Урок на тему "Проводники и диэлектрики в электрическом поле".

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет» РТУ МИРЭА

Колледж программирования и кибербезопасности

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

  ОТКРЫТОГО ЗАНЯТИЯ   

по учебной дисциплине ОУД.07 Физика

 Специальность 09.02.07 Информационные системы и программирование

                                                                                Разработано преподавателем

Михайлюковой Л.Я.

(Ф.И.О.)

2022 г

Тема занятия: Проводники пи диэлектрики в электрическом поле.

Цели урока:

1.                образовательные: выяснить особенности строения и поведения проводников и диэлектриков в электрическом поле;

2.                воспитательные: формировать навыки коллективной работы в сочетании с самостоятельностью учащихся, воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету;

3.                развивающие: развивать способность быстро воспринимать информацию, развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы.

План занятия

1.                Организационная часть.

2.                Активизация опорных знаний.

Ответьте на вопросы:

1) Чем создается электрическое поле?

2) Как можно обнаружить электрическое поле?

3) Какая величина является силовой характеристикой электрического поля в каждой точке?

4) Что показывает напряженность электрического поля?

5) В каких единицах измеряют напряженность?

6) Какая величина является энергетической характеристикой электрического поля в каждой точке?

7) Что показывает потенциал?

8) В каких единицах измеряют потенциал?

9) Как иначе называют разность потенциалов?

10) Какой вид работы может совершать электрическое поле?

11) Что такое силовые линии электрического поля?

12) Назовите свойства силовых линий электрического поля.

13) Нарисуйте примеры силовых линий.

3.                Изучение нового материала

А. Определение темы урока

1)   Все вещества с точки зрения агрегатных состояний делятся на 4 вида. Какие?

2)   Все вещества с точки зрения электрических свойств делятся на 3 вида. Какие?

3)   Сегодня на уроке мы рассмотрим электрические свойства веществ – проводников и диэлектриков.

Б) Основное о проводниках и диэлектриках.

1) Разбиваем группу на четверки, внутри которой обсуждаем вопросы: Что такое проводники и диэлектрики? Примеры такого типа веществ. Почему эти вещества проводники или диэлектрики? Заслушиваем ответы двух групп.

2) Смотрим опыт с двумя электрометрами. Один из которых заряжен. Соединяем их металлической палочкой. Повторяем опыт, соединяя их стеклянной палочкой. Почему отличается результат?

3) Основное записываем в конспект.

В) Строение проводников на примере металла.

1) Обсуждаем, рисуем на доске и в конспекте строение металла (наличие кристаллической решетки, колеблющиеся в ее узлах положительные ионы, оторвавшиеся и свободно перемещающиеся электроны).

2) Обсуждаем, рисуем на доске и в конспекте строение металла под действием электрического поля (ионы остаются в узлах, электроны перемещаются против силовых линий поля, края проводника заряжаются, появляется внутреннее поле).

3) Добавляем в рисунок силовые линии внутреннего поля и обсуждаем его направление.

4) Полная напряженность двух полей внутри металла:

Е = Е₁ - Е₂ = 0

5) Делаем вывод, что внутри проводника поля нет.

6) Чем защититься от влияния электрического поля?

Слушаем версии студентов. Смотрим опыт с заряженным электрометром, на стержень которого надет металлический стакан. Влияние поля наэлектризованной палочки, поднесенной к стакану отсутствует. Если надеть пластиковый стакан, то наблюдается слабое влияние. А если стакан снять, то влияние сильное. Выясняем, какая версия верна.

7) Электростатическая защита – защита от влияния ЭП. Проводник экранирует тело, которое находится внутри него. Рассказ про клетку Фарадея. Смотрим на экране фотографии (см. приложение).

Г) Строение диэлектриков.

1) Диэлектрики бывают полярные и неполярные. Молекула полярного диэлектрика называется диполь, так как содержит два полюса: плюс и минус. Объясняем на примере хлорида натрия.

2) Обсуждаем, рисуем на доске и в конспекте строение полярного твердого диэлектрика (беспорядочное расположение диполей, свободных зарядов нет).

3) Обсуждаем, рисуем на доске и в конспекте строение полярного диэлектрика под действием электрического поля (диполи разворачиваются плюсом по силовым линиям, а минусом против; края диэлектрика заряжаются, появляется внутреннее поле).

4) Добавляем в рисунок силовые линии внутреннего поля и обсуждаем его направление.

5) Полная напряженность двух полей внутри металла:

Е = Е₁ - Е₂ ≠ 0

Обсуждаем почему.

6) Делаем вывод, что внутри диэлектрика поле слабее, чем снаружи. Во сколько раз?

7) Записываем определение и формулу диэлектрической проницаемости.

8) Если внешнее поле очень сильное, то оно может разорвать диполь, появятся свободные заряды и диэлектрик станет проводником (пробой диэлектрика).

9) Если диэлектрик неполярный, то у него совпадают центры расположения + и – в молекуле, т.е. полюсов нет. Под действием поля плюсы и минусы смещаются (поляризация), диполи разворачиваются и т.д.

Д) Отличия проводников и диэлектриков.

Разбиваем группу на четверки, внутри которой обсуждаем отличия и сходства поведения проводников и диэлектриков в электрическом поле. Заслушиваем ответы двух групп.

А если разрезать вдоль пополам проводник и диэлектрик?

4.                Закрепление материала

А) «Своя игра» - отвечаем на вопросы на экране.

Б) Отвечаем на вопрос:

Напряженность ЭП Земли в среднем 100 В/м. Рост преподавателя 170 см. Значит между головой и подошвами при вертикальном расположении напряжение составляет 170 В. Почему преподаватель жив?

5. Подведение итогов занятия, выставление оценок и домашнее задание.

Приложение.

Клетка Фарадея для защиты от электромагнитного поля электрического оборудования.

Использование костюмов электростатической защиты.