Розробка уроку з предмета: «Електротехніка з основами промислової електроніки» Тема уроку: «Електричний заряд. Прості електричні поля»

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Розробка уроку з предмета:

      «Електротехніка з основами промислової електроніки»

Тема уроку:

«Електричний заряд. Прості електричні поля» 

Розробив урок:

викладач електротехніки Р.В. Лакуста

м. Нікополь

2016

Тема №2: Основи електростатики

Тема уроку №1: Електричний заряд. Прості електричні поля

Мета уроку:

навчальна: ознайомити учнів  з поняттям електричного поля, із законами які його описують, із властивостями точкового заряду; систематизувати і узагальнити знання та вміння, знайти практичне застосування придбаного досвіду при вивченні теми «Основи електростатики»;

розвивальна: активізувати пізнавальну активність учнів, сприяти  розвитку логічного мислення, формувати вміння використовувати придбані знання на практиці;

виховна: творче ставлення до справи, старанність, працьовитість, відповідальність за результати своєї роботи; комунікабельність, вміння працювати самостійно і в колективі.

Тип уроку: засвоєння нового матеріалу.

Компетентність: предметна, соціальна, інформаційна, комунікативна.

Обладнання та наочність: дидактичні  матеріали, комп’ютер, мультимедійна установка, електротехнічне обладнання.

СТРУКТУРА УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина уроку.

2. Актуалізація опорних знань учнів.

3. Постановка завдань уроку.

4. Пояснення нової теми.

5. Оперативний контроль вивченого на уроці.

6. Закріплення теми уроку (практичне завдання).

7. Систематизація та узагальнення знань.

8. Підсумок уроку:

    а) підведення підсумків розглянутих на уроці знань

    б) пояснення домашнього завдання

    в) оцінювання знань учнів.

ХІД УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина

      Налаштування психологічного настрою учнів на продуктивну роботу

1. взаємне вітання;
2. перевірка наявності учнів;
3. організація уваги учнів до уроку.

2. Актуалізація та корекція опорних знань учнів

Актуалізація мотиваційних резервів учня шляхом фронтального опитування учнів з пройденого раніше матеріалу. Запитання до учнів:

1. Які сучасні електричні прилади ви знаєте?
2. Яке застосування мають електричні прилади у побуті та підприємстві?
3. Розкажіть про історію розвитку електротехніки як науки?
4. Яких видатних вчених з галузі електротехніки ви знаєте?

3. Постановка завдання уроку

Сьогодні на уроці ми вивчимо, що таке просте електричне поле, ознайомимося з властивостями точкового заряду, зарядженої осі між двома паралельними пластинами.

4. Пояснення нової теми

     Будь-яке тіло розглядатимемо як середовище, де відбуваються ті чи інші явища. Якщо його властивості однакові в усіх частинах тіла — воно однорідне; в усіх напрямках — анізотропне; якщо числові характеристики (параметри) не залежать від прикладених до середовища фізичних величин (електричних, магнітних, механічних), то відповідно до цих величин воно     лі­нійне; у протилежному випадку — нелінійне.

     Доки на тіло не діють зовнішні впливи, воно електричне нейтральне, оскільки у кожному його атомі кількість позитивних і негативних зарядів однакова рис. 1.

Рис. 1 Будова атомів

Внаслідок взаємодії з інши­ми тілами чи полями цей баланс може бути пору­шено, і тоді тіло стає зарядженим: негативно, якщо електронів більше, ніж протонів, позитивно — в протилежному випадку. Такий стан тіла         нази­вають наелектризованим. Кількісно наелектризованість тіла визначимо сумарним зарядом Q:

                                                         Q = Σe +Σp [Кл]                                        (1)

,де Σе — сума негативних, а Σp — позитивних зарядів, Q – електричний заряд. Електричний заряд – фізична величина, яка характеризує властивість тіл і частинок вступати в електромагнітну взаємодію.  Залежно від зна­ка Q тіло заряджене позитивно чи негативно. Як окремі заряди е та р, так і заряд тіла Q  кількісно визначається за силовою взаємодією частинок чи тіл.

 Одиниця виміру заряду в СІ – 1 Кл (1 кулон):

1 Кл = 1 А ∙ с,

е = 1,6 ∙ 10 Кл.

 1 кулон – це заряд, що протікає через поперечний переріз провідника протягом 1 с при силі постійного струму в 1 А (1 ампер).

В електротехніці здебільшого розглядають макровзаємодії, тобто вза­ємодію заряджених тіл. Заряди можуть переходити з одного тіла на інші, та сума їх в системі ізольованих тіл не змінюється.

 Закон збереження заряду: алгебраїчна сума зарядів усіх тіл ізольованої системи залишається незмінною при будь-яких процесах чи явищах усередині системи:

                                                 Q1 +  Q2 + … + Qn = const .                                     (2)

Електричне зарядже­не нерухоме тіло утворює в навколишньому середовищі електростатич­не поле. Воно виявляється через механічну дію на інші заряджені тіла. Ця дія залежить від значення заряду.              

Для визначення силової дії електростатичного поля зарядженого тіла в кожній точці простору введемо питому силу εk, що діє з боку електро­статичного поля на тіло, яке має заряд Q, що дорівнює одному кулону. Але тіло з зарядом Q утворює своє поле. Тому, щоб виключити вплив заряду на поле, інтенсивність поля визначається як відношення сили ΔF до досить        ма­лого заряду ΔQ, щоб його впливом на поле можна було знехтувати:

                                                             εk = ΔF / ΔQ                                             (3)   

Напруженість електричного поля — це векторна силова        характерис­тика електричного поля у відповідній точці. У кожній точці простору, де існує електричне поле, на заряд ΔQ діє сила εk, яка має числове значення і напрямок у просторі, тобто є вектором. Таких векторів, як і точок про­стору, де діє поле, нескінченно багато. Тому графічно зображати електрич­не поле зручніше за допомогою електричних силових ліній або ліній век­тора εk у кожній точці яких вектор εk  буде спрямовано по дотичній. Частинку електричного поля у вигляді трубчастої поверхні, що створена сукупністю силових ліній, називають трубкою поля.

       Просте електричне поле утворюється точковим зарядом або зарядже­ною віссю (поперечний переріз) рис. 2. Тут силові лінії — промені, що виходять з точки чи осі та прямують у нескін­ченність. Складніше виглядає поле двох точкових зарядів чи різнойменно заряджених паралельних тонких проводів. Тут силові лінії ви­ходять з позитивно зарядженої точки  і вхо­дять (замикаються) на негативно зарядженій. Графічне зображення буде симетричним, якщо за­ряди за модулем однакові, а середовище однорід­не. Наближення до зарядженої кульки чи осі дру­гої спричинює деформацію силових ліній, які викривляються у бік сусідньої куль­ки чи осі. Позитивно заряджена кулька утворює поле, яке відштовхує позитивно заряджене тіло (див. рис. 2), але притя­гує негативно заряджене.

Рис. 2 Просте електричне поле

Між двома різнойменне зарядженими пластинами в однорідному    сере­довищі утворюється однорідне електричне поле. Силові лінії такого поля утворюють систему паралельних прямих. Це означає, що в кожній точці простору між пластинами на заряд діє однакова сила εk. У системі СІ сила вимірюється в ньютонах, розмірність напруженості εk буде ньютон поді­лений на кулон або вольт поділений на метр: (Н/Кл = В/м).

       За допомогою силових ліній електричного поля графічно відобража­ють як напрямок, так і значення напруженості εk у заданій точці. Якщо εk визначати кількістю силових ліній, що проходять, наприклад, через 1 см перпендикулярної до них поверхні, то за їх густиною можна розра­хувати величину εk у відповідній точці простору чи площі (для двомірних випадків). Поле точкових зарядів (рис. 2) неоднорідне: напруженість εk зменшується зі збільшенням відстані пробного заряду ΔQ до кульок. Якщо поле між пластинами (рис. 3) однорідне, εk скрізь однакова.

Рис. 3 Електричне поле між пластинами

5. Оперативний контроль

Викладач оперативно проводить опитування учнів з викладеного матеріалу:

1. Яким чином визначається електростатичне поле?
2. Поясніть що таке просте електричне поле?
3. Поясніть що таке заряд тіла та одиниці виміру?
4. Поясніть закон збереження заряду?

5) Які властивості заряду осі між двома паралельними пластинами?

6. Закріплення теми уроку

   Робота з картками.

1. Що за планетарною моделлю атома перебуває в центрі атома?

А) Електрон

Б) Ядро

В) Нейтрон

Г) Протон

2. Заряд якого знака мають протони (1), якого – нейтрони(2)?

А) Позитивний (1), негативний (2)

Б) Позитивний (1), заряду не мають (2)

В) Негативний (1), позитивний (2)

Г) Негативний (1), заряду не мають (2)

3. У якому з наведених випадків атом можна назвати позитивним іоном?

А) Число протонів більше від числа нейтронів

Б) Число протонів більше від числа електронів

В) Число електронів більше від числа нейтронів

Г) Число електронів більше від числа протонів

4. Чому дорівнює мінімальний електричний заряд?

А) 1,8 ∙ 10 Кл.

Б) 1,6 ∙ 10 Кл.

В) 1,6 ∙ 10 Кл.

Г) 6,1 ∙ 10 Кл.

5. Яка одиниця вимірювання заряду тіла в СІ?

А) Ампер [А]

Б) Вольт [В]

В) Ньютон [Н]

Г) Кулон [Кл]

6. Який стан тіла називають наелектризованим?

А) Нейтрально заряджене тіло

Б) Тільки негативно заряджене тіло

В) Тільки позитивно заряджене тіло

Г) Тіло заряджене або позитивно або негативно

Кожна вірна відповідь – 2 бали

Відповіді для перевірки

7. Систематизація та узагальнення знань

1) Перевірка відповідей на картках.

2) Питання від учнів, що було не зрозуміло з нового матеріалу.

8. Пояснення домашнього завдання

Викладач

- підводить підсумки уроку коротким оглядом його змісту.

- проводить оцінювання знань учнів, які відповідали на уроці, оголошує оцінки.

На дошці викладач пише домашнє завдання

Сторінки 7 – 9 у підручнику «Електротехніка з основами промислової електроніки», Автор  А.М. Гуржій та інші. Київ Форум 2002

Література

1. http://ukr.coolreferat.com.ua
2. підручник «Електротехніка з основами промислової електроніки», Автор  А.М. Гуржій та інші. Київ Форум 2002

Викладач: Лакуста Руслан Вячеславович