Урок физики в 8 классе по теме «Введение в электростатику»

Тема урока: Электризация тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Электроскоп. Проводники и непроводники электричества.

Цели урока:

Образовательная:

Изучить явление электризации тел, на опытных фактах установить получение двух видов электрических зарядов на макроскопических телах.

Добиться четкого усвоения законов взаимодействия зарядов одноименных и разноименных знаков.

Уметь различать проводники и непроводники электричества.

Изучить закон сохранения электрического заряда

Воспитательная:

Поддержание эмоциональной и доброжелательной атмосферы.

Дальнейшее развитие групповой работы на уроке.

Развивающая:

Выделять электрические явления в природе и технике.

Определять знак заряда наэлектризованного тела.

Познакомить с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов.

Рассмотреть положительные и отрицательные стороны электризации в быту и технике

Оборудование: компьютер, мультимедийная приставка, интерактивная доска, султаны, палочки(эбонитовая, стеклянная), гильзы на штативах, шарики, электрометры, электроскоп, генератор.

Подготовка: учащиеся готовят выступление с презентацией по теме: “Ш. Кулон историческая справка”

План изложения нового материала:

Отрывок из фильма об электричестве и легенда древних греков о янтаре.

Поэтапное введение новых понятий об электрических зарядах основываясь на исторических справках. Краткая историческая справка о ученых.

Опыты подтверждающие определения и законы электричества

Практическая работа детей «Изучение взаимодействия заряженных тел. Два рода зарядов»

Введение закона сохранения электрического заряда.

Опыты подтверждающие деление заряда (электрометры)

Обобщение и повторение пройденного на уроке

Проверка уровня знаний (тест)

 

Вступительное слово учителя.

Учитель: Ребята! Сегодня, нам представилась уникальная возможность провести урок в лаборатории “Статического электричества”.

Слова “электричество”, “электрический ток ”, знакомы каждому. Но, вот объяснить, что это такое, мы сможем, лишь, изучив большой круг явлений, которые называются электрическими.

История развития электричества интересна и поучительна.

Фильм - к началу урока “Электрические явления”

Легенда об открытие электризации

Древние греки очень любили украшения и мелкие поделки из янтаря,

названного ими за его цвет и блеск «электрон» - что значит «солнечный камень». Отсюда произошло, правда много позже, и самое слово элетричество.

Способность янтаря электризоваться была известна давно. Впервые исследование этого явления занялся знаменитый философ древности Фалес Милетский. Вот как об этом рассказывает легенда.

Дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном , изделием финикийских мастеров. Как – то уронив веретено в воду, девушка стала отбирать его краем своего шерстеного хитона и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок. Думая, что они прилипли к веретену, потому что оно все еще влажно, она принялась вытерать его еще сильнее. И что же? Шерстинок налипало тем больше, чем сильнее натиралось веретено. Девушка обратилось за разъяснением этого явления к отцу.

Фалес понял, что причина в веществе, из которого сделано веретено, и в первый же раз, как к пристане Милеты подошел корабль финикийских купцов, он накупил различных янтарных изделий и убедился, что все они, будучи натерты шерстяной материей, притягивают легкие предметы, подобно тому, как магнит притягивает железо

Почему это произошло? В чем суть физического явления? Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем уроке.

( слайд № 1)

Электризация тел.
PPT / 1.8 Мб

Тема нашего урока: Введение в электростатику

Мы с вами узнаем: Электризация тел. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Электроскоп. Проводники и непроводники электричества. Закон Кулона.

Каждый из вас, к концу урока должен уметь объяснить, что такое электризация, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела. Знать закон сохранения электрического заряда, формулу, различать проводники и непроводники электричества. Знать в чем заключается закон Кулона .

Сегодня мы работаем по по тетрадям Ударцевой В. М. стр 31,32,33, и в рабочих тетрадях по физике.

Мы начинаем изучение электрических явлений – это явления обусловленные взаимодействием и движением электрически заряженных частиц. (записать в тетрадь Ударцевой стр 31)

(слайд № 2)

История развития электричества начинается с Фалеса Милетского. Вначале, свойство притягивать мелкие предметы приписывалось только янтарю (окаменевшая смола хвойных деревьев). От названия которого произошло слово электричество, т.к греч. elektron—янтарь.

( слайд № 3) ( показать флеш электризация воды, кнопка 3)

Лишь в конце XVI века и начале XVII века вспомнили об этом открытии. Английский врач и естествоиспытатель Ульям Гильберт выяснил, что при трении могут электризоваться многие вещества. Он был одним из первых ученых, утвердивших опыт, эксперимент как основу исследования. Он показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и многие другие вещества: алмаз, сапфир, сургуч и что притягивают они не только соломинки, но и металлы, дерево, листья, камешки, комки земли и даже воду и масло.

(Слайд № 4)

Опыт 1: Демонстрация учителем опыта.

Приборы и материалы:

линейка,

лампа, вкрученная в патрон на подставке,

эбонитовая палочка.

Линейку уравновешиваем на лампе. Натираем эбонитовую палочку о мех и подносим к линейке.

Результат: Линейка начинает вращаться.

Опыт 2: Воздушные шарики над классной доской, на стенах, на потолке.

Результат достигнут за счет электризаций.

 

Опыт 3: К кондукторам электрофорной машины подсоединяют бумажные султанчики, которые устанавливают на изолирующих подставках.

Вращая ручку машины, наблюдают за их поведением.

Показать опыт с натиранием эбонитовой палочки и султана прикоснуться к султанчику сначало палочкой, а потом тряпочкой которой натирала палочку.

Какой вывод можно сделать? Показать флеш (2 кнопка, а потом 4 кнопка)

Говорят дети, делают свои выводы

Учитель: подводит итог

Мы сделали очень важный вывод:

1) Один из видов электризации - это трение, соприкосновение тел.

2) При этом участвуют всегда два (или больше) тела.

3) Электризуются оба тела.

Мы рассмотрели электризацию трением, но существует несколько способов электризации.

( слайд № 5)

 

Следующим этапом в развитии учения об электричестве были опыты немецкого ученого Отто фон Герике (1602—1686). Он построил первую электростатическую машину, основанную на трении. Это был шар из плавленой серы, который приводился во вращение специальным приводом. Вращая шар и натирая его ладонями, Герике тем самым электризовал его. Наэлектризованный шар притягивал листочки золота, серебра, бумаги. С помощью этого прибора Герике обнаружил, что, кроме притяжения, существует электрическое отталкивание. В настоящее время электрофорная машина выглядит такой, какая она стоит перед вами.

(слайд № 6)

В 1733 г французский ученый Шарль Франсуа Дюфе, живший в 1698—1739 гг., обнаружил, что существуют два рода электричества: "стеклянное" (положительное) и "смоляное" (отрицательное).

Следующий этап в нашей работе. Мы должны выяснить, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела. Какие два рода зарядов существуют.

Учитель: подводим итог , одно и то же тело при электризации может зарядиться в одном случае положительно, а в другом — отрицательно в зависимости от вещества тела, с которым оно соприкасается.

На основании проделанных опытов и дополнительных демонстраций с другими телами учитель должен показать учащимся, что любое тело содержит два вида электрических зарядов.

Учитель: Представление о положительном и отрицательном зарядах, было введено в 1747 году Франклином. Эбонитовая палочка от электризации о шерсть и мех заряжается отрицательно, Заряд, который образуется на стеклянной палочке, потертой о шелк, Франклин назвал положительным. Но во времена Франклина существовал только натуральный шелк и натуральный мех.

Условились обозначать положительный заряд “+”, а отрицательный “-”.

Задание для детей.

 

Изучение взаимодействия заряженных тел. Два рода зарядов.

Приборы и материалы: 1) бабочка из золотинки на нити (1), 2) бабочка из золотинки на нити (2), 3) штатив (2шт), 4) эбонитовая палочка, 5) стеклянная палочка. 6) шерсть, шелк

Порядок выполнения работы.

1. Потрите эбонитовую палочку о шерсть и прикоснитесь одной к одной бабочке (гильзе)

2. Потрите стеклянную палочку о шелк и прикоснитесь ко второй бабочке (гильзе)

3. Аккуратно подвиньте друг к другу два штатива

Как они взаимодействуют бабочки, (гильзы)? _______________________.

(снимите заряд с бабочек,гильз дотроньтесь рукой) ( штативы поставьте на расстояние)

4. Потрите эбонитовую палочку и прикоснитесь к одной бабочке,(гильзе еще раз потрите эбонитовую палочку и прикоснитесь ко второй бабочке,(гильзе) аккуратно подвиньте штативы друг к другу.

Бабочки, (гильзы) ________________________________;

Вывод: в природе существуют ____________________ вида электрических зарядов. Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака _____________________, а тела имеющие заряды противоположного знака _________________________.

Опыт 4: с султанчиками и генератором, где четко видно взаимодействие зарядов

Задание: ребенок работает на интерактивной доске по теме: Изучение взаимодействия заряженных тел. Два рода зарядов.

Дети делают выводы

 

(Слайд № 7) ( флеш кнопка № 6)

Существование двух видов зарядов – положительного и отрицательного – позволяет понять природу электризации тел при трении. При натирании эбонитовой палочки о шерстяную ткань эбонит приобретает отрицательный заряд, а шерсть – такой же по величине, но положительный заряд. Точно также и стеклянная палочка при соприкосновении с шелком или с кожей приобретает положительный заряд, а ткань – равный ему по величине, но отрицательный заряд. Эти заряды не возникают из ничего и не исчезают никуда. Они находятся в самих контактирующих телах. При соприкосновении двух поверхностей заряды перераспределяются между телами или частями одного тела. Будем считать, что системы тел: эбонит – шерсть, стекло – шелк не взаимодействуют с другими окружающими телами.

(слайд № 8)

Система тел, которая не взаимодействует с другими окружающими её телами, называется замкнутой или изолированной. В этой системе явление электризации подчиняется закону сохранения электрического заряда.

Во всех явлениях электризации тел в замкнутой системе суммарный электрический заряд сохряняется: q1+q2+…..+qn=const

(заполняет таблицу в тетради Ударцевой В. М. на стр 32)

 

Удобный прибором для обнаружения электризации тел является электроскоп (показать маленькие электроскопы и их работу с помощью палочки)

(Слайд №9)

 

Имеется электроскоп и другой конструкции, в котрой наблюдают поворот легкой стрелочки. Стрелочка, зарядившись от стержня одноименным зарядом, отталкивается от него на некоторый угол. Такой прибор называется электрометром.

Если к заряженному электроскопу прикоснуться рукой или соединить его с землей каким – либо металлическим предметом, то электроскоп разрядится. Это происходит вследствие того, что заряженные частицы от электроскопа через металлический стержень передаются телу человеку, а от него уходят в землю. Но если к электроскопу прикоснуться стеклянной, эбонитовой или форфоровой палочкой, то электрическое состояние его не изменится.

Опыт 5 Показать на опыте работу электрометра

По способности проводить электрические заряды вещества условно делятся на проводники и непроводники электричества

(Слайд № 10)

 

Мы с вами говорили о том, что все тела состоят из молекул. Молекулы деляться на атомы. В целом атомы и молекулы электрически нейтральны. Откуда же появляются электрические заряды при электризации?

 

Ответ: Атомы и молекулы любого вещества при его взаимодействии с другим веществом могут стать заряженными частицами.

Значить можно сделать вывод: электрическими зарядами обладают частицы, из которых состоят атомы и молекулы. Электрический заряд можно увеличить или уменьшить. Т.е. он может иметь разное значение.

Значит электрический заряд – это физическая величина.

Опыт № 6 (показать на опыте деление заряда с помощь электрометров)

Электрический заряд имеет предел делимости. Это значит, что существует заряженная частица, которая имеет самый малый заряд, далее уже не делимый, - электрон.

Электрический заряд электрона называется элементарным зарядом.Абсолютную величину (модуль) электрического заряда электрона обозначают буквой е и она равна:

е = -1,6 * 10 -19Кл.

Учитель: Мы с вами познакомились с электризацией. Кто может привести примеры связанные с электризвцием из нашей повседневной жизни

Электризация трением на производстве и в быту

Технический прогрес не только расширяют возможности человека, его власть над природой, но одновременно ставит множество новых проблем. Так, например, сегодня в различных отраслях промыщленности используется сильные электрические поля, щироко внедряются в быт синтетика а синтетические материалы обладают способностью накапливать электрические заряды. И приходится решать проблемы, связанные с влиянием электрических полей на технологические процессы, на организм человека.

Вот несколько примеров.

На одном целлюлозном – бумажных комбинатов некоторое время не могли установить причину частых обрывов быстро движуеся бумажной ленты. Были

приглашены ученые. Они выяснили, что причина заключалось в электризации ленты при трение ее о валки.

Такая «самопризвольная» элетризация весьма опасно, так как может стать причиной пожара.

При трение о воздух электризуется самолет. Поэтому после посадке к самолету нельзя сразу же пристовлять металлический трап: может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолет «разрежают» опускают на землю металлический трос, соединенный с обшивкой самолета, и разряд происходит между землей и концом троса.

Разряды электричества возникают и тогда, когда человек ходит по полимерным покрытиям полов современной квартиры, синтетическим коврам или снимает с себя нейлонавою одежду.

 

Есть ли способы и средства для борьбы с накоплением электрических зарядов? Безусловно есть.

 

На производстве – это тщательно заземление станков,машин, применение токопроводящех пластика для полов, увлажнение воздуха, использование различного

рода «нейтрализаторов» (по условиям производство – индукциональных, электрических, радиоизотопных, электроаэрозольных и др.).

В домашних условиях устранить заряды статического электричества довольно легко, повышая относительную влажность воздуха квартиры до 60 – 70 % (для этого можно использовать электрические увлажнители). Электризация устраняется, если к воде, которой протирают пластиковые полы, добавить хлористый кальций, а также если протирать электризующиеся поверхности глицерином. Химическая промышленность сейчас выпускает препарат «Антистатик», который снимает электрический заряд с синтетической одежды.

Следует заметить, что электризация синтетического белья, возникающая при носке, оказывается даже полезной. Например, известно, что поливинилхлоридное белье помогает при лечении некоторых болезней.

В электрических полях успешно и быстро сушат древесину, делают искусственный мех, сортируют пшеницу, производят холодное копчение рыбы. Электрические поля выполняют так много полезных дел, что всех их и не перечислить.

Например, копчение это пропитывание продукта древесным дымом. 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.

Вариант 1

1. Стекло при трении о шелк заряжается:

а) положительно; б) отрицательно.

2. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно заряжено:

а) положительно; б) отрицательно.

3. Три пары легких шариков подвешены па нитях. Какая пара шариков не заряжена? (Рисунок)

а) 1;б) 2; в) 3.

4. К стеклянной палочке М, (рисунок) натертой о шелк, подносят палочку N, и палочка М приходит в движение по направлению, указанному стрелкой. Какой заряд имеет палочка N?

а) Положительный; б) Отрицательный.

5. Какой заряд имеет шарик, к которому поднесена наэлектризованная палочка? (Рисунок)

 

а) Положительный; б) Отрицательный.

 

6. Какой заряд имеет наэлектризованная палочка, поднесенная к гильзе? (Рисунок )

 

а) Положительный; б) Отрицательный.

 

 

7. Одноименно заряженные тела..., а разноименно заряженные ....

а) Отталкиваются; притягиваются; б) притягиваются; отталкиваются.

8. Если заряженное тело притягивается к стеклянной палочке, натертой о шелк, то оно заряжено:

а) Положительно; б) Отрицательно.

9. Какой заряд имеет большой шар? (Рисунок ).

 

а) Положительный; б) отрицательный.

 

 

10. Тела 1, 2 и 3 заряжены. (Рисунок ) Какие из них притягиваются друг к другу?

а)1,3 ; 3,2 б) 2,1 ; 1,3

 

 

 

Проверка результатов теста.

КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ

1. Какие меры предосторожности надо принять, чтобы при переливании бензина из одной цистерны в другую он не воспламенился? (Во время перевозки и при переливании бензин электризуется, может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют).

2. Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны? (Потому, что железнодорожная цистерна заземлена через колеса рельса)

3. Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно? (Может, в зависимости от того, чем ее натирают)

4. Если вынуть один капроновый чулок из другого и держать каждый в руке на воздухе, то они расширяются. Почему? (При трении чулки электризуются. Одноименные заряды отталкиваются. Поэтому поверхность чулка раздувается.)

Поведение итогов.

Домашнее задание.

§28,29,30ответы на вопросы устно Р. Т. (стр 31,32,33 выучить)подготовить выступление по группам «электрические явления» (презентация в течении 2 минут)