методическая разработка урока в 10 классе по теме "Электризация тел"
методическая разработка по физике (10 класс) по теме

Электризация тел. Электрический заряд

Изучая законы Ньютона, вы убедились, что структура Вселенной формируется гравитационным взаимодействиям.

Каков характер этого взаимодействия?

Чем должно обладать тело, участвующее в гравитационных взаимодействиях?

Демонстрация: Берем эбонитовую палочку и подносим ее к султанчику. Ничего не происходит. (Оба этих тела обладают массой, но мы не наблюдаем их взаимодействия) Если потереть палочку о шерсть, наблюдаем притяжение. Следовательно, эти тела приобрели новые свойства. Что произошло?

(тела наэлектризовались)

-История развития электричества начинается в Древней Греции. В красивом городе Милете жил философ Фалес. И, вот, однажды вечером к нему подходит его любимая дочь.

-Объясни, почему у меня путаются нити, когда я работаю с янтарным веретеном, к пряже прилипают пыль, соломинки? Это очень неудобно.  Фалес начал искать ответ на этот вопрос. Таким образом, сформировался новый раздел физики (2слайд).

-Электростатика – раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных (статических) зарядов. (Слайд 2)

-Что нужно знать  о новом явлении?

•         Какие способы электризации существуют?

•         Электризуются ли при трении оба тела?

•         Какие заряды получают тела при электризации?

•         Как взаимодействуют заряженные тела?

•         Зависит ли взаимодействие наэлектризованных тел от расстояния?

•         Какой физической величиной определяется?

•         Каковы свойства этой величины?

 (Слайд 3)

-Итак, откройте тетради, запишите число и тему нашего урока.

ТЕМА УРОКА (Слайд 4).

- Чтобы ответить на поставленные вопросы, предлагаю провести исследования и сделать выводы. Для этого у вас есть инструкции к экспериментам и необходимое оборудование.

-Предлагаю послушать отчеты о поставленных экспериментах.

1.Руководство к эксперименту

Различные способы электризации тел.

1. Потрите эбонитовую палочку о шерсть и поднесите ее к электрометру.

      Ответьте на вопрос: фиксирует ли электрометр изменения?

      2.Снимите заряд с электрометра, коснувшись его рукой.

      3. Ударьте стеклянной палочкой по резине и понесите ее к электрометру.

      Ответьте на вопрос: фиксирует ли электрометр изменения?

Сделайте общий вывод.  

 (Слайд 5)

Рассмотрим более подробно электризацию трением. (Слайд 5)

 2. Руководство к эксперименту

Заряжаются ли в процессе электризации оба тела?

1. Потрите эбонитовую палочку о шерсть и поднесите ее к электрометру.

      Ответьте на вопрос: фиксирует ли электрометр изменения?

      2.Снимите заряд с электрометра, коснувшись его рукой.

3. Поднесите к электрометру шерсть.

      Ответьте на вопрос: фиксирует ли электрометр изменения?

      Сделайте общий вывод.

3.Руководство к эксперименту

Какие заряды получают тела при электризации трением?

1.Потрите эбонитовую палочку о шерсть и поднесите ее к электрометру.

      2. Поднесите к электрометру шерсть.

      Ответьте на вопрос: Какой заряд показывает электрометр? Почему?

      Сделайте общий вывод.

4. Руководство к эксперименту

Как взаимодействуют заряженные тела?

Оборудование: бумажные и полиэтиленовые полоски.  

1.Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и потрите полоски рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их  друг к другу.

      Ответьте на вопрос: как взаимодействуют разноименно заряженные тела?

2.Проделайте то же и с другой парой и приблизьте  друг к другу полиэтиленовые полоски.

Ответьте на вопрос: как взаимодействуют одноименно заряженные тела?

Сделайте общий вывод.

5. Руководство к эксперименту

Как зависит электромагнитное взаимодействие от расстояния.

1.Наэлектризуйте эбонитовую палочку, потерев ее о шерсть.

2. Поднесите палочку близко к мелко нарезанным листочкам бумаги.

Ответьте на вопрос: что происходит с листочками?

3.Снимите заряд с палочки и вновь ее наэлектризуйте.

4. Поднесите палочку к мелко нарезанным листочкам бумаги на некотором расстоянии.

Ответьте на вопрос: как зависит сила взаимодействия от расстояния между взаимодействующими телами?

Сделайте общий вывод.

-Нам осталось ответить на два последних вопроса.

Чтобы количественно описать происходящие явления, нужно ввести физическую величину, характеризующую эти процессы. Что это за величина?

Как бы вы дали определение заряда?

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

(Слайд7)

-Чтобы определить свойства заряда, давайте обратимся к учебнику 

(стр 156).

Прочитайте текст и четко сформулируйте каждое свойство.

1.Электрический заряд в отличие от массы не является знакоопределенной величиной.

2.Электрический заряд – величина инвариантная.

3.Электрический заряд – величина аддитивная qсист= q1 + q2+…+ qn (Слайд 8)

(демонстрация)

4.Электрический заряд дискретен q = ne

(демонстрация)

существование элементарного заряда 1,6.10-19Кл (Слайд 9)

Заряд обладает еще одним очень важным свойством – свойством сохранения.

Закон сохранения заряда.   (Слайд 10)

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной

А теперь применим знания свойств заряда  к решению задач. (Слайд 11,12,13)

- Вы долго смотрели на экран, давайте дадим вашим глазам отдохнуть. Постреляем глазками. Посмотрите на пальцы правой руки, затем левой руки. Закройте глаза, откройте. Продолжаем работать дальше.

Решение задач.

 Ответ к задачам

-Сейчас я вам предлагаю выполнить тест.

-Решение теста (Слайд 14).

-С электростатическими явлениями мы достаточно часто встречаемся, более того на электризации основаны многие технологические процессы.

Приведите примеры таких процессов.

Применение.

На птицефабриках с целью уменьшения запыленности воздуха устанавливают электрофильтры. Частицы пыли осаждаются на пластинчатые электроды, которые по мере накопления на них пыли, освобождаются от нее. Ионизация воздуха увеличивает яйценоскость кур, лучше развивается молодняк. 

Трубы газовых котельных снабжают также электрофильтрами, уменьшающими выброс в атмосферу продуктов сгорания.

Частицы дыма не только придают продуктам особый вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а к отрицательным электродам подсоединяют, например, тушки рыбы. Заряженные частицы дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются. Весь процесс электрокопчения продолжается несколько минут.

Движущиеся на конвейере, окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный.

Действительно, одноименно заряженные частицы красителя отталкиваются друг от друга – отсюда равномерность окрашиваемого слоя.

На хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто. Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащими дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь, друг к другу, очень быстро образуют однородное тесто, что также повышает производительность труда и выход хлебобулочной продукции.

 Мелкие частички шерсти и хлопка продувают через заряженную металлическую сетку. Двигаясь к тканевой основе, обработанной клеем и заряженной противоположно, равномерно распределяются по ней и после просушки создают ворс. Аналогично можно наносить на любую поверхность волокна звукоизолирующих и теплоизолирующих веществ, делать толь, рубероид, линолеум, шифер, наждачную бумагу.

Заключительное слово учителя: На сегодняшнем занятии мы лишь соприкоснулись с одной из областей физики микромира, но, думаю, это соприкосновение сделает вас более “зрячими”, ибо вы научились извлекать информацию из несложных экспериментов. Теперь вы можете оценить силу человеческого ума, его изобретательность и гениальную простоту найденных решений, в основе которых лежит самоотверженный труд многих поколений учёных.

Вред электризации.

Но не всегда электризация тел приносит пользу.

В типографских машинах (фото) электризация бумаги вызывает ее свертывание и брак при печати. При этом могут возникнуть искры, которые вызывают пожар.

Водители бензовозов страдают от электризации ежесекундно: во время накачивания горючего в автоцистерну образуются электрические заряды; во время перевозки горючее взаимодействует с поверхностью автоцистерны – заряды продолжают накапливаться. Переливая бензин по трубам, например в баки самолета, они подвергают себя опасности взрыва.

В текстильной промышленности нити прилипают к гребням чесальных машин, при этом путаются и часто рвутся. В процессе обработки отдельных тканей ворс на них может подвергаться стрижке. Лезвия ножей работают с большой скоростью, и при этом ткань и ножи сильно электризуются. Также, если ссыпать сахарный песок, муку, порох, порошкообразные химические реактивы – возникают заряды.

На предприятиях резиновой промышленности при вальцовке каучук пропускают между двумя вращающимися валами. Если поднести руку к такому каучуку, то появится искра. Недалеко и до пожара. Такой же эффект можно получить на клеепромазочной машине, которая смазывает резиновым клеем тканевые материалы.

Однако, от электризации существует очень эффективная защита – заземление.

Тема урока:

«Электрический заряд. Электризация тел.

 Закон сохранения электрического заряда»

• Электродинамика изучает ______________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

• Электростатика – _______________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

• Виды фундаментальных  взаимодействий:

1. __________________________________________________________________
2. ___________________________________________________________________
3. ____________________________________________________________________
4. ___________________________________________________________________

• Заполните таблицу:

• Электрический заряд - физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействии.

• Допишите предложения, характеризующие свойства электрического заряда.

1. Электрические заряды бывают ___________________________________________

             _______________________________________________________________________

2. Электрический заряд – величина __________________________________________,

            не зависящая ___________________________________________________________.

3. Электрические заряды ______________________, т.е. заряд ____________________

______________________________равен сумме зарядов _______________________.

4. Электрические заряды всегда кратны ______________________________________.

• Проведите опыты:

Оборудование: две бумажные полоски, две полоски из полиэтилена, пластмассовая ручка.

1. Расположите на поверхности стола в непосредственной близости друг от друга параллельно полиэтиленовые полоски и потрите их ручкой. После этого возьмите полоски в руки и с расстояния 15-20см приближайте их. Сделать вывод из наблюдаемого явления.______________________________________________________

__________________________________________________________________________

2. Расположите на поверхности стола в непосредственной близости друг от друга параллельно бумажные полоски и потрите их ручкой. После этого возьмите полоски в руки и с расстояния 15-20см приближайте их. Сделать вывод из наблюдаемого явления. __________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

3. Положите на полиэтиленовую полоску бумажную и сильно прижмите их рукой. После этого возьмите полоски в руки и разведите их, а затем приблизьте друг к другу. Взаимодействуют ли полоски  между собой? ___________________________________

__________________________________________________________________________

• Напишите формулировку закона сохранения электрического заряда

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

• Электризация - __________________________________________________

_____________________________________________________________________________

• Приведите примеры вредного действия электризации:

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

• Укажите способы защиты от электризации:

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

• Приведите примеры полезного действия электризации:

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

• Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

У ученого Роберта Симмера была странная привычка носить одновременно две пары чулок: по одному белому (шелковому) и одному черному (шерстяному) на каждом ноге. Когда Симмер снимал чулки, сразу черный и белый с каждой ноги, то пока они оставались вместе, практически не наблюдалась никаких электрических эффектов. Но стоило только разнять белый и черный чулки, как они раздувались, будто в них все еще находилась нога, и притягивались друг к другу. Будучи соединенными, снова, чулки «схлопывались» и, лежа друг на друге, со временем разбухали не более чем на 2-3 дюйма. В сухие холодные дни ученый бросал свои раздутые чулки на стену комнаты – они прилипали к стене и совершали пируэты при дуновении. Так Симмер развлекал этими «танцами» своих ученых коллег (и даже принца Уэльского). Он придавал большое значение своим опытам с чулками, за что и получил в ученом мире прозвище «разутый философ».

Объясните  явления, которые наблюдал «разутый философ»? _________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

• Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Мастеру прядильного цеха Иванову Степану Ивановичу был объявлен выговор за то, что он не следил за влажностным режимом в цеху. По его вине, нити при электризации друг о друга и о детали станка,  путались и рвались. Степан Иванович с выговором был не согласен. Он считал, что в разрыве нитей виноваты работницы, которые плохо следили за работой станка.

1. Почему так важен влажностный режим в цехах текстильной промышленности?

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

2. Справедливо ли был наказан мастер Степан Иванович? _______________________

__________________________________________________________________________

3. Могли ли быть последствия при трении нитей и не соблюдении влажностного

режима более серьёзными? ________________________________________________

__________________________________________________________________________

• Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Комиссия, проверяющая работу в типографии была возмущена тем, что несколько раз в день печатные (ротационные) машины отключались, для проведения в цеху влажной уборки. Это, по их мнению, снижало производительность труда, повышало себестоимость печатной продукции. Мастер цеха Петров Иван Иванович объяснил, что это необходимо делать для того, чтобы снять статическое электричество с бумаги и машины, для предотвращения заминания и порыва бумаги и возможности пожара.

1. Кто прав?  Иван Иванович или  комиссия? _________________________________

_________________________________________________________________________

2. Как повысить производительность труда и понизить себестоимость печатной продукции? _____________________________________________________________

__________________________________________________________________________

• Рефлексия:

1. Понравился ли тебе урок? ____________________________________________________

2. Что  совсем не понравилось?__________________________________________________

3. Что очень понравилось? _____________________________________________________

4. Какую оценку ты бы поставил себе за работу на уроке?_____________________________

Домашнее задание: §86-88, выполнить тест

• Тест:

Электризация эбонита и шерсти при трении их друг о друга объясняется так:
1. Атомы эбонита слабее удерживают входящие в их состав электроны, чем атомы шерсти и поэтому электроны переходят ......
а) с эбонита на шерсть;
б) с шерсти на эбонит.
2. В результате электризации на эбоните образуется ……. электронов, а на шерсти -............
а) ….... избыток, ….... недостаток,
б) …… недостаток, …….. избыток.
3. При электризации трением на взаимодействующих телах появляются заряды ......... по абсолютному значению и ......... по знаку.
а) ….... равные, ….... одинаковые;
б) ........ разные, ............ одинаковые;
в) ......... равные, ............. противоположные;
г) ........ разные, ............ противоположные.
Если к легкому шарику, подвешенному на нити, поднести положительно заряженную палочку, не касаясь шарика, то:
4. На ближайшей к палочке стороне образуется …электронов, и эта сторона зарядится........
а) …..... избыток, ….... положительно;
б) ….....избыток, ........ отрицательно;
в) …..... недостаток, ……положительно;
г) …..... недостаток, …… отрицательно.
5. На противоположной стороне шарика образуется … электронов, и она зарядится .........
а) ….....избыток, .......... положительно;
б) …… избыток, .......... отрицательно;
в) ......... недостаток, ...... положительно,
г) ......... недостаток, ..... отрицательно.
6. Так как на палочке и на той стороне шарика, которая ближе к палочке, будут ……... заряды, то шарик ……...
а).. …….одноименные, …. .. притянется к палочке;
б)……. .одноименные, …… оттолкнется от палочки;
в) .......... разноименные, ....... притянется к палочке,
г) ……. разноименные, …..оттолкнется от палочки.
7. Стекло при трении о шелк заряжается ..., а шелк ...
а) …..положительно, …….отрицательно,
б) …...отрицательно, ........положительно.
8. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, натертой о мех, то оно заряжено ...
а) положительно;
б) отрицательно.