Урок по теме "Закон Кулона"
учебно-методическое пособие на тему

                                              Тема: « Закон Кулона».
Цель урока: раскрыть суть одного из важнейших законов природы, познакомить с принципом суперпозиции электрических сил, алгоритмом и примерами решения задач на применение закона Кулона. 
Задачи: 
Обучающие: 
- сформировать представление об одном из фундаментальных взаимодействий природы на качественном и количественном уровне, продемонстрировать применение принципа суперпозиции в различных частных ситуациях.
- познакомить с алгоритмом решения задач на закон Кулона. 
Развивающие. 
- выработать творческую самостоятельность и аналитическое мышление при изучении материала. 
-научить устанавливать причинно-следственные связи в изучаемых явлениях, формулировать эмпирические закономерности. 
- развить способности делать обобщения, выдвигать гипотезы и проверять их, используя компьютерные модели. 
Воспитывающие.
-мотивировать на ответственное отношение к подготовке к ЕГЭ, стимулировать на самостоятельные занятия, создать устойчивую ситуацию успеха в решении задач.
знать:

• определение точечного заряда;
• закон сохранения заряда;
• закон Кулона;
• физический смысл закон Кулона;
• границы применения закона Кулона;
• уметь:
• решать качественные задачи на применение закона Кулона;

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, компьютерная презентация по данной теме, CD- «физика 10»
Этапы урока:

1.Организационный

2.Актуализация знаний.

3.Изложение основного материала.

1) Что изучает электродинамика и электростатика
2) Сообщение сведений из истории открытия зарядов двух типов и характера их взаимодействий. ( сообщение студентов)

3) Электризация тел (видео сюжет)

4) Закон сохранения заряда

5) Понятие точечного заряда
6) Изложение сути опытов Кулона 
7) Закон Кулона.
8) Аналогия с законом всемирного тяготения 

4.Обобщение и закрепление. Решение задач на применение закона Кулона.  5.Подведение итогов
6. Домашнее задание. 

Содержание урока.

1.Организационный

Отметь отсутствующих.

Сообщить тему занятия, цели и задачи,  что должны знать и уметь в  результате изучения темы.

2.Актуализация знаний

- Знакомы ли вам слова: электричество, электрический ток, электрический заряд?

-Сможете ли вы ответить, что такое электричество, электрический ток, электрический заряд?        
- Какие существуют заряды?

3.Изложение основного материала

Мы приступаем к изучению раздела «Электродинамика» Это наука о свойствах и закономерностях поведения особого вида материи- электромагнитного поля, осуществляющего  взаимодействия между заряженными телами или частицами. Основоположником  классической электродинамики является Джеймс Клерк Максвелл (1831-79) — английский физик.

Начнем изучение этого раздела с наиболее простого случая-электростатики, раздела электродинамики, посвященный изучению покоящихся заряженных тел.

Как вы уже сказали, в природе существуют два вида зарядов – «+» и «-». Историю открытия зарядов двух типов и характера их взаимодействий  (Презентация и рассказ )

Электрические заряды одинаковых знаков отталкиваются, а разных - притягиваются

Отключили свет опять?
Я решила чуть поспать, 
Потянула покрывало – 
Темноты на миг не стало,

Заискрилось все вокруг.
Что случилось здесь, мой друг?
Кошка прыгнула тихонько,
Я ее погладила легонько.

Замурлыкала вдруг Мурка,
Заискрилась даже шкурка.
Майку стала  снимать,
Удивилась я опять:

Что-то очень затрещало,
А такого не бывало!
Искры брызнули вокруг,
Что случилось с майкой вдруг?

- О каком явлении в стихотворении идет речь?  Электризация.

 1.Что значит наэлектризовать данное тело?

2.Виды электризации (Видеосюжет)

Опыт с султанчиком

Опыт доказывает, что при электризации происходит перераспределение имеющихся зарядов между телами. При этом новые частицы не возникают, а существующие ранее не исчезают. При электризации тел выполняется закон сохранения заряда.

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов  всех частиц сохраняется.

Закон имеет глубокий смысл. Элементарные частицы могут превращаться друг в друга, рождаться и исчезать, давая жизнь новым частицам. Однако во всех случаях заряженные частицы рождаются только парами с одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами; исчезают тоже парами, превращаясь в нейтральные.

Электрические взаимодействия играют исключительно большую роль в строении атома и образовании молекул. Они проявляют себя и в механике «под видом» силы упругости и силы трения. Природа этих сил основана на взаимодействии атомов. Электрические взаимодействия лежат в основе многих устройств и механизмов.

Заряженные тела, размеры которых намного меньше расстояния между ними, называют точечными зарядами. 

Закон взаимодействия точечных зарядов установил на опыте в конце восемнадцатого века французский ученый Шарль Кулон.

Для количественного описания взаимодействия зарядов Кулон использовал опытную установку- крутильные весы. Видеосюжет Опыт Кулона

- Итак, Кулон определял силу взаимодействия заряженных сфер по углу закручивания нити в зависимости от расстояния между ними. 
- В результате многочисленных измерений силы взаимодействия двух неподвижных точеных зарядов в вакууме Кулон установил закон, названный впоследствии его именем. 

Закон Кулона: Два неподвижных точечных электрических заряда взаимодействуют в вакууме с силой, прямо пропорциональной произведению этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. 

где: 
q 1,q 2 - величина зарядов [Кл] 
r- расстояние между зарядами [м] 
k – коэффициент пропорциональности [Н•м2/Кл2] 
F- сила Кулона (кулоновская сила) [Н]

Границы применения закона Кулона:

1.Закон справедлив для точечных зарядов.

2.Заряженные тела должны быть неподвижными.

Заряд в 1 кулон- большой заряд. Два тела с зарядами в один кулон отталкивались бы с огромными силами- девять миллиардов ньютонов.
Сила взаимодействия этих тел на расстоянии ста метров равна силе тяжести, действующей на тело массой девяносто тонн.

Заряд любого тела кратен элементарному ( минимальному) заряду- заряду электрона

Какой закон в механике аналогичен закону Кулона?

4.Обобщение и закрепление. Решение задач на применение закона Кулона.

Подведем итог изученному материалу.

1) Отгадать кроссворд.

 Вертикаль:

1. Прибор, служащий для обнаружения электрического заряда?

“Электроскоп”

Горизонталь:

 1.Вещество, используемое в опытах по электризации?

“Эбонит”

2. Частица, имеющая минимальный электрический заряд?

“Электрон”

3. Частица, не имеющая электрического заряда?

“Нейтрон”

4. Раздел физики, изучающий покоящиеся заряды?

“Электростатика”

5. По-гречески название электрона.

“Янтарь”

6. Способ, используемый при электризации.

“Трение”

7. Атом, потерявший или присоединивший один электрон?

“Ион”

8. Основоположник электродинамики?

“Максвелл”

9. Сообщение телу Эл. Заряда?

“Электризация”

10. Что находится в центре атома?

“Ядро”

11.Частица, имеющая “+” заряд, входящая в состав ядра.

“Протон”

2) На каком рисунке заряды являются точечными? Почему?

3) Как изменится сила кулоновского взаимодействия, если…

А) величина одного из зарядов увеличится в 2 раза;

Б) величина одного из зарядов увеличится в 3 раза, а второго уменьшится в 9 раз;

В) расстояние между зарядами увеличится в 6 раз;

Г) величина одного из зарядов увеличится в 4 раза, а расстояние между ними уменьшится в 2 раза.

5.Подведение итогов

Отметьте знаком «плюс» то, что вы хорошо поняли на уроке и знаком «минус» то, что поняли плохо или вообще не поняли.

6. Домашнее задание. §84 - §88