Урок з фізики "Закон Кулона"

Урок  №                             Клас _____                          Дата _______

ТЕМА.  Закон Кулона.

Мета уроку:

Освітня:

• сформувати знання учнів про точкові заряді, про силу взаємодії між зарядами;
• пояснити взаємодію заряджених тіл існуванням електричного поля навколо них;
•  довести до розуміння учнів один з основних законів електростатики - законом Кулона;
• роз'яснити фізичний зміст закону Кулона та  вказати межі його застосування;
• формувати вміння застосовувати закон при розв’язку якісних та обчислювальних задач;
• формувати науковий світогляд учнів;
• продовжити роботу з формування умінь працювати з текстом
  підручника.

Розвивальна:

• сприяти оволодінню основними способами розумової діяльності, реалізації можливості розвитку мовлення в учнів;
• вчити розкривати причинно - наслідкові зв'язки, узагальнювати та систематизувати знання;  вміти включити нові знання в систему раніше вивчених;
• вчити розуміти запропоновану проблемну ситуацію та провести аргументоване судження;
• розвивати в учнів уміння спостерігати, аналізувати, висувати гіпотези, припущення, будувати прогнози, узагальнювати, порівнювати пізнавальні об'єкти, робити висновки, здійснювати самоконтроль, самооцінку і самокорекцію навчальної діяльності.

Виховна:

• пробудити пізнавальний інтерес до предмета і оточуючим явищам;
• формувати вміння критично, але об'єктивно оцінювати явища;
• виховувати в учнів відповідальність, працьовитість;
• сприяти розвитку особистості (уважність, спостережливість та творчість);

Тип уроку: комбінований.

       Хід уроку

1. Організаційний момент 

2. Перевірка виконання учнями домашнього завдання практичного характеру.

•  Вправа 21, №4.
• Експеримент, ст.118

Вчитель. На попередніх уроках ми з вами розглядали початки електростатики, її якісні закони (особливості). Починаючи з цього уроку, ми починаємо вивчати кількісні закони електромагнітних взаємодій, а сьогодні розглянемо основний закон електростатики - закон взаємодії двох нерухомих точкових заряджених тіл або часток (закон Кулона).

- Але спочатку, давайте згадаємо, що ми з вами вивчили на попередніх уроках.                     3. Актуалізація опорних знань, навичок та вмінь.

• Метод «Поясни  зображення»

Вчитель на дошці  будує  зображення, а  учні  повинні  усно  пояснити (наприклад, коло, а посередині  «+»  і т.д.)

4. Мотивація учбової діяльності школярів, повідомлення теми, мети і задач урока.

 Оголошення  теми уроку.

Мета нашого уроку: 

• вивчити поняття точкові заряди та силу взаємодії між зарядами;
• пояснити взаємодію заряджених тіл існуванням електричного поля навколо них;
• сформулювати один з основних законів електростатики - закон Кулона;
• пояснити фізичний зміст закону Кулона та  вказати межі його застосування;
• навчитися застосовувати закон при розв’язку якісних та обчислювальних задач.

5. Сприйняття та усвідомлення учнями нового учбового матеріалу.

Вчитель. Перші кількісні результати по вимірюванню сили взаємодії двох точкових зарядів були отримані в 1785 році    французьким ученим Шарлем Огюстеном Кулоном.
- Закон Кулона справедливий тільки для таких заряджених тіл, розміри яких малі порівняно з відстанню між ними. Такі тіла називаються точковими зарядами.
Запишіть визначення в зошит.   
Точковий заряд - заряд, зосереджений на тілі, розміри якого малі в порівнянні з відстанню до інших заряджених тіл, з якими він взаємодіє. Поняття точкового заряду, як і матеріальної точки є фізичною абстракцією.

 Вчитель.  

1) З яких елементів складаються крутильні ваги?
2) Як Кулон визначив силу взаємодії заряджених сфер?
3) В результаті численних вимірів сили взаємодії двох нерухомих точкових зарядів у вакуумі Кулон встановив залежність. Яку?

Крутильні ваги:
1. Незаряджена сфера
2. Нерухома заряджена сфера
3. Легкий ізолюючий стрижень
4. Пружна нитка
5. Паперовий диск
6. Шкала

                                                                                 мал. 1

Отже, Кулон визначав силу взаємодії заряджених куль по куту закручування нитки в залежності від відстані між ними.
- У результаті численних вимірів сили взаємодії двох нерухомих точкових зарядів у вакуумі Кулон встановив закон, названий згодом його ім'ям.

Закон Кулона: Сила взаємодії двох точкових нерухомих заряджених тіл у вакуумі прямо пропорційна добутку модулів зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

Діти, знайдіть визначення цього закону в підручнику  та запишіть собі в зошит.           де:                                             
q ₁, q ₂ - величина зарядів [Кл]

У Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю електричного заряду прийнято 1 кулон (1 Кл).
1 кулон - це точковий заряд, який діє у вакуумі на рівний йому точковий заряд, розташований на відстані, рівному 1 м, силою 9 • 10⁹ Н.
r - відстань між зарядами [м]
k - коефіцієнт пропорційності [Н • м²/Кл²]          k=
F- сила Кулона (кулонівська сила) [Н]

Вчитель. Прочитайте закон Кулона і формулу (по буквах і по назвах фізичних величин) - 2 учня.
Дайте відповіді на питання:
1. Як ви розумієте вислів «Сила прямо пропорційна добутку модулів зарядів»?
2. Як ви розумієте вислів «Сила обернено пропорційна квадрату відстані між зарядами»?
3. На якому малюнку заряди є точковими? Чому?

4. У якому випадку виконується закон Кулона? Чому?

Межі застосування закона Кулона. У формулюванні закону Кулона є вказівка на точковість зарядів. Розглянемо взаємодію двох металевих заряджених куль (мал. 2, а, б). Чи залежить сила взаємодії між кулями від знаку зарядів?

Учні. Згідно із законом Кулона модуль сили взаємодії між зарядами не залежить від знака заряду.

Вчитель. Але в першому випадку заряди, взаємно притягуючись, розташовуються ближче один до одного, ніж у другому. З цієї причини сила взаємодії різнойменних зарядів виявиться більшою, ніж однойменних, тобто в даному випадку закон Кулона не застосовний, оскільки заряди куль не можна вважати точковими.

      У формулюванні закону Кулона вказується на нерухомість взаємодіючих заряджених тіл. Річ у тому, що взаємодія зарядів здійснюється за допомогою електромагнітного поля, яке може розповсюджуватися і просторі з кінцевою швидкістю. Поняття часу в закон Кулона не входить, а входить тільки поняття відстані. Будь-яке зміщення одного із зарядів позначиться на іншому не відразу, а через деякий час, необхідний електромагнітному сигналу для того, щоб подолати відстань, яка розділяє заряди. Якби швидкість розповсюдження електромагнітного поля була б нескінченно великою, то закон Кулона був би справедливий як для нерухомих зарядів, так і для тих, що рухаються. Та оскільки електромагнітні сигнали розповсюджуються з великою, але кінцевою швидкістю, заряди, що рухаються, взаємодіють не так, як нерухомі.

      Якщо ж виконується умова v<<с , де v — відносна швидкість зарядів, а с — швидкість світла, то закон Кулона практично не зазнає істотних відхилень.

Отже, запишіть у зошит.

    Межі застосування закону:
- Заряджені тіла повинні бути точковими.

 - Заряджені тіла повинні бути нерухомими, тому що при русі заряджених тіл проявляється дія магнітного поля, що виникає в результаті цього руху.

Фізкультхвилинка. 

6. Осмислення, узагальнення та систематизація знань.

Вчимося  розв'язувати  задачі,   ст. 121.

7. Підведення підсумків уроку. Оцінювання роботи учнів на уроці, аналіз досягнення мети і завдань уроку.

Рефлексія   

Оцініть свою роботу на уроці, склавши розповідь:
Сьогодні на уроці я працював (а) __________________________________________________________________
Я зрозумів (а): __________________________________________________________________
У цьому мені допомогли: __________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Мені потрібно розібратися в таких питаннях (вкажіть номери незрозумілих питань): __________________________________________________________
Для цього потрібно:
__________________________________________________________________

У складанні розповіді вам можуть допомогти наступні слова.
Слова для оцінки роботи:

8. Повідомлення домашнього завдання.

§ 22. Опрацювати, питання після параграфа. Вивчити закон.

 Вправа 22 №1, №2.  

Додатково   Вправа 22 №3.