МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

МАРІУПОЛЬСЬКИЙ МЕХАНІКО-МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОЛЕДЖ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА

відкритого заняття

Електричний заряд. Закон Кулона

з дисципліни: «Фізика»

для студентів першого курсу академічного та стандартного рівня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2016

Методична розробка заняття «Електричний заряд. Закон Кулона» з дисципліни «Фізика»- підготувала Шитік Т.П., викладач кваліфікаційної категорії «спеціаліст першої категорії» Маріупольського механіко-металургійного коледжу ДВНЗ «ПДТУ» - 2016

 

 

 

 

 

 

        Викладено методику різноманітних форм і методів роботи назанятті за темою « Електричний заряд. Закон Кулона»

 

 

 

Для викладачів фізики вищих навчальних закладів 1-2 рівнів акредитації

 

 

 

 

 

        Рецензент:

Березіна І.І. –голова міського методоб'єднання викладачів фізики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії енергетичних дисциплін (протокол №____    від____________ 2016р.)

План заняття:

Дисципліна « Фізика», группа МО-16

Спеціальність «Обслуговування та ремонт обладнання металургійних      

підприємств»

Розділ ІІ. Електродинаміка

Підрозділ  1. Електричне поле

Тема: «Електричний заряд. Закон Кулона»

Мета заняття:

Методична: удосконалення методики застосування  різноманітних форм і методів роботи на занятті

Дидактична:

навчальна:дати поняття про електронний заряд як про особливі властивості тіл і частинок матерії, вивчити поняття «електричний заряд» та способи одержання електричних зарядів; сформувати у студентів уявлення про закон збереження електричного заряду; роз'яснити фізичний зміст закону Кулона; познайомити  студентів з алгоритмом вирішення завдань за допомогою закону Кулона; навчити встановлювати причинно-наслідкові зв'язки в досліджуваних явищах, формулювати емпіричні закономірності;

розвивальна:розвивати логічне мислення і творчу уяву студентів; розвивати творчу самостійність і аналітичне мислення при вивченні матеріалу та здібності студентів робити узагальнення, висувати гіпотези, формувати вміння застосовувати отримані знання при виконанні експериментального завдання;

Виховна: мотивувати студентів на відповідальне ставлення до предмета, стимулювати до самостійноїроботи, створити стійку ситуацію успіху у вирішенні завдань.

Вид заняття: лекція

Тип заняття: інформаційна лекція з елементами бесіди і дослідів.

Форми та методи : мультимедійна презентація, відеоролик, лекція, фізичний диктант, фронтальне опитування, доповідь, розв’язування задач, бесіда, робота з опорним конспектом, дослід

Міжпредметні зв’язки:

Забезпечувані: ЕІМ, Автоматизація, Електрика

Забезпечувальні: математика, історія, українська мова, хімія

Методичне забезпечування:  картки для індивідуальної роботи, довідники, шаблони опорного конспекту, плакат

Технічні засоби навчання: екран, мультимедійний проектор

Демонстраційні  засоби:  скляна та ебонітові палички, султанчик, електроскоп

Література:

Основна:

1. Гончаренко С.У.  «Фізика», Навчальний посібник для шкіл 3   ступеню, 9-11 клас. Київ «Освіта», 1996р.

2.  Коршак Е.В «Фізика», 10 клас - К.; ВТФ «Перун», 2010р.

Допоміжна:

3. Жданов Л.С, Жданов Г.Л. «Физика» для   средних   специальных    учебных  заведений. М.,  «Наука», 1984г.

 4. Кабардин. О.Ф. «Физика», Справочные материалы. М.,

«Просвещение»,1987г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст і хід  заняття:

1. Організаційна частина: привітання студентів; відмітка у навчальному

журналі відсутніх студентів; перевірка готовності до заняття студентів, аудиторії, обладнання. Побажання гарного настрою, позитивного спілкування, активної роботи.

     2.Актуалізація опорних знань студентів

«Повторення - мати навчання!» К. Д. Ушинський  

    2.1 Вступне слово викладача   

    (Слайд №4(Додаток А)

Попередній великий розділ, який ми закінчили вивчати, мав назву «Молекулярна фізика і термодинаміка». Наступний розділ дуже серйозний, не менш важливий і складний - «Електродинаміка». Перш ніж перейти до вивчення нового розділу, давайте згадаємо і повторимо, що ми запам'ятали з раніше вивченого матеріалу. А я хочу нагадати вам, що слово «фізика» грецького походження, від physis - природа, слово "динаміка" походить від грецького слова "dynamikos", так само в цій науці багато іноземних слів: кварк, лазер, радар, спин,реостат.

      (Слайд 5)Деякі студенти вже здогадалися, дивлячись на слайд, що наступні кілька хвилин ми будемо розмовляти двома мовами, а епіграфом будуть служити слова Вольтера «Знати багато мов - значить мати багато ключів до одного замка»

2.2.Письмова  робота за варіантами із взаємоперевіркою. (Слайд №6)

    Якщо я називаю явище українською мовою-перекладіть його російською і навпаки. Кожна перекладена фраза оцінюється в1 бал. Слухайте уважно, і у вас все вийде. Відповідати ви будете на картках, які лежать у вас на парті. Отже: обирайте картку з №1  і заповнюйте (Додаток Б).

 І варіант

Влажность воздуха - …(вологість повітря)

Стан безперервного хаотичного руху -…(состояние непрерывного хаотического движения)

Применение закона - …(застосування закону)

Пароутворення та конденсація - …(парообразование и конденсация)

Количество  вещества - …(кількість речовини)

Загальні властивості - … (общие свойства)

Явление капиллярности - …(явище капілярності)

Тепловий двигун - …(тепловой двигатель)

Основные положения -…(основні положення)

ІІ варіант

Штучне утворення кристалів… (искусственное образование кристаллов)

Поверхностное натяжение - …(поверхневий натяг)

Спостереження руху - …(наблюдение движения)

Пути повышения - …(шляхи підвищення)

Агрегатний стан речовини …(агрегатное состояние вещества)

Броуновское движение - …(броунівський рух)

Молекулярна взаємодія - …(молекулярное взаимодействие)

Столбик термометра - …(стовпчик термометра)

Термодинамічна система - …(термодинамическая система)

    Дякую. А зараз обміняйтеся відповідями один з одним, перевірте за допомогою підказки на слайді (Слайд № 7) і поставте оцінку сусідові. Пропоную до вашої уваги вчену раду, яка буде оцінювати ваші відповіді протягом усього заняття. Це студенти другого курсу групи МА-16. Відповіді будуть фіксуватися у відомості. Потім набрані бали за допомогою таблиці  будуть перераховані в оцінку, яку і виставимо у журнал.(Додаток В)

2.3. Індивідуальна робота за варіантами: встановити відповідність

     Фізика не обходиться без букв, позначень, формул, одиниць виміру, а

щоб вирішувати завдання ми повинні знати не тільки формули. (Слайд №8) Пропоную встановити відповідність:

І варіанту між режимом літернимпозначенням і одиницею виміру:

      [Р]                   Па

      [R]                   С

      [t ]                    Дж

      [m]                   %

      [T]                    моль            

      [η]                Дж/моль*К

      [φ]                    К

      [ν]                     кг

      [U]                    %

 ІІ - між літерним позначенням і фізичною  величиною:

Щільність речовини                     φ

Сила поверхневого натягу           U

Поверхневий натяг                       F

Радіус капіляра                              η

Внутрішня енергія тіла                 r

ККД                                                P

Молярна маса речовини               ρ

Тиск газу                                        M

Вологість повітря                          σ

 

За це завдання ви можете отримати 9 балів.   Обирайте картку з №2 і до роботи. Дякую. Відповіді передайте 

2.4. Бесіда

І на завершення прошу відповісти на нескладні питання швидко і якісно, отримуючи за це бонус у вигляді 0,5 бала

«Бліц- опитування» (Слайд №9)

1. Чому не повинно дорівнювати ККД? (100%)
2. Автор формули температурного коефіцієнта (Саді Карно)
3. Скільки існує законів термодинаміки (2)
4. Чому дорівнює сума всіх внутрішніх енергій у замкнутій системі (вона постійна)
5. Назвіть способи зміни внутрішньої енергії (температурою і механічною роботою)
6. Одиниця виміру ККД (%)
7. Назвіть складові теплової машини (речовина, нагрівач, холодильник)
8. З чого складається молекула? (з атомів)
9. З якого джерела треба взяти молекулярну масу речовини для розрахунку (таблиця Менделєєва)
10. Як поводяться молекули при зміні температури? (швидкість руху їх збільшується або зменшується)

11. Наведіть приклади аморфних тіл (шоколад, віск, пластмаса, скло)

      12. Перерахуйте агрегатний стан речовини (вода, пара, лід, газ)

Всім дякую. Ваші відповіді зафіксовані.

 

3.Викладання нового матеріалу:

«Треба багатовчитися, щоб знати хоч трохи» (Монтеск'є)

3.1Повідомлення теми заняття (Слайд № 10)

Тема: Електричний заряд. Закон  Кулона.

3.2 Мотивація вивчення теми:

Структура Всесвіту формується гравітаційним тяжінням, але тільки ця сила призвела б до необмеженого стиску. Щоб розміри тіл залишалися стабільними, необхідна сила відштовхування. До таких сил можна віднести сили електромагнітної взаємодії. Вони викликають тяжіння і відштовхування частинок. Електродинаміка – галузь фізики, яка вивчає електромагнітну взаємодію заряджених частинок. Електростатика - розділ електродинаміки, що вивчає взаємодію нерухомих (статичних) електричних зарядів. Отримані знання знадобляться вам для продовження вивчення цієї теми на другому курсі з дисципліни «Фізика». А у подальшому навчанні ви будете користуватися здобутим матеріалом  при вивченні дисциплін «Автоматизація» та «Електри-ка»

3.4 Оголошення мети заняття:

Мета заняття:

     Це заняття розповість про експериментально отримані закони електростатичної взаємодії заряджених тіл, про різні особливості сил при такій взаємодії, від чого залежать величини цих сил, а також про виникаючий зв'язок,який характеризує будь-яке середовище - діелектричну проникливість. У підсумку цей матеріал виявиться знайомством з новим типом фундаментальних взаємодій тіл у природі.Досліджувана тема має важливе практичне значення. Електризація може приносити не тільки користь (дія копіювальних апаратів, дактилоскопічне визначення відбитків пальців, негативні іони, що  позитивно впливають на організм людини і створюють гарний настрій, самопочуття, є профілактикою простудних і серцево - судинних захворювань), але і шкоду (псуючи зачіску, викликаючи прилипання одягу, призводить до виникнення іскор при перевезенні бензину).

 

 

3.5Лекція з випереджувальним завданням

План лекції

1. Електростатика

2. Електричні заряди та їх взаємодія

3. Закон Кулона

    Вам у школі, напевне,  говорили, що є електричні, магнітні і теплові явища і якщо разом зібрати магнітні та електричні явища -то цей розділ у фізиці називається «Електродинаміка».Незабаром ви почнете розуміти, що електричні взаємодії і магнетизм- це нероздільні речі, тому коли ви вчили види взаємодії, ви говорили, що є гравітаційна взаємодія, вона описується силою тяжіння; електромагнітна взаємодія - ми говорили, що сили тертя, пружності мають електромагнітну природу і зараз ми починаємо вивчати електромагнітні взаємодії, які відкриє цей розділ.

1. Ви вже знаєте, що все на світі взаємодіє між собою. Наприклад, цей

шматочок крейди притягується до цього ноутбука. Цей шматочок крейди притягується до Саші. Саша притягується до цього затиску. Але ми цього не помічаємо. До речі, ця ебонітова паличка притягується до цих аркушів паперу. Але ми цього не бачимо. Чому? Як ви думаєте? І яке саме це тяжіння? Що це за взаємодія будь-яких двох тіл? Як вона називається? Закон всесвітнього тяжіння описує цю взаємодію, а сама взаємодія називається гравітаційною. Чому ж ми не помічаємо, що ця ебонітова паличка притягує досебе папірці? Тому що маса дуже маленька. Виявляється, що гравітаційна взаємодія з усіх взаємодій у природі найслабша. І лише тому ми помічаємо цю гравітаційну взаємодію,  що ми взаємодіємо з тілом колосальної маси-з Землею. У Землі маса 6 * 10 ²⁴ ступені кілограма. Це уявити собі неможливо. Але ця маса настільки велика, що ми відчуваємо дію земної кулі на кожному  з нас. Відчуваємо і називаємо силу цієї взаємодії силою тяжіння. Якщо взяти легкий папірець і легку ебонітову паличку, ми нічого такого не помітимо. Однак ви знаєте, що ще в стародавній Греції помітили, що можна створити умови, при яких легкі тіла почнуть притягуватися до інших тіл. Наприклад, можна ебонітову паличку потерти об вовну або хоча б об волосся і ця паличка починає притягувати до себе пір'їнку, папір тощо. Це вже не гравітаційна взаємодія, це взаємодія іншого класу, має іншу природу, і цене єдиний приклад ...

       Сьогодні ми будемо працювати таким чином: Перед вами лежить «Опорний конспект» в якому на занятті будете робити позначки і записувати формули. А в повному обсязі складете його вдома, готуючись до заняття, потім треба його вклеїти в зошит (Додаток Д)      

(Слайд 11) «Нема зброї більш сильнішої, ніж знання»О. М. Горький

       Електродинаміка ділиться на три розділи і перший розділ має назву електростатика

      Електростатика - розділ вивчає взаємодію нерухомих зарядів. І рамки впливу електростатики охоплюють кожен атом, як на Землі, так і за її межами, включаючи, як просту - гребінець, так і земну кулю. Прилад для виявлення електричних зарядів - електроскоп, в основі створення якого лежить явище відштовхування однойменних зарядів.

(Слайд 12)

«Талант в тому, щоб побачити там, де інші не помічають»Д. А. Гранін

Вперше на електричний заряд звернув увагу Фалес. Він мав титул одного з семи мудреців Греції, за офіційним рахунком йде як перший філософ, математик, астроном, він вніс величезний внесок в розвиток геометрії. Передбачив сонячне затемнення в 585 році до нашої ери. Легенд про нього ходило безліч, і це саме по собі доводить, що вчений він був видатний. Він виявив, що бурштин, потертий об вовну, набуває властивостей притягати легкі предмети (порошинки, травинки, ворсинки, шматочки паперу).

Отже, чому бурштин, чому електрон? Звідки взялися ці назви? Що вивело самоцвіт у доісторичні часи на перше місце серед дорогоцінних каменів? Що вдалося знайти про бурштин?

(Слайд 13)«... Безглуздо заперечувати роль фантазії і в найсуворішій суворої науці ...»

Випереджувальне завдання.

Студент: Перша літературна згадка про бурштин належить до Х століття до

н. е. У британському музеї зберігається глиняна табличка з клинописом невідомого шумерського поета:

У полярних морях він шукав золотистий бурштин,

У морях полуденних перлини лавлівал давнину.

                                                                    Переклад С. Ахметова

Бурштин належить до найм'якіших самоцвітів, добре полірується, в тому числі шерстю тварин, виявляючи смоляний блиск. При цьому він заряджається статичною електрикою і притягує дрібно нарізаний папір, солому, пташиний пух. Стародавні греки дуже любили прикраси і дрібні вироби з бурштину, який вони назвали за його колір і блиск «електрон» - що означає «сонячний камінь». Звідси походить, правда, багато пізніше, і саме слово електрика. Здатність бурштину електризуватися була відома давно. Вперше дослідженням цього явища зайнявся знаменитий філософ давнини Фалес. Ось як про це розповідає легенда. Дочка Фалеса пряла вовну бурштиновим веретеном, виробом фінікійських майстрів. Якось, впустивши веретено у воду, дівчина стала обтирати його краєм свого вовняного хітона і помітила, що під веретено пристало кілька шерстинок. Думаючи, що вони прилипли до веретена, тому що воно все ще вологе, вона почала витирати його ще сильніше. І що ж? Шерстинок налипало тим більше, чим сильніше натирала вона веретено. Дівчина звернулася за роз'ясненням цього явища до батька. Фалес (624-547 р. до н. е.) зрозумів, що причина в речовині, з якого зроблено веретено і в перший же день, як тільки до пристані Мілета підійшов корабель фінікійських купців, він накупив різних бурштинових виробів і переконався, що всі вони, будучи натерті вовняною матерією, притягують легкі предмети, подібно до того, як магніт притягує залізо. Пізніше вчені, натираючи бурштин шерстю в темній кімнаті, побачили блакитні іскри - мікроблискавки Зевса і Перкунаса. Так було відкрито електрику, названуза грецьким  іменем бурштину - електрону.Дякуємо.

І так: Якщо натерти бурштин об тканину, то бурштин починає притягувати до себе пір'їнку точно так, як ця скляна паличка притягує до себе папірці. Бурштин -це електрон. Електрон - це корінь усіх тих явищ, які ми з вами будемо вивчати. І так на ебонітовій паличці, на скляній паличці з'являється щось, присутність чого викликає електростатична взаємодія. Я кажу «електростатичну» тому, що ми ще не розглядаємо, що було б, якби ці палички, наприклад, рухалися. Це «щось» отримало назву електричний заряд.

(Слайд №14) «О скільки нам відкриттів дивних готує просвіти дух …

                                                                                                                  О. С. Пушкін.

Цікавий той факт, що вперше такий процес був досить повно пояснений тількиу 16 столітті. Тоді стало відомо, що існують два види електрики, яківзаємодіють один з одним. Поняття електричні взаємодії з'явилосяв середині 18 століття і пов’язано з ім'ям американського вченого Бенджаміна ФранклінаСаме він вперше ввів таке поняття як електричний заряд. Пізніше він став президентом. І він не єдиний, хто займався цим питанням: Вільям Гільберт - вчений, лікар королеви Єлизавети І вивчав властивості електрики, Аристотель, Пліній - римський письменник, вивчав електричні властивості смоли, Роберт Бойль – фізик, встановив, що заряди можуть накопичуватися, Стівен Грей встановив, що одні речовини проводять електричний струм, а інші ні, і цей список можна продовжувати .Що таке електричний заряд? Сказати більше, ніж вже сказано, ми не можемо. Фізики не ставлять перед собою завдання сказати, що таке електростатичний заряд. Вони відповідають: природа так влаштована, що якщо на тілах з'являється це «щось», яке ми називаємо «електричним зарядом», то тіла починають брати участь в електростатичній взаємодії, плюс до гравітаційної додаткової взаємодії

(Слайд № 15)«Треба багато вчитися, щоб знати хоч трохи»Монтеск'є

      2 Отже: що ж таке електричний заряд, ви запишите в опорному конспекті вдома з будь-якого джерела, а потім порівняємо виписані вами визначення в аудиторії.Заряд позначаємо буквою q, за одиницю виміру електричного заряду прийнятий 1 кулон, скорочено 1Кл.1 кулон - це заряд, що протікає через поперечний переріз провідника зі струмом в 1 ампер. Приблизно 625 * 10 ¹⁶ елементарних зарядів становить заряд, рівний 1 Кл. Ви пам'ятаєте, що заряд має знаки позитивній негативні, і носить назву – елементарний. (Слайд 16) Щоденно ми маємо справу із зарядами, складовими частками 1 кулона. Тому часто використовують інші одиниці 1мкл, 1мкКл. Де ми можемо зустріти заряд у природі? (Приклади зарядів: крупинка граду, крапелька дощу,  блискавка, заряд нашої планети)

      Електричний заряд - це те, присутність чого на тілах, викликає їх електростатичну взаємодію. Отже, ми навчилися з вами передавати тілам це «щось», і тепер будемо називати це електричним зарядом, а сам процес появи електричного заряду, ми будемо називати електризацією. Давайте зараз відзначимо різницю між гравітаційною й електростатичноювзаємодіями. Гравітаційна взаємодія - це завжди тяжіння. А електростатична взаємодія - куди більш цікава. Давайте проведемо дослід, оскільки експеримент є сполучною ланкою між теорією і практикою. Візьмем ваги, ебонітову паличку і потремо її об волосся і покладемо на ці ваги. Другу ебонітову паличку теж натремо, і піднесемо до цієї. І ми бачимо, що палички відштовхуються одна від одної. Значить, електростатична взаємодія носить характер відштовхування. Ебонітова паличка відштовхується від ебонітової. Перевіримо ще цей дослід. Візьмемо скляну паличку, натремо її поліетиленом. Помістимо на ваги. Візьмемо другу скляну паличку, теж натремо її поліетиленом і піднесемо до першої. Відштовхуються. Так що - електростатична взаємодія - це завжди відштовхування? Зовсім ні. Якщо ми візьмемо ебонітову паличку і піднесемо до скляної  палички, то виявимо тяжіння. Отже, існують два види електричних зарядів. Одні ми можемо умовно називати скляними, а інші ебонітовими. Але у фізиці ці заряди називають по – іншому, тому що можна провести ось такий дослід. Давайте візьмемо скляну паличку, ще раз натремо її поліетиленом, поруч на цих терезах повісимо натерту об волосся ебонітову паличку. І піднесемо ось так. Ми не помічаємо ніякої помітної взаємодії. Але якщо ми піднесемо скляну паличку, відокремивши її від поліетилену, вона буде притягатися до ебонітової. А якщо ми піднесемо поліетилен, яким ми терли скляну паличку до ебонітової палички, буде процес відштовхування. Отже, електричні заряди були присутні тут двох видів. Ебонітовий і скляний. Але в результаті тертя на склі, вийшли скляні заряди, які притягуються ебонітом, а на поліетилені з’явилися ебонітові заряди, які відштовхуються. Тоді що ж відбувається при цьому процесі? Відбувається не народження зарядів, а їх поділ.

Тепер ми розуміємо, що краще привласнювати цим зарядам знаки. Який з них позитивний, а який негативний - домовимося. Люди домовилися, що скляна паличка, потерта об шовк, - позитивний заряд, а паличка, натерта обвовну, набуває негативного заряду. Це умовна домовленість, якою ми в подальшому будемо користуватися. Наступне питання: звідки беруться ці заряди, де вони з'являються і що цікаво - вприроді виконується закон збереження електричного заряду, який був встановлений експериментально. Перші експерименти з електризацією відносять до Вільяма Герберта- англійського вченого і лікаря, російського вченого Петрова, французького вченого Бюффона.В результаті цих експериментів був сформульований такий закон:(Слайд 17) однойменні заряди взаємно відштовхуються. А ось якщо заряди різнойменні - позитивний і негативний - у цьому випадку заряди взаємно притягаються. Позначення позитивного заряду зі знаком плюс і негативного заряду зі знаком мінус, виведені американським вченим Франкліном. Взаємодія двох видів заряду була визначена  експериментально.

(Слайд18)«Один досвідяставлю вище, ніж тисячу думок, народженихтільки уявою »М.Ю. Ломоносов

Перший експеримент, який ми з вами проведемо, буде називатися електризація тертям. Зверніть увагу: ми беремо аркуш паперу і натираємо скляну паличку, передаємо позитивний заряд паперовому султанчику, і в цьому випадку ми з вами спостерігаємо ефект взаємодії пелюсток султанчика - тобто заряд позитивний у всіх пелюсток і звичайно ж вони відштовхуються один від одного. Це говорить про те, що однойменні заряди відштовхуються. А негативний заряд залишився на папері. Це говорить про те, що існує так званий закон збереження електричного заряду

(Слайд 19) «Наука - сила, вона розкриває відносини речей, їх закони та взаємодії» О. І. Герцен

Подивимося, як записується закон збереження електричного заряду і як ця формула виглядає. Алгебраїчна сума електричних зарядіву будь-якій замкнутій системі залишається незмінною, які б процеси в цій системі не відбувалися:

                            q1+q2+…+qn= const (Запишіть цей закон  у опорний конспект)

Але тільки треба врахувати, що заряди, які стосовно цього закону можуть мати різний знак, і в даному випадку ми просто вказуємо суму зарядів. І так для замкнутої системи алгебраїчна сума всіх зарядів, які входять до неї, залишається величиною постійною, і рівняння виглядає таким чином: 1 + 2 + 3 і так далі дорівнює константі. Але до кінця цей закон сьогодні ще ніхто не пояснив. Справа вся в тому, що заряди з'являються і зникають тільки попарно. Іншими словами: якщо заряди народжуются- то тільки відразу і позитивний, і негативний, причому рівні за модулем, а якщо зникають -то теж тільки попарно - позитивний і негативний.А щоб побачити, як заряди відштовхуються один від одного, ми виконаємо наступний експеримент. Нам будуть потрібні лінійка і султанчик. Спочатку наелектризовану скляну паличку піднесемо до султанчика. Бачимо результат: пір'ячко султанчика піднялися вгору, що говорить про взаємодію зарядів. Потім лінійку розташуємо на вершині стійки горизонтально, в цьому випадку тертя буде дуже малим між лінійкою і підставкою. Тепер наелектризовану паличку наблизимо до лінійки. Цим рухом ми можемо змусити лінієчку рухатися в інший бік. Повторимо дослід ще раз. Після всіх проведених експериментів ми з вами можемо сказати, що кожен раз, коли ми їх проводили,  ми робили поділ зарядів, підкреслюючи тим самим, що ніяких нових зарядів не з'являлося, а просто-напросто вони перерозподілялися - від одного тіла електрони йшли до іншого і навпаки.

(Слайд20) «Наука - сила, вона розкриває відносини речей, їх закони та взаємодії» О.І.Герцен

У звичайних лабораторних дослідах для виявлення і вимірювання електричних зарядів використовується прилад, винайдений російським вченим М. Ломоносовим, - електрометр, що складається з металевого стрижня і стрілки, яка може обертатися навколо горизонтальної осі. Стрижень зі стрілкою ізольований від металевого корпусу. При зіткненні зарядженого тіла зі стрижнем електрометрії, електричні заряди одного знака розподіляються по стрижню зі стрілкою. Сили електричного відштовхування викликають поворот стрілки на деякий кут, за яким можна судити про заряд, переданий стрижню електрометра.

Які висновки можна зробити з побаченого і почутого? (студенти закінчують фразу и записують у опорний конспект)

1. Існують два роди електричних зарядів, умовно названих ... (позитивними і негативними)

2. Заряди можуть передаватися при безпосередньому контакті від ... (одного тіла до іншого) і це називається ... (електризацією)

3. Однойменні заряди .... (відштовхуються), а різнойменні - ... (притягуються)

4. Одне і теж тіло в різних умовах може мати різний…(заряд)

Взаємодія зарядів відбувається за допомогою електростатичного поля. І наша мета - виявити, як взаємодіють ці заряди, тобто знайти кількісну формулу, визначальну силу взаємодії зарядів. Заздалегідь скажемо, що заряди ми будемо брати точкові. (Слайд № 21)

Точковий заряд - це тіло, розмірами якого можна знехтувати, в порівнянні з відстанню, на якій здійснюється взаємодія його з іншими зарядженими тілами. (Це ви внесете у конспект пізніше)

       3 Нагадую, що розділ електродинаміки, присвячений вивченню електричних зарядів, називають електростатикою.

Зазвичай кажуть, що зарядів без часток не буває, і тому далі треба говорити про взаємодію заряджених частинок. Шарль Клон, провівши величезну кількість експериментів, вивів закон, який так і називається «Закон взаємодії точкових зарядів». Закон Кулона дуже часто називають основним законом електростатики.

(Слайд №22)«Прогрес науки визначається працями її вчених і цінністю їх відкриттів» Луї Пастер

Випереджувальне завдання

Студент: Дозвольте вірекомендуватися: Шарль Огюстен Кулон

Французький інженер і фізик. Народився в провінційному містечку Ангулем в сім'ї впливових помісних дворян. Після школи вступив на військову службу і служив в інженерних військах на острові Мартініка. Це Карибський архіпелаг біля Куби. Більшу частину свого життя я присвятив військовій інженерії. Вийшовши у відставку в 40 років через здоров'я, що похитнулося,після закінчення військово-інженерної служби, де я займався будівництвом каналів і фортифікаційних укріплень у Франції і її колоніях в Карибському регіоні, в 1776 році повернувся до Франції.Захопився фізикою. Незабаром був призначений в Париж на посаду консультанта, ця посада залишала достатньо часу і сил для початку наукової кар'єри. Крім електростатичних явищ і магнетизму я експериментально досліджував закони тертя і деформацію кручення, а також розробив концепцію лінійних осьових навантажень, яка до сих пір незмінно використовується в будівельно-інженерному проектуванні для розрахунку сил, що діють за відмінними від вертикалі напрямками на різні елементи будівлі (наприклад, з боку покрівлі на стіні). В мою честь одиниця СІ кількості електрики носить назву кулон. У 1777 році я опублікував свої результати, які справили настільки велике враження на науковий світ, що мені присудили звання члена Паризької академіїнаук.

Викладач: Натхненний Кулон продовжував займатися своїми дослідженнями: вивчав кручення волосся, шовкових ниток, тонких металевих дротиків, а коли Паризька академія наук оголосила конкурс на створення найбільш досконалого морського компаса - тоді він почав займатися вивченням електричної і магнітної взаємодії. На той час він придумав ваги (Слайд №23)«Експеримент є сполучною ланкою міжтеорією і практикою »), які ми називаємо крутильними вагами. І зараз ми познайомимося з їх пристроєм (Слайд № 24) «Краще один раз побачити, ніж сто разів почути, апобачити і почути одночасно - ще краще » (Демонструється відео-дослід)  (Додаток  Ж)

Шарль Огюстен Кулон прийшов  одного дуже важливого висновку: він вирішив, що дві однакові кульки заряджаються однаково за величиною заряду. В цьому випадку,  коли дві однакові кульки стикаються природно, заряд між ними буде ділитися порівну, а потім, розряджаючись, знову торкаються і заряд знову зменшується. У цьому випадку ми можемо з вами говорити про зменшення заряду. Провівши такі експерименти з аметистом, Кулон встановив, що дія зарядів прямо пропорційна добутку величин цих самих зарядів і обернено пропорційно квадрату відстані між ними. Тобто якщо у нас з вами відстань збільшилася вдвічі, то сила взаємодії при цьому зменшується в 4 рази. Давайте подивимося, як записується цей закон і які величини туди входять (Слайд № 25)

 

                                     F = k*|q₁|*|q₂|/r²  (записуемо формулу у конспект)

Подивіться, будь ласка, сам Закон Кулона виглядає таким чином: сила F(її стали називати силою Кулона або кулоновською силою)показує,з якою силою взаємодіють заряди, дорівнює коефіцієнту, помноженому на дріб: чисельник цієї дробі - добуток модулів зарядів q₁ і q₂ (вони можуть бути різними за знаками), а в знаменнику відстань у квадраті.

(Слайд №26)Дуже часто замість коефіцієнта k використовують ε₀ (епсилон нульове -Електричну постійну)

                                            k = 9* 10⁹  Н*м² /Кл ²

 k-це  величина дорівнює 9 помножити на 10 в 9 ступені, Ньютон помножити на метр в квадраті, поділене на кулон в квадраті. Тобто, іншими словами, значення цього коефіцієнта становить 9 мільярдів Ньютонів. Цей коефіцієнт можна записати і формулою  (і ми записуемо у конспекті)

                                    k= 1/4πε₀

А ось так виглядає формула з введенням до неї діелектричної проникності середовища.

                                     k= 1/4πε₀ε

ε₀ – електрична стала,ε₀ = 8,85*10^-12 Кл²/(Н*м) ² ;  

                            ε₀ =1/4πk (студенти роблять позначки у конспекті)

Діелектрична постійна ε характеризує електричні властивості середовища. Для будь-якого середовища ε>1 і залежить від самого середовища; показує, у скільки разів сила взаємодії точкових зарядів у вакуумі більше за їх силу взаємодії в середовищі:

ε   = Fв /Fср.

(Слайд№ 27)ε(Епсилон) – діелектрична проникність середовища-табличне значення, постійне для даного  середовища

Закон Кулона для середовища в Сі: (Слайд №28)

 

     (студенти записують у опорний конспект)

Які можна зробити висновки із того, що ви почули?

Висновки

1.Закон Кулона кількісно описує взаємодію зарядів.

2. Він встановлений за допомогою експерименту і не виходить ні з якого іншого закону природи

3. Він сформульований для нерухомих зарядів у вакуумі

4. Електрична Кулонівська сила може викликати рух тіл, зміну їх швидкостей.

5. Птахи злітають з дротів високої напруги, коли вмикають  струм; на пір'ї  у них виникає статичний заряд,  і вони настовбурчуються - це лякає птахів.

 

1.          Бесіда з використанням опорного конспекту (Слайд№ 29)

ЗАКІНЧИТИ ФРАЗУ за допомогою опорного конспекту ( за кожну відповідь- 0,5 бала)

Закон Кулона визначає ....

Формула знаходження Закону Кулона для двох зарядів у вакуумі ....

Величина, що характеризує вплив середовища на силу взаємодії між зарядами, називається ....

Формула знаходження Закону Кулона для взаємодії між зарядами з урахуванням середовища ...

Коеффіціент пропорційності в законі Кулона дорівнює…

Дякую, ваші відповіді зафіксовані.

Тест на закріплення теоретичних знань ( Додаток З). За кожну правильну відповідь - 1 бал.

( Слайд №№ 30-31)  (Студенти заповнюють картку №3)

 

Дякую. Будьласка, передайте відповіді експертові.

3.          Розвязування  завдань на застосування закону Кулона.
   1.   Першу задачу пояснює викладач (Слайд №32)

     4.3.2   «Фізична естафета».(Слайд №33) (Аудиторію розбити на групи: в

кожній групі дві підгрупи. Перша підгрупа, розв’язуючи завдання, знаходить свою величину і передає її для вирішення завдання іншій підгрупі).Та група, яка швидше і якісніше вирішить завдання отримає 9 балів (кожному студенту).

           5 Підсумки заняття:( Слайд№34)

Висновки викладача щодо вивчення теми. Оцінювання відповідей та їх коментар.

       А наскільки ви задоволені  заняттям, мені скаже смайлик, який ви нама-люєте в кінці конспекту

6  Домашнє завдання: (Слайд №35)

1. 1. Гончаренко С.У. ” Фізика” 10 кл. §42-44; Жданов Л.С “Фізика” Гл.14,§14.6,14.7; Коршак Е. В ” Фізика” 10 кл. §5,6

2. Доповнити  опорний конспект

3. Експериментальне завдання додому (Додаток К)

 

 

 (Слайд36)

Дякую!

Моїм студентам  - за роботу на занятті.

Усім присутнім – за увагу.

Бажаю всім здоров’я і успіхів!

І не забудьте виконати домашнє завдання!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                

                                                                                                                   Додаток А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                       Додаток Б

 

1. ПІБ студента ______________________ варіант № _______

                           ФІЗИЧНИЙ ДИКТАНТ (1 відповідь -  1 бал)

Відповідь:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Оцінка _________   ________________(підпис експерта)

_________________________________________________________________

2. ПІБ студента ______________________ варіант № _______

ВСТАНОВИТИ ВІДПОВІДНІСТЬ МІЖ:

І.Літерним позначенням і одиницею виміру(1 відповідь -  1 бал)

      [Р]                   Па

      [R]                   С

      [t ]                    Дж

      [m]                   %

      [T]                    моль            

      [η]                Дж/моль*К

      [φ]                     К

      [ν]                      кг

      [U]                     %

____________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.ПІБ студента ______________________ варіант № _______

ВСТАНОВИТИ ВІДПОВІДНІСТЬ МІЖ:

ІІ.Літерним позначенням і фізичною величиною (1 відповідь -  1 бал)

Щільність речовини                     φ

Сила поверхневого натягу           U

Поверхневий натяг                       F

Радіус капіляра                              η

Внутрішня енергія тіла                 r

ККД                                                P

Молярна маса речовини               ρ

Тиск газу                                        M

Вологість повітря                          σ

 

 

 

3. ПІБ студента ______________________ варіант № _______

ТЕСТ(1 відповідь -  1 бал)

 

Відповідь:

1.

2.

3.

4.

5.

________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                       ДодатокВ

Кількість набр.балів	2   5	6 8	9 10	11 12	13 15	16 18	19 20	21 23	24 26	27 28	29 30
Оцінка за 12-бальною системою оцінювання	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

№	Прізвище студента	Пере- клад	Відпо- відність	Бонус	Фрази	Тест	Задача	Бали	Оцінка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                        Додаток Г

ВІДПОВІДІ

1. ФІЗИЧНИЙ  ДИКТАНТ

1в-нт

Вологість повітря                                                                 

Состояние  непрерывного хаотического движения

Застосування закону

Парообразование   и  конденсация

Кількість речовини

Общие свойства

Явище капілярності

Тепловой двигатель

Основні положення

 

2 в-нт

Искусственное образование кристаллов

Поверхневий натяг

Наблюдение движения

Шляхи підвищення

Агрегатное  состояние вещества

Броунівський рух

Молекулярное взаимодействие

Стовбчик термометра

Термодинамическая  система

 

 

2. ВСТАНОВИТИ ВІДПОВІДНІСТЬ МІЖ:

І в-нт :літерним позначенням і одиницею виміру

      [Р]                                                    Па

      [R]                                                   С

      [t ]                                                   Дж

      [m]                                                   %

      [T]                                                  моль

      [η]                                                  Дж/моль*К

      [φ]                                                  К

      [ν]                                                  кг

      [U]                                                  %

 

 

 

ІІв-нт: літерним позначенням і фізичною величиною (1 відповідь -  1 бал)

Щільність речовини                                      φ

Сила поверхневого натягу                            U

Поверхневий натяг                                         F

Радіус капіляра                                               η

Внутрішня енергія тіла                                  r

ККД                                                                 Р

Молярна маса речовини                                ρ

Тиск газу                                                         M

Вологість повітря                                           σ

 

 

3.ТЕСТ

1  в-нт:                                                                    2 в-нт

1-б                                                                    1 - б

2- F=(F = k*|q₁|*|q₂|/r²)                                2 -  (в замкнутій системі)

3. (сила дорівнює 0)                                       3. електромагнітного

4. (а- «+», б- « -»)                                            4.шовк «+», ебоніт «-»

5.електризація                                                 5.заряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                   Додаток  Д

ТЕМА : Електричний заряд. Закон  Кулона

ПЛАН:

1. Електростатика

2. Електричні заряди та їх взаємодія

3. Закон Кулона

Електростатика- ________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Прилад для виявлення електричних зарядів- ________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Які висновки можна зробити з побаченого і почутого?

1.Існують два роди електричних зарядів, умовно названих ______________________________________________________________

2. Заряди можуть передаватися при безпосередньому контакті від ______________________________ і це називається ... ______________________

3. Однойменні заряди .... ________________, а різнойменні - ... ______________

4. Одне і теж тіло в різних умовах може мати різний______________

Основний  закон електростатики був встановлений  (ким?) ______________________________     у _____________р.

Точковий заряд - ___________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача, яку пояснює викладач:

   Чому дорівнює відстань між  двома однаковими точковими зарядами по 3 мкКл кожний, які знаходяться у вакуумі, якщо модуль сили, що взаємодіє між ними, дорівнює 100мН.

Відповідь:  0,9м

 

 

 

Домашнє  завдання:

1. Гончаренко С.У. ” Фізика” 10 кл. §42-44; Жданов Л.С “Фізика” Гл.14,§14.6,14.7; Коршак Е. В ” Фізика” 10 кл. §5,6

2.  Доповнити  опорний конспект

3.  Експериментальне  завдання

1. Покладіть дві бумажні смужки поруч на стіл (паралельно одна одній) і проведіть по них декілька раз пластмасовою ручкою. Підніміть смужки за кінці, розведіть їх і, повільно зближуючи, спостерігайте за їх взаємодією. Як взаємодіють заряджені смужки?

2. Зробіть висновок про те, як залежить сила взаємодії заряджених тіл від значення зарядів і відстанню між ними.

Долід зафіксувати на будь-якому носії

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                     Додаток Ж

Відеоматеріал  на носії

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                           Додаток З

І варіант

1.Дві легкі однакові кульки зарядили однаковими позитивними зарядами. На якому з малюнків ці 2 кульки зображені правильно? (б)

2.Запишіть закон взаємодії зарядів (F = k*|q₁|*|q₂|/r²)

3. Маємо дві однакові металеві кульки, заряджені однаковими за модулем, але різнойменними зарядами. Кульки привели в зіткнення і розвели на колишню відстань.  У скільки разів зміниться сила взаємодії? (сила дорівнює 0)

4. Пробкові кульки, підвішені на нитках, заряджені. Які знаки зарядів куль?

(а- «+», б- « -»)

 

 

5. Як називається процес, що приводить до появи на тілах зарядів? (електризація)

ІІ варіант

1.Дві легкікульки підвішені на нитці. Заряд однієї кульки (-q), а іншї (+ q) .На якому з малюнків показанаправильна взаємодія (б)

 

 

 

2.В яких випадках виконується закон збереження зарядів? (у замкнутій системі)

3. Два електрони знаходяться на відстані 1 мм один від одного. Що більше: сила електричної взаємодії або гравітаційної? (електромагнітної)

4. Який заряд утворюється на склі та ебоніті при терті? (шовк «+», ебоніт «-»)

5. Яка фізична величина визначає електромагнітну взаємодію? (заряд)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                    Додаток К

3.  Експериментальне  завдання

1. Покладіть дві бумажні смужки поруч на стіл (паралельно одна одній) і проведіть по них декілька раз пластмасовою ручкою. Підніміть смужки за кінці, розведіть їх і, повільно зближуючи, спостерігайте за їх взаємодією. Як взаємодіють заряджені смужки?

2. Зробіть висновок про те, як залежить сила взаємодії заряджених тіл від значення зарядів і відстанню між ними.

Долід зафіксувати на будь-якому носії