксперимент 3.

            К подвешенной фольге поднести заряженную палочку, фольга притягивается. Если же фольга коснется палочки, фольга будет отталкиваться.

            Значит, заряженные тела могут отталкиваться. Это объясняется существованием двух различных зарядов. Один из них положительный, а другой отрицательный.

            При соприкосновении одной и той же пластиковой ручки были сообщены бумаге одинаковые заряды.

            Следовательно, между электрическими зарядами одинакового знака действуют силы отталкивания, а между зарядами противоположных знаков действуют силы притяжения.

            Слайд 5. Для обнаружения и измерения электрических зарядов применяют электрометр. По углу отклонения стрелки электрометра можно судить о значении электрического заряда, переданного стержню электрометра.

            Носителями отрицательных зарядов в атоме являются электроны, носителями положительных – протоны.

            Элементарный электрический заряд: е = 1,6

            Электрический заряд дискретен (квантован)q =ne, где n- целое число.

            При электризации тел происходит перераспределение имеющихся электронов между нейтральными, в первый момент, телами.

            Учащиеся делают сообщения об электризации.

            Сообщение 1: Электризация в быту и на производстве. Ещё в прошлом столетии были известны вредные действия статистического электричества. Например, кожаные и прорезиненные ремни, наэлектризовавшись на вращающихся шкивах, могут стать источником искрового разряда. Он особенно опасен, если в воздухе висит мелкая горючая пыль (скажем, мука); проскочившая от наэлектризованного тела искра может вызвать взрыв и пожар. В 20 веке вредные проявления статистического электричества наблюдаются чаще, так как широко применяют легко электризующиеся вещества; пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты и т.п. Электризация происходит и в быту, и при любом технологическом процессе, где происходит взаимодействие движущихся тел, которые состоят из материалов, являющихся диэлектриками. При обработке пластины из полистирола на прессе одни места на ней заряжаются положительно, другие отрицательно. Чем больше скорость технологического процесса, тем значительнее электризация. Накопление зарядов продолжается до тех пор, пока не произойдёт искровой разряд.

            Сообщение 2: Электризация трением. На клее-промазочной машине, которая смазывает резиновым клеем тканевые материалы, в результате трения материала о валки происходит их электризация. Если не снять эти заряды, то даже небольшая искра может вызвать пожар, так как окружающий воздух насыщен парами бензина. Причиной взрыва может быть и человек, так как при контакте с заряженной тканью электризуется и тело оператора. Электризация волокон вызывает их взаимное отталкивание, что мешает работе ткацких станков. Заряженную ткань трудно раскраивать.

            При трении о воздух электризуется самолёт. Поэтому после посадки к самолёту нельзя сразу же приставлять металлический трап: может возникнуть пожар. Электрические разряды возникают и тогда, когда человек ходит по полимерным покрытиям пола современной квартиры, синтетическим коврам.

            Далее предлагаю учащимся привести примеры борьбы с вредной электризацией. Приходим к выводу, что на производстве необходимо производить: заземление станков, машин, в домах и квартирах целесообразно применение токопроводящих пластиков для пола, увлажнение воздуха, использование различного рода «нейтрализаторов», антистатиков.

            Сообщение 3. Статистическое электричество может быть верным помощником человека.

            Маляр без кисточки.  Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали – отсюда равномерность окрашиваемого слоя. Этот метод окраски изделий в электрическом поле широко применяется в нашей стране.

            Электрические копчёности. Копчение – это пропитывание продуктов древесным дымом. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным электродом служит, например, тушка рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Всё элетрокопчение продолжается несколько минут; а прежде копчение считалось длительным процессом.

            Сообщение 4.Роль статистического электричества, возникающего при трении, в производстве и быту:

1)                 на текстильных фабриках наэлектризованные нити прилипают к гребням и при этом путаются и часто рвутся; для борьбы с этим явлением в цехах создают повышенную влажность воздуха;

2)                 электризация наблюдается и при трении между жидкостями и твердыми телами, поэтому бензовозы должны быть заземлены;

3)                 электризация искажает показания измерительных приборов.

Наряду с этим статическое электричество имеет ценные практические применения:

1)        электрофотография;

2)        обогащение руд;

3)        очистка зерна;

4)        смешение разнородных материалов;

5)        нанесение ворсового покрова;

6)        напыление порошков и т.д.

            III. Закрепление изученного материала. Слайд 6.

1.        Какие взаимодействия называют электромагнитными?

2.        Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие?

3.        Что такое электрический заряд?

4.        В каких единицах измеряют электрический заряд?

5.        Может ли заряд существовать независимо от частицы?

6.        Как называется процесс, приводящий к появлению на телах электрических зарядов?

7.        Что представляет собой процесс электризации тела, например, трением?

8.        Назовите способы электризации тел.

9.        Какой заряд называют элементарным?

10.    Если тело электрически нейтрально, то означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов?

11.    Можно ли на концах эбонитовой палочки получить одновременно два разных по знаку заряда?

12.    Решить задачу: чему равен заряд электронов, которые находятся в слитке золота массой 200 г?

Дано:	СИ	Решение:
m = 200 г Z = 79 M = 197 * кг/моль е = 1,6	0,2 кг	Число электронов в одном атоме золота равно порядковому номеру элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева. Число атомов золота в массе m равно . Следовательно, q = eZN = = eZ
q - ?	q =1,6  *79* *  = = 7,7 мКл.
Ответ: q =7,7 мКл.

            IV.Домашнее задание: §86-87, подготовить реферат «История развития представлений о природе электричества»