Логотип Инфоурока

Получите 30₽ за публикацию своей разработки в библиотеке «Инфоурок»

Добавить материал

и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru

Инфоурок Физика КонспектыТехнологическая карта урока "Закон Кулона"

Технологическая карта урока "Закон Кулона"

МОУ – «ПЛАНЕТА ДЕТСТВА»










Технологическая карта


урока по физике в 10 классе


«Закон Кулона»







Составила: Коробова Е.Б.

учитель физики

высшей категории



Проведен: 11.03.2019



Зам. директора по УВР:



/Е. С. Клементьева/









Решетниково – 2019

Технологическая карта урока по физике 10 класс

Тип занятия:

Классический урок

Тема:

«Основной закон электростатики – закон Кулона»

Цели:

Освоить знание об основном законе электростатики; овладеть умением применять закон при решении вычислительных задач.

Задачи:

Образовательная: повторить и обобщить знания по изученному ранее материалу, разъяснить физический смысл закон Кулона, рассмотреть указать границы его применимости, научить решать несложные задачи, на применение закона Кулона.

Развивающая: развить умений наблюдать, анализировать, сравнивать и делать выводы.

Воспитательная: формировать умение слушать товарищей, высказывать и обосновывать свою точку зрения. 

Оборудование:

  1. Компьютер

  2. Мультимедийный проектор

Литература:

  1. Учебник по физике 10 класс под редакцией Мякишева Г.Я..

  2. Методика преподавания физики под редакцией Усовой А.В.

  3. Интернет ресурсы: https://www.youtube.com/watch?v=gIjRlPwM2ug - видеофильм


Хронометраж урока





























Время: 2 минуты






Время: 5 минут

Метод: Письменный (физический диктант)
































Время: 10 минут

Метод: рассказ + видеофрагмент (Шарль Кулон, отрывок про крутильные весы)

hello_html_m63f36b92.jpg









Время: 8 минут



Метод: Беседа








hello_html_m8b3143a.jpg














hello_html_m760b09e1.jpg


hello_html_m41a8f290.jpg




Время: 12 минут

Метод: Практический(ученики с моей помощью решают задачи у доски)


Алгоритм решения задач:

        1. Понять предложенную задачу;

        2. Расставить силы, действующие на точечный заряд, помещенный в электрическое поле и записать для него уравнение равновесия;

        3. Выразить силы электрического взаимодействия через заряды и поля и подставить эти выражения в исходное уравнение;

        4. Записать математически все вспомогательные условия;

        5. Решить полученную систему уравнений относительно неизвестной величины;

        6. Оценить полученное решение.



hello_html_m2e1741a9.jpg


















hello_html_51810cec.png























































































Время:1 минута



Время: 2 минуты

Ход урока

  1. Организационная часть:

Здравствуйте, ребята! Присаживайтесь. Можем начинать наш урок, тема которого Закон Кулона.

Цель нашего урока: познакомится с основным законом электростатики и научиться решать задачи, применяя закон Кулона.


  1. Проверка знаний:

  1. Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами?

(Ответ: электромагнитное)

  1. Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие?

(Ответ: электрический заряд)

  1. Зависит ли величина заряда от выбора системы отсчета?

(Ответ: нет)

  1. Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в эту систему?

Ответ: можно)

  1. Как называется процесс, приводящий к появлению на телах электрического заряда?

(Ответ: электризация)

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

(Ответ: нет)

  1. Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной?

(Ответ: да)

  1. Если в замкнутой системе число заряженных частиц уменьшилось, то заряд всей системы тоже уменьшился?

(Ответ: нет)

  1. Сколько радов электрических зарядов существует в природе и какие?

(Ответ: 2, «+» и «-«)

  1. Как взаимодействуют одноименно заряженные тела?

(Ответ: отталкиваются)


      1. Изучение нового материала:

Приступим к изучению количественных законов электромагнитных взаимодействий. Основной закон электростатики - закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел.
   Основной закон электростатики был экспериментально установлен Шарлем Кулоном в 1785 г. и носит его имя.
   Если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействия между ними. В таком случае заряженные тела считают точечными зарядами. Вспомните, что и закон всемирного тяготения тоже сформулирован для тел, которые можно считать материальными точками.
   Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами. Пока будем считать, что взаимодействие происходит в вакууме. Опыт показывает, что воздух очень мало влияет на силу взаимодействия заряженных тел, она оказывается почти такой же, как в вакууме.
   Опыты Кулона. Идея опытов Кулона аналогична идее опыта Кавендиша по определению гравитационной постоянной. Открытие закона взаимодействия электрических зарядов было облегчено тем, что эти силы оказались велики и благодаря этому не нужно было применять особо чувствительную аппаратуру, как при проверке закона всемирного тяготения в земных условиях. С помощью крутильных весов удалось установить, как взаимодействуют друг с другом неподвижные заряженные тела.
   Крутильные весы состоят из стеклянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволочке (рис.14.3). На одном конце палочки закреплен маленький металлический шарик а, а на другом - противовес с. Еще один металлический шарик b закреплен неподвижно на стержне, который, в свою очередь, крепится на крышке весов.

   При сообщении шарикам одноименных зарядов они начинают отталкиваться друг от друга. Чтобы удержать их на фиксированном расстоянии, упругую проволочку нужно закрутить на некоторый угол. По углу закручивания проволочки определяют силу взаимодействия шариков.
   Крутильные весы позволили изучить зависимость силы взаимодействия заряженных шариков от значений зарядов и от расстояния между ними. Измерять силу и расстояние в то время умели. Единственная трудность была связана с зарядом, для измерения которого не существовало даже единиц. Кулон нашел простой способ изменения заряда одного из шариков в 2, 4 и более раза, соединяя его с таким же незаряженным шариком. Заряд при этом распределялся поровну между шариками, что и уменьшало исследуемый заряд в известном отношении. Новое значение силы взаимодействия при новом заряде определялось экспериментально.

Просмотр видеофрагмента.


   Закон Кулона. Опыты Кулона привели к установлению закона, поразительно напоминающего закон всемирного тяготения. Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эту силу называют кулоновской.
   Если обозначить модули зарядов через |q1| и |q2|, а расстояние между ними через r, то закон Кулона можно записать в следующей форме:

где k - коэффициент пропорциональности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины. Его значение зависит от выбора системы единиц.
   Вопрос: Какой ещё закон, который вы уже изучали представлен в такой же форме?

Ответ: Закон всемирного тяготения.

Правильно, только вместо заряда в законе тяготения входят массы, а роль коэффициента k играет гравитационная постоянная.
   Легко обнаружить, что два заряженных шарика, подвешенные на нитях, либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются. Отсюда следует, что силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды (рис.14.4). Подобные силы называют центральными. В соответствии с третьим законом Ньютона .

   Открытие закона Кулона - первый конкретный шаг в изучении свойств электрического заряда. Наличие электрического заряда у небольших тел или элементарных частиц означает, что они взаимодействуют друг с другом по закону Кулона.


  1. Закрепление изученного:

1. Найти силу взаимодействия двух точечных зарядов q1=2∙10-10 Кл и q2=5∙10-10 Кл, расположенных в вакууме на расстоянии 40 см.

Запишем условие задачи:

hello_html_560b03ba.png

2.  Два одинаковых маленьких шарика, подвешенные на изолирующих нитях, были заряжены одинаковым зарядом и разошлись на расстояние 15 см. При этом равнодействующая сил тяжести и натяжения нити, которая уравновешивает силу кулоновского отталкивания, оказалась равной 3∙10-4Н. Определить величину заряда шариков.

Запишем условие задачи:

hello_html_48a97eef.png

3. Два одинаковых шарика подвешены на нитях, длина которых l = 2, 0 м к одной точке. Шарики разошлись на расстояние r = 16 см, когда им сообщили одинаковые заряды по  q = 2,0 · 10-8 Кл. Определите натяжение каждой нити.

 Решение.

Каждый шарик находится под действием трех сил: силы тяжести mg, силы упругости Fупр нити  и кулоновской силы F(см. рис.) 

Шарик неподвижен, из этого следует, суммы проекций сил на оси ОХ и OYравны нулю. Для суммы проекций сил на ось OX это условие имеет вид

F – Fупр sin a + mg cos 900 = 0

Т.к. sin a = r /2l и F = kq/ r2, то Fупр = F / sin a = F2l / r = k · q22l / r2

Fупр ≈ 3,5 · 10-3 H.

    1. Три одинаковых положительных заряда по 1нКл каждый расположены по вершинам равностороннего треугольника (см. рис.). Какой отрицательный заряд hello_html_7105a12a.png нужно поместить в центре треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы взаимного отталкивания зарядов, находящихся в вершинах?

Решение. Для того чтобы система зарядов находилась в равновесии, необходимо, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, равнялась нулю. Поскольку заряды по условию задачи расположены в вершинах равностороннего треугольника, то на каждый заряд, в силу симметрии системы, будут действовать одинаковые по модулю результирующие силы. Поэтому для решения задачи достаточно выяснить, какой заряд следует поместить в центре треугольника, чтобы один из трех зарядов, например hello_html_1b9c5065.png, находился в равновесии. На заряд hello_html_1b9c5065.png действует 
каждый из зарядов hello_html_m3a4b4451.pnghello_html_m64239b27.pnghello_html_7105a12a.png независимо от остальных. Поэтому заряд hello_html_1b9c5065.png будет находиться в равновесии, если:



где hello_html_m5b5562f6.png - силы, с которыми соответственно 
действуют на заряд hello_html_1b9c5065.png заряды hello_html_m3a4b4451.pnghello_html_m64239b27.png и hello_html_7105a12a.png.

Если обозначать векторную сумму сил hello_html_m66d3bd82.png через hello_html_m4070ff6b.png, то условие равновесия примет вид: 

hello_html_75c4af1d.png
так как силы hello_html_m4070ff6b.png и hello_html_m6a88b83.png направлены вдоль одной прямой, то равенство можно переписать в скалярной форме:

Проведем решение в общем виде. Поскольку модули сил hello_html_3bd71335.png и hello_html_e19a5a.png равны, то их результирующая сила может быть найдена геометрически:

где hello_html_236867a6.png.

Силы hello_html_3bd71335.png и hello_html_e19a5a.png можно выразить из закона Кулона: 

hello_html_m17793520.png
здесь hello_html_m5819d3b6.png - сторона треугольника; hello_html_m32ef7370.png.

Тогда, учитывая (27), для результирующий силы hello_html_m2f3c3ced.png получим выражение:

Учитывая условие и применяя закон Кулона к взаимодействию зарядов hello_html_1b9c5065.png и hello_html_7105a12a.png, запишем условие равновесия зарядов в следующем виде: hello_html_28b8bbd0.png


где hello_html_33a1de36.png - расстояние от hello_html_1b9c5065.png до hello_html_7105a12a.png hello_html_m4e25c798.png.

hello_html_m21033088.pngоткуда выразим искомый заряд hello_html_7105a12a.png

hello_html_m8368cbd.png

Учтем, что hello_html_m1b334f6a.png, получим: 

hello_html_6d968e00.png

После подстановки численного значения hello_html_m3a4b4451.png получим: 

hello_html_5149f16f.png

Ответ: hello_html_m4778a3ab.png

  1. Домашнее задание:

Ребята обратите внимание на доску, там написано домашнее задание. На дом у вас §.

  1. Подведение итогов:

Сегодня на уроке мы познакомились с основным законом электростатики- законом Кулона, научились решать задачи, применяя данный закон.

Выставление отметок за урок.




Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал
Скачать тест к материалу

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 500 067 материалов в базе

Материал подходит для УМК

  • «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.

    «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.

    Тема

    § 87. Основной закон электростатики — закон Кулона

    Больше материалов по этой теме
Скачать материал
Скачать тест к материалу

Другие материалы

Первый закон термодинамики. Применение первого закона к различным процессам ( 10 класс)
  • Учебник: «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
  • Тема: Глава 13. Основы термодинамики
«Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
  • 04.03.2020
  • 252

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    Скачать тест к материалу
    • 09.03.2020 388
    • DOCX 203 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Коробова Елена Борисовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Пожаловаться на материал
  • Автор материала

    Коробова Елена Борисовна
    Коробова Елена Борисовна
    • На сайте: 7 лет и 2 месяца
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 5563
    • Всего материалов: 5