Урок в 10-м классе (химико-биологического профиля). Тема: "Напряженность электрического поля"

Цели:

1. Дать понятие напряженности электрического поля.
2. Научить применять знания об электрическом поле к анализу и объяснению явлений окружающего мира.
3. Совершенствуя развитие общеучебных умений и навыков учащихся на старшей ступени обучения, учить элементам творческого поиска на основе приема обобщения.

Оборудование: электроскоп, палочка из эбонита, ткань шерстяная, телевизор, две полоски из полиэтилена.

План урока:

1. Организационный момент.
2. Повторение пройденного материала.

2.1. Электрический заряд.
2.2. Электризация тела.
2.3. Закон сохранения электрического заряда.
2.4. Закон Кулона.
2.5. Теория близкодействия.
2.6. Электрическое поле.
2.7. Свойства электрического поля.

3. Новый материал.

3.1. Напряженность – силовая характеристика электрического поля.
3.2. Напряженность поля точечного заряда.
3.3. Единица измерения напряженности.
3.4. Направление вектора напряженности.
3.5. Принцип суперпозиции полей.
3.6. Влияние электрического поля на окружающую среду.

4. Домашнее задание: В.А. Касьянов §79-81, заполнить таблицу

ХОД УРОКА

Учитель. Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные знания оказались бы уничтоженными, и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза: “Атом – это делимая частица”, то в этой одной фразе, как вы убедитесь, содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения и чуть соображения.

Задание 1.

Перечислить информацию, которую можно получить из этой фразы.

(Учитель систематизирует знания учащихся).

• Атом состоит из электронов, протонов, нейтронов.
• Атом имеет “планетарную” модель.
• Существует два рода зарядов – положительные и отрицательные.
• Тела, имеющие заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды разного знака, взаимно притягиваются.
• Силы, с которыми взаимодействуют заряженные тела, называются электромагнитными.
• Вокруг заряженных тел (частиц) существует электрическое поле.
• Электрическое поле материально, оно существует независимо от нас, от наших знаний о нем.
• Поле обладает определенными свойствами, которые не позволяют спутать его с чем-либо другим в окружающем мире.
• Электрическое поле можно обнаружить по его действию на некоторые заряженные тела.

Опыт:

Приближаем и удаляем заряженную эбонитовую палочку к электрометру. Обращаем внимание на отклонение стрелки электрометра.

Учитель. Что происходит с электрическим полем по мере удаления от его источника?

Ответ ученика.

Учитель.  Недостаточно утверждать, что электрическое поле существует. Надо ввести количественную характеристику электрического поля.
Такой характеристикой является физическая величина – напряженность. Напряженность – это силовая характеристика электрического поля.

Напряженность – векторная величина. Рассмотрим несколько примеров:

Задание 2. (Выполняется в группах на заранее заготовленных листах с рисунками, а затем один из группы у доски объясняет свое решение).

Определить направление вектора напряженности в точке А:

Влияние электрического поля на окружающую среду.

Учитель. Материя в форме электрического поля не влияет на наши органы чувств, и потому мы не можем ее видеть, осязать. Но электрическое поле действует на электрические заряды и этим обнаруживает себя.
Одна из характерных особенностей нашей планеты – наличие постоянного электрического поля в атмосфере. Человек не замечает его. Но электрическое состояние атмосферы не безразлично для него и других живых существ, населяющих нашу планету, включая растения. Над Землей на высоте 100-200 км, существует прослойка из положительно заряженных частиц – ионосфера.
Значит, когда идешь по полю, улице, скверу, то движешься в электрическом поле, вдыхаешь электрические заряды.
Однако, в последние годы произошло сильное изменение электрического состояния атмосферы; различные районы Земли стали отличаться друг от друга по ионизированному состоянию воздуха, которое обусловлено его запыленностью, загазованностью и т.д. Электрическая проводимость воздуха – чуткий индикатор его чистоты: чем больше в воздухе посторонних частиц, тем больше число ионов оседает на них и, следовательно, меньше становится электропроводимость воздуха.
Так, в Москве в 1 см³ воздуха содержится 4 отрицательных заряда, в Санкт-Петербурге – 9 таких зарядов, в Кисловодске, где эталон чистоты воздуха – 1,5 тыс. частиц, а на юге Кузбасса в смешанных лесах предгорья количество этих частиц доходит до 6 тысяч. Значит, где больше отрицательных частиц, там легче дышится, а где пыль – человеку достается их меньше, так как пылинки оседают на них.
Хорошо известно, что возле быстро текущей воды воздух освежает и бодрит. В нем много отрицательных ионов. Еще в XIX веке было определено, что более крупные капли в брызгах воды заряжены положительно, а капли поменьше – отрицательно. Поскольку большие капли оседают быстрее, в воздухе остаются отрицательно заряженные маленькие капельки.
Наоборот, воздух в тесных помещениях с обилием разного рода электромагнитных приборов насыщен положительными ионами. Даже сравнительно непродолжительное нахождение в таком помещении приводит к заторможенности, сонливости, головокружениям и головным болям.
Специалисты в области экологической медицины считают, что отрицательные ионы положительно влияют на здоровье, а положительные ионы – негативно.

Опыт, демонстрирующий существование электрического поля возле электрооборудования: Расположим электрометр возле экрана включенного телевизора для наблюдения электрического поля.

Учитель. Можно ли найти решение этой проблемы?

Электростатика и живые клетки.

1) Электрическое поле может возникать и в живых организмах. Оно по-разному ведет себя в живом организме. Каждый из вас знает, что у человека, поранившего себя в воде, например, порезавшего ногу о стекло, дольше заживает рана, чем при аналогичной травме на суше. Ученые утверждают, что одна из причин этого кроется в том, что на месте пореза по краям раны накапливаются противоположные заряды, между которыми и возникает электрическое поле. Это поле частично уничтожает бактерии, вызывающие гниение. В воде этого электрического поля не возникает, так как заряды не накапливаются по краям раны, поэтому после травм в воде раны долго не заживают.

2) Для растений одинаково вредно как отсутствие электрического поля, так и чрезмерное его наличие.

Итог урока.

Учитель. Ребята, что нового на сегодняшнем уроке вы узнали? Оцените свои знания по 10 бальной системе.