Урок на тему Закон Кулона

Урок на тему Закон Кулона

Мета: дидактична: експериментально підтвердити залежність сили взаємодії між зарядами або зарядженими тілами від величини зарядів та відстані між ними; розкрити фізичний зміст коефіцієнта пропорційності; пояснити електризацію тіл на основі електронної теорії формувати навички теоретичних знань для розв'язування задач; розвивати логічне мислення учнів,

Розвивальна: розвивати уміння порівнювати, узагальнювати, виділяти основне, загальне і відмінне.

Виховна: виховувати увагу, працелюбність учнів, вміння раціонально використовувати свій час, виховувати науковий світогляд учнів через розкриття ппричинно – наслідкових зв’язків

 Тип уроку: урок одержання нових знань.

Обладнання: крутильні терези, електрофорна машина султани, електроскопи.

Хід уроку

Найважливіше завдання цивілізації –

Навчити людину мислити.

Т.Едісон.

1.Організаційний момент(психологічне налаштування на продуктивну роботу на дошці написані ключові слова -терміни, які вивчаємо на уроці: заряд, сила, відстань, взаємодія, притягання, відштовхування. Зі словами скласти речення привітання

 2.Актуалізація знань учнів. . Фронтальне опитування у формі «мікрофон».

1. Доведіть виникнення зарядів на обох різнорідних тілах, що дотикалися одне до одного.

Як переконатися в тому, що бувають два види електричних зарядів.

3. Як взаємодіють між собою однойменні, різнойменні заряди або заряджені тіла?

4. Поясніть механізм електризації тіл.

5. Сформулюйте закон збереження електричних зарядів.  

Розв'язування задач. (Учні записують у зошитах.)задачі розв’язуємо методом «ланцюжок»  один розпочинає,  інший продовжує.

1. Одна краплина олії заряджена і має заряд ~3q, а інша має заряд +5q. Який заряд матиме краплина після злиття цих двох?

2.  Від незарядженої краплини олії відділили краплину із зарядом 2/3q  Який заряд матиме та краплина, яка залишилась?

             3.Вивчення нового матеріалу.

  1. Слово вчителя.

Ми вже знаємо, що наелектризовані тіла або заряди взаємодіють між собою. Від чого залежить модуль сили взаємодії і як знайти його значення? (Момент проблемної ситуації.)

Запишіть тему сьогоднішнього уроку. (Учні записують тему в зошитах.)

Взаємодію електричних зарядів Кулон вивчав за допомогою крутильних терезів. (Учитель розповідає про будову і показує принцип дії крутильних терезів.)

2. Демонстрування дослідів.(об’єднуємо учнів у 2 групи, прийом «я- дослідник»)

Дослід1.Демонстрування залежності сили взаємодії двох однойменних зарядів (заряджених кульок) від величини цих зарядів.

Дослід2.Демонстрування залежності сили взаємодії між однойменними зарядами від відстані між ними.

(Якщо нема крутильних терезів, то демонструють ці залежності без вимірювань (якісно) за допомогою наелектризованих паперових гільзочок, що висять на нитках, розміщуючи їх нарізних відстанях і надаючи їм різних зарядів.)

3.  Евристична бесіда.

1. Як математично (символами) записати залежність сили взаємодії між зарядами від величини зарядів згідно з дослідом? 

(F~q1х  q2 ;де q₁  q₂ - величини зарядів на обох кульках. )( 1)

2. Який вигляд має математичний вираз, що показує залежність сили взаємодії зарядів від відстані між ними?

  (  F`~1/R² де R - відстань між зарядами )  (2 )

3Об*єднавши  вирази (1) і (2), запишіть закон Кулона. F= (q1 х q2) / R² (3)

(Учитель підсумовує сказане учнями і записує такий вираз:

       F=к (q1 х q2) / R²  

  Визначте коефіцієнт пропорційності k з виразу (4).

( k=F х R²  /  (q1 х q2) )  (5)        к= 9 х 10⁹ (Н х м² ) /Кл²

(Учні роблять записи у зошитах.)

5.Запропонуйте, як можна було би визначити коефіцієнт пропорційності? (Вчитель слухає пропозиції учнів, а тоді підсумує їх.)

4. Розповідь учителя.

Отже, ви  пропонуєте визначити силу взаємодії між двома зарядами q_] і q₂ за допомогою крутильних терезів, виміряти відстань між ними й обчислити коефіцієнт k. Це цілком слушна пропозиція. Так і було зроблено. У системі СІ  коефіцієнт k має таке значення: k = 9 х 10⁹ (Н х м² ) /Кл²

Згідно з рівністю (5) k = F при q_{l =} q₂= 1 Кл, R = 1 м, середовище - вакуум, тобто коефіцієнт k чисельно дорівнює силі взаємодії двох точкових зарядів величиною 1 Кл кожен, які розміщені у вакуумі на відстані 1 м один від одного .Сила взаємодії зарядів залежить ще і від властивостей середовища, в якому вони розміщені. Нехай у вакуумі два заряди взаємодіють із силою F_o, а в іншому середовищі, наприклад у склі чи воді, сила взаємодії між ними буде дорівнювати F. Тоді  відношення F₀ / F - величина, що характеризує вплив середовищ на взаємодію зарядів. Позначають цю величину літерою e . Вона безрозмірна. Наприклад, для вакууму є = 1, для гасу є = 2, для води є = 81, для повітря є = 1. Тоді формула закону Кулона матиме такий вид:

. F=к (q₁ х q₂) / R²   (6)

Коефіцієнт k виражають так:к=1/(4 є₀п)  де є₀ = 8,85 • 10"¹² Кл²/Н • м²

 є₀ - електрична стала СІ. Вираз (6) - математичне вираження закону Кулона. Звичайно він виражає залежність сили взаємодії між так званими точковими зарядами.

Пригадуєте? F =( G-* m* m) /R² - закон всесвітнього тяжіння. Він виражає силу взаємодії між точковими тілами. Давайте порівняємо електричне та гравітаційне поля(Прийом «Аналогії») Результат порівняння заносимо в таблицю.(додається)

Точкових зарядів і точкових тіл у природі нема. Однак якщо розмірами тіла порівняно з відстанню між ними можна знехтувати, то такі тіла вважатимемо точковими, а отже - і заряди на них.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Сформулюємо закон Кулона. (Учні по черзі  формулюють закон Кулона.)

   4. Закріплення вивченого матеріалу.

           1)Первинне закріплення вивченого матеріалу

1 Сформулюйте і запишіть закон Кулона.

2.Який напрям мають сили взаємодії між двома зарядами?

3  Розв'яжіть задачі:

а) як зміниться сила взаємодії між двома зарядами, якщо один з них збільшити у 2 рази, а інший - зменшити у 3 рази?

б)  як зміниться сила взаємодії між двома зарядами, якщо один заряд зменшити у 5 разів, інший - збільшити у 4 рази, а відстань між ними зменшити у 2 рази?

в) дві однакові кульки, кожна з яких має масу 1 г, підвісили на нитках в одній точці. Кулькам надали однакового заряду, і вони віддалилися одна від одної на 20 см. Який заряд на кожній кульці?

Вправа(впізнай величину) за позначенням охарактеризувати величину, вказати одиниці вимірювання. F-сила кулонівська, вимірюється в Н (ньютонах), q1-…  ;q2-… ;   R-…

Коментоване розв’язання задачі біля дошки

Два точкові заряди взаємодіють на відстані 0,3м у вакуумі .Визначити силу взаємодії, якщо заряди -3нКл та +8нКл.

   2)  Етап самоперевірки та самоконтролю

 (дати відповідь на питання: чи вірите ви в те, що…)

1.Заряди між собою взаємодіють…

2.Закон Кулона і закон Всесвітнього тяжіння однакові…

3.Електроскоп вимірює заряд…

4. Кулонівська сила характеризує заряд…

5.Існує елементарний заряд …

6.Електричний заряд не існує без частинки…

7.Негативно заряджене тіло має надлишок електронів…

Підбиття підсумків уроку. Хвилинка релаксації: що я запам’ятав. Хто на вашу думку був активнішим?  коментування оцінок.

      Домашнє завдання.

Обов’язкове: Вивчити § 44, розв'язати задачі №№ 2,3 із впр. 8, с 134 (вивчити § 44, розв'язати задачу № 1 із впр. 16, с 143, за бажанням №2, Гончаренко).

Додаткове: Виконати домашні найпростіші досліди по електростатиці з доступними матеріалами з наступною демонстрацією.