Предмет: ФИЗИКА
Преподаватель: Петрова Татьяна Владимировна
Тема занятия: «Как ты понимаешь электростатику?»
Тип
занятия: повторительно
- обобщающий урок
Продолжительность занятия: 1 час 20 минут.
Цели занятия:
образовательная – обобщение основных понятий злектростатического поля,
формирование единых взглядов на физическую картину природы;
развивающая - переход от репродуктивной к продуктивной
мыслительной деятельности, преодоление формализма в знаниях, побуждение
учащихся к поиску нестандартных путей при решении задач; развитие «чувства
времени»;
воспитательная - формирование умений принимать коллективные и
самостоятельные решения.
Оснащение занятия:
Оборудование и приборы: электрофорная машина, два электрометра, два
металлических шара из набора по электростатике, проводник, конденсатор
демонстрационный, соединительные провода, секундомер, наборы для фронтальной
лабораторной работы по электростатике.
ТСО: кодоскоп; кодопленка с задачами и их решениями; таблица характеристик
электростатического поля; сравнительная таблица гравитационного и
электростатического полей.
Учебно-наглядные пособия: Плакат «С облака – на Землю», таблица
«Сравнительные характеристики гравитационного и электрического полей
(Приложение 2).
Раздаточный материал: Карточки с заданиями – маршрут движения, комплекты
подсказок на каждое задание (по количеству групп),чистые бланки для ответов группами, задания для проверочной
работы.
Оформление доски: Плакат с изображением облака и земли, таблица
достигнутых результатов (Приложение 1).
Примерный регламент работы
I. Вступительное слово преподавателя 2
минуты,
II. Актуализация
опорных знаний 7
минут,
III.
Повторение пройденного материала через самостоятельную работу с
частично-поисковыми элементами 48
минут
IY.
Сравнение характеристик гравитационного и электростатического полей 8
минут,
Y.
Кратковременная проверочная работа 10
минут,
YI.
Подведение итогов занятия и выдача домашнего задания 5
минут.
На предыдущем
занятии учащиеся получили домашнее задание: Повторить тему «Электростатика»,
решить задачи № 690, 705, 738, 757 (Рымкевич А.П. Физика. Задачник. М.: -
Дрофа, 2000.) и подготовить примеры проявления статического электричества в
природе.
ХОД ЗАНЯТИЯ
I. Вступительное слово преподавателя
Преподаватель: На всех предыдущих уроках вы знакомились с
фактами существования электростатического поля; выучили понятия и термины,
характеризующие электростатическое поле; осознали законы и теорию
электростатического поля.
Сегодня пришло время проверить, как вы понимаете, изученные законы и
умеете с их помощью объяснять электростатические явления, а также не только
выявить пробелы в ваших знаниях, но и устранить их. Урок сегодня – путешествие
групп, на которые вы заранее по желанию разбились, с
положительно заряженного облака на отрицательно заряженную Землю. Маршрут содержит четыре этапа, на каждом из
которых, вы должны выполнить задание или решить задачи и после этого будут
открываться буквы ключевого слова урока.
II.
Актуализация опорных знаний
Для того чтобы спуск на Землю был успешным,
повторим основные характеристики электростатического поля. Найдите в рабочей
тетради таблицу характеристик электростатического поля. (На экране с помощью
кодоскопа проецируется таблица 1). Посмотрите на экран.
Таблица
1
Характеристики электростатического поля
Физическая величина, закон
|
Определение (формула)
|
Частные формулы для точечных зарядов
|
для вакуума
|
Для среды
|
Закон Кулона
|
F = k·|q1|·|q2| / r2
|
F = k·|q1|·|q2| / r2
|
F = k·|q1|·|q2|/ (ε·r2)
|
Е
|
E = F / q
E = U / d
|
E = k· |qo| / r2
|
E = k· |qo| / (ε·r2)
|
φ
|
φ = A1
/ q
|
φ = k·
|qo| / r
|
φ = k ·|qo| / (ε·r)
|
U
|
U = A12 / q
|
для плоского конденсатора
|
C
|
C = q / U
|
С = ε0 ·S / d
|
C = = ε▪ε0·S/d
|
W
|
W = C·U2 /2 = q·U / 2 = q2/ (2C)
|
|
|
w
|
∆w = W/∆V
|
w = ε0 ·E2 /
2
|
E = ε▪ε0·Е2/2
|
III.
Повторение пройденного материала
через самостоятельную работу с
частично-поисковыми элементами
Преподаватель: Посмотрите на плакат.
-Q
Преподаватель: Как вы знаете, при создании достаточно большой
разности потенциалов между двумя объектами, может возникнуть разряд. Как долго
он длится? Рассчитаем.
На экране с помощью кодоскопа проецируется запись
условия примера:Средняя мощность удара молнии 2▪1010 Вт, а
выделяемая при этом энергия примерно равна 1▪109 Дж.
Преподаватель: Итак, ваш результат? (Учащиеся называют ответ).
Правильно. Проверим решение. (Проверка решения и ответа).
Дано:
P = 2·1010
Вт P = W / t t = 1·109 Дж
/ (2·1010 Вт) = 0,05 с
W = 1·109
Дж t = W / P
____________
t =
? Ответ: t
= 0,05 с
Преподаватель: Время разряда примерно 0,05 секунды. Наш спуск
продлится гораздо дольше. В маршрутном листе - 4 этапа. На каждом этапе
решение зада и проверка решения. Каждое задание оценивается по 5-балльной
системе (отсутствие правильного ответа – 1 балл).
Если возникают проблемы в решении, вы можете
поочередно воспользоваться подсказками № 1 и № 2, теряя при этом по 1 баллу за
каждую использованную подсказку. По окончанию работы каждая группа представляет
письменный коллективный ответ. У доски представитель группы, сдавшей правильные
решения задач, объясняет ее решение, получая дополнительный балл. После
прохождения этапа вписываем в кружок очередного букву ключевого слова.
По завершению маршрута, получаем ключ для
дальнейшей совместной работы. В конце занятия - выполнение кратковременной
проверочной работы.
Вас, конечно же, интересует оценка
ваших знаний и умений применять эти знания. Участники команды-победительницы
получают оценку «5», участники команды, занявшей второе место, - «4», участники
команды, занявшей третье место, - «3». Команд, получивших каждую из оценок,
может быть несколько. Кроме того, каждый участник может получить дополнительную
оценку за индивидуальную работу у доски или дополнения ответов товарищей.
Если нет вопросов, в путь. Успехов
вам в творческой работе! Первый этап называется «Электрические заряды и их
взаимодействие» Откройте конверт № 1. В конверте две задачи. На их решение
отводится 10 минут. Правильно рассчитайте время, чтобы, в случае необходимости,
вы успели воспользоваться подсказками и решить задачи. Время пошло. Приступайте
к решению.
Учащиеся коллективно в малых группах решают задачи.
1 этап. Электрические заряды и их взаимодействие.
Задание № 1.1. Как с помощью отрицательно заряженного проводника,
не изменяя его заряда, зарядить другой проводник положительно? (Можно
использовать приборы для проведения эксперимента).
Подсказка №1. Вспомните, в чем
заключается явление электризации через влияние (электростатическая индукция)
и как взаимодействуют одноименные и разноименные заряды (закон Кулона).
Подсказка № 2. Используйте факт, что Земля проводник.
Задача №
1.2.
Почему два разноименно заряженных шара из металла взаимодействуют друг с другом
с большей силой, нежели заряженные одноименно (при всех прочих одинаковых
условиях)? Решение
поясните чертежами. Возможно ли, чтобы два одноименно заряженных проводника
притягивались?
Подсказка
№ 1.
Изобразите, как благодаря электростатической индукции распределяются заряды на
разноименно и одноименно заряженных шарах, находящихся в поле друг друга. Расстояние
между шарами одинаково.
Подсказка
№ 2.
Сравните распределение зарядов для одноименно и разноименно заряженных шаров. Воспользуйтесь для
объяснения законом Кулона.
+ Q
- Q
+ Q
- Q
По
истечению времени, отведенного на решение
задач,
каждая команда сдает ответы. Приглашаются представители команды для объяснения решений. Один учащийся готовит на доске решение
2-ой задачи. В это время второй
учащийся с
помощью приборов демонстрирует и
объясняет
решение 1-го задания. Затем
на экране представлены краткие решения и ответы к
задачам, которые остальные учащиеся
могут занести в свои рабочие тетради.
Преподаватель: Все задачи решены. Откроем первую букву ключевого
слова. Это буква «П». Переходим
ко второму этапу под
названием «Силовая
характеристика электрического поля». Откройте
конверт № 2. В нем три задачи. Время для их решения –
12 минут.
2 этап. Силовая характеристика электрического поля
Задача № 2.1.
Изобразите линии напряженности электрического поля положительного заряда,
сообщенного металлическим телам, имеющим форму: а) цилиндра, б) пятиконечной
звезды.
+
+
+Q
+ + ++
+ +
+ +
Задача №
2.2.
Если положительно заряженный шар поместить в любое из электрических полей,
изображенных на рисунке, он станет двигаться вправо. Как будет вести себя в
этих полях нейтральный проводящий шар?
1. 2.
3.
Подсказка № 1. Вспомните, как по виду силовых линий можно судить о
модуле вектора напряженности и что происходит в проводнике, помещенном в
электростатическое поле?
Подсказка № 2. Чем гуще расположены силовые линии, тем напряженность
электрического поля больше, а значит, больше будет и сила, действующая на
заряд.
Задача № 2.3. Электрорецепторы боковой линии у ряда рыб обладают
удивительной чувствительностью к изменению напряженности внешнего
электрического поля вдоль поверхности своего тела и посылают нервные импульсы в
мозг, когда значение напряженности превышает 10мкВ/м. Каким образом, используя
это качество, рыбы могут ориентироваться в мутной воде, находить скрытую добычу?
Поясните ответ рисунком.
Y.
Сравнение характеристик гравитационного и электростатического полей
YI.
Кратковременная проверочная работа
Таблица достигнутых результатов
№гр
|
Фамилии
|
Инд. балл
|
1 этап
|
2 этап
|
3 этап
|
4
|
Σ
|
Оценка
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Σ
|
1
|
2
|
3
|
Σ
|
1
|
2
|
3
|
Σ
|
1
|
2
|
3
|
Σ
|
Σ
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эталоны ответов на задачи 1-ого этапа
Эталон ответа задания 1.1. В поле
отрицательно заряженного проводника внести незаряженный заземленный проводник.
Электроны под действием сил отталкивания перейдут с незаряженного проводника в
Землю, тем самым, создав недостаток отрицательного заряда на этом проводнике.
Убрав заземление с проводника, получим проводник положительно заряженный.
заземление заземление
Эталон ответа
задачи 1.2.
Электростатическая индукция приводит к такому перераспределению зарядов на шарах,
при котором одноименные заряды оказываются на большем расстоянии, чем одноименные
(см. рис.)
А
так как сила взаимодействия зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния
между ними, то модуль силы отталкивания одноименно заряженных зарядов будет меньше
модуля силы притяжения разноименных зарядов.
+ -
q
+
-q - r1 < r2
|F1|
> |F2|
, т.к. F
~ 1/r2
+
r1
-
+
+
+
+
q
+
q
+
r2
Может
случиться так, что одноименно заряженные металлические шарики будут даже притягиваться.
Это возможно, если заряд одного из шариков много больше заряда другого.
Эталоны ответов на задачи 2-ого этапа
Эталоны ответов к задаче 2.1.
Эталоны ответов к задаче 2.2.
Эталоны ответов к задаче 2.3.
Так как находящиеся в воде вокруг рыбы
предметы отличаются по своей электропроводности от воды, они искажают
электрическое поле вблизи одной из боковых сторон поверхности рыбы. По этим
искажениям поля рыбы могут ориентироваться в мутной воде и находить добычу.
Эталоны ответов кратковременной проверочной
работы
1 вариант. Базовый уровень
2 вариант. Базовый уровень
3 вариант. Повышенный уровень
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.