Открытый урок по физике в 8-м классе по теме: "Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов"

ЦЕЛИ УРОКА:

Образовательная:

• Изучить явление электризации тел, на опытных фактах установить получение двух видов электрических зарядов на макроскопических телах.

• Добиться четкого усвоения законов взаимодействия зарядов одноименных и разноименных знаков.

• Уметь решать качественные задачи по теме.

Воспитательная:

• Поддержание эмоциональной и доброжелательной атмосферы.

• Дальнейшее развитие групповой работы на уроке.

Развивающая:

• Выделять электрические явления в природе и технике.

• Определять знак заряда наэлектризованного тела.

• Познакомить с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов.

Вступительное слово учителя.

Ребята! Сегодня, нам представилась уникальная возможность провести урок в лаборатории “Статического электричества”.

Слова “электричество”, “электрический ток ”, знакомы каждому. Но, вот объяснить, что это такое, мы сможем, лишь, изучив большой круг явлений, которые называются электрическими.

История развития электричества интересна и поучительна.

Представьте себе такую сцену: (Развертывается сцена с участием старшеклассников. Звучит тихо греческая мелодия “Сиртаки”, в саду сидит Фалес и ведет разговор со своей дочерью). Слова героев дети сочиняют сами. Действие длится 23 минуты.)

Древняя Греция, в красивом городе Милете жил философ Фалес. И, вот однажды вечером к нему подходит его любимая дочь. Объясни, почему у меня путаются нити, когда я работаю с веретеном, к пряже прилипают пыль, соломинки. Это очень не удобно.

Фалес берет янтарное веретено, потирает его и видит маленькие искорки.

Почему это произошло? В чем суть физического явления? Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем уроке.

В тетрадях записываем дату, классная работа, тема урока.

Электризация. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов

Каждый из вас, к концу урока должен уметь объяснить, что такое электризация, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела.

На доске крепится плакаттаблица-1, написанный крупным шрифтом с историческими событиями по электростатике. История развития электричества начинается с Фалеса Милетского. Вначале, свойство притягивать мелкие предметы приписывалось только янтарю (окаменевшая смола хвойных деревьев). От названия которого произошло слово электричество, т.к греч. elektron—янтарь. Лишь в конце XVI века и начале XVII века вспомнили об этом открытии. Английский врач и естествоиспытатель Ульям Гильберт выяснил, что при трении могут электризоваться многие вещества. Он был одним из первых ученых, утвердивших опыт, эксперимент как основу исследования. Он показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и многие другие вещества: алмаз, сапфир, сургуч и что притягивают они не только соломинки, но и металлы, дерево, листья, камешки, комки земли и даже воду и масло.

Таблица 1.

Опыт 1: Демонстрация учителем опыта.

Приборы и материалы:

• линейка,

• лампа, вкрученная в патрон на подставке,

• эбонитовая палочка.

Линейку уравновешиваем на лампе. Натираем эбонитовую палочку о мех и подносим к линейке.

Результат: Линейка начинает вращаться.

Опыт 2: Наэлектризованная эбонитовая палочка подносится к струйке воды.

Струйка отклоняется к эбонитовой палочке.

Опыт 3:Воздушные шарики над классной доской, на стенах, на потолке.

Результат достигнут за счет электризаций.

Мы рассмотрели электризацию трением, а существует несколько способов электризации.

Следующим этапом в развитии учения об электричестве были опыты немецкого ученого Отто фон Герике (1602—1686). Он построил первую электростатическую машину, основанную на трении. Это был шар из плавленой серы, который приводился во вращение специальным приводом. Вращая шар и натирая его ладонями, Герике тем самым электризовал его. Наэлектризованный шар притягивал листочки золота, серебра, бумаги. С помощью этого прибора Герике обнаружил, что, кроме притяжения, существует электрическое отталкивание. В настоящее время электрофорная машина выглядит такой, какая она стоит перед вами.

Опыт 4:К кондукторам электрофорной машины подсоединяют бумажные султанчики, которые устанавливают на изолирующих подставках.

Вращая ручку машины, наблюдают за их поведением.

Сейчас вы выполните первое практическое задание. Изучение электризации различных тел.

У каждого есть свой рабочий листок, который будет заполняться в процессе вашей деятельности. (Учащиеся работают с рабочим листом, который готовится на каждого.)

Задание 1.

Изучение электризации различных тел.

Приборы и материалы (рис 1.) 1) пленка полиэтиленовая, 2) полоска бумажная, 3) полоска резины, 4) эбонитовая палочка, 5) штатив, 6) нить, 7) карандаш, 8) кусочек меха.

Порядок выполнения работы

1. На нитях подвешен карандаш к лапке штатива, как показано на рисунке 1.

2. Положите полиэтиленовую пленку на стол и натрите ее полоской резины. Поднесите полиэтилен и резину поочередно к концу подвешенного карандаша. Что вы при этом наблюдаете? Карандаш ___________________.

3. Натрите эбонитовую палочку о мех и проделайте тоже самое, поднося поочередно к подвешенному карандашу.

Карандаш ___________________.

4. Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и сильно прижмите полоски рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их друг к другу.

Полоски ______________________.

Вывод: тела можно наэлектризовать ____________________. В электризации участвуют всегда _____________ тела и электризуются после разделения_____________ тела.

Мы сделали очень важный вывод:

1) Один из видов электризации-это трение, соприкосновение тел.

2) При этом участвуют всегда два (или больше) тела.

3) Электризуются оба тела.

В 1733 г французский ученый Шарль Франсуа Дюфе, живший в 1698—1739 гг., обнаружил, что существуют два рода электричества: "стеклянное" (положительное) и "смоляное" (отрицательное).

Следующий этап в нашей работе. Мы должны выяснить, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела. Какие два рода зарядов существуют.

Задание 2.

Изучение взаимодействия заряженных тел. Два рода зарядов.

Приборы и материалы: 1) пленка полиэтиленовая на нити, 2) пленка полиэтиленовая, 3) полоска бумажная, 4) штатив, 5) эбонитовая палочка, 6) полоска резины.

Порядок выполнения работы.

1. Полиэтиленовую пленку, подвешенную на нити к лапке штатива, потрите осторожно кусочком бумаги

2. Наэлектризуйте бумажную и полиэтиленовую полоски. Для этого на бумажную полоску положите полиэтиленовую пленку и разгладьте рукой. Поднимите полоски за концы, разведите их и медленно поднесите друг к другу.

Как они взаимодействуют? _______________________.

3. Поднесите поочередно бумажную и полиэтиленовую полоски к пленке, висящей на нити, и наблюдайте их взаимодействие:

Пленка с пленкой ________________________________;

Бумажная полоска с пленкой _____________________________;

4. Поднесите к заряженной полиэтиленовой пленке, висящей на нити, эбонитовую палочку, натертую о резину. Пленка и эбонитовая палочка ________________________.

Пленка и резина _______________________________.

Вывод: в природе существуют ____________________ вида электрических зарядов. Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака _____________________, а тела имеющие заряды противоположного знака _________________________.

Последний опыт показывает учащимся, что одно и то же тело при электризации может зарядиться в одном случае положительно, а в другом — отрицательно в зависимости от вещества тела, с которым оно соприкасается.

На основании проделанных опытов и дополнительных демонстраций с другими телами учитель должен показать учащимся, что любое тело содержит два вида электрических зарядов. Если заряды в теле равны, то тело не проявляет электрических свойств. Эти свойства обнаруживаются только при электризации, которая приводит к нарушению равновесия электрических зарядов в теле. Причем, пока тела не разъединены, их электрические свойства не обнаруживаются. Чтобы обнаружить электризацию, тела надо разъединить.

Учитель: Представление о положительном и отрицательном зарядах, было введено в 1747 году Франклином. Эбонитовая палочка от электризации о шерсть и мех заряжается отрицательно, потому что отрицательным назвал заряд, образующийся на каучуковой палочке В.Франклин. А эбонит это каучук с большой примесью серы. Заряд, который образуется на стеклянной палочке, потертой о шелк, Франклин назвал положительным. Но во времена Франклина существовал только натуральный шелк и натуральный мех. Сегодня порой трудно бывает отличить натуральный шелк и мех от искусственного. Даже разные сорта бумаги электризуют эбонит поразному. Эбонит приобретает отрицательный заряд от соприкосновения с шерстью (мехом) и капроном, но положительный от соприкосновения с полиэтиленом.

Условились обозначать положительный заряд “+”, а отрицательный “-”. В последствии было установлено, что все вещества можно расположить в так называемый ряд, в котором предыдущее тело электризуется при трении о последующее положительно, а последнее отрицательно. Мех, фланель, слоновая кость, перья, горный хрусталь, флинтглас, дерево, металлы, сера – ряд Фарадея. (Этот ряд написан на доске)

В тетради нарисовали два рисунка. Эбонитовую палочку и кусочек меха, стеклянную палочку и кусочек резины и поставили знаки заряда, который они получают при трении.

Пыль, скользящая по поверхности тела, из которого она образовывается (мрамор, стекло) электризуется отрицательно.

Электризация наблюдается также при трении жидкостей о металлы в процессе течения, а также разбрызгивания при ударе. Впервые электризация жидкости при дроблении была замечена у водопадов в Швейцарии в 1786 году. С 1913 года явление получило название баллоэлектрического эффекта.

Покоритель Джомолунгмы Н. Тенсинг в 1953 году в районе южного седла этой горной вершины на высоте 7,9 км над уровнем моря при 30⁰ С и сухом ветре до 25 м/с наблюдал сильную электризацию обледеневших брезентовых палаток, вставленных одна в другую. Пространство между палатками было наполнено многочисленными электрическими искрами. Движение лавин в горах в безлунные ночи иногда сопровождается зеленовато-желтым свечением, благодаря чему лавины становятся видимыми.

Ребята! Сейчас мы выполним небольшое тестовое задание, которое проверите сами друг у друга и сразу поставите оценки. На выполнение дается пять минут.

Вариант 1

1. Стекло при трении о шелк заряжается:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно заряжено:

А) положительно; Б) отрицательно.

3. Три пары легких шариков подвешены па нитях. Какая пара шариков не заряжена? Рисунок 3.

А) 1; Б) 2; В) 3.

4. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет одноименные заряды?

А) 1; Б) 2; В)3.

5. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет разноименные заряды?

А) 1; Б) 2; В)3.

Вариант 2

1. Если резину потереть о шерсть и коснуться ею некоторого тела, то это тело электризуется:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. К стеклянной палочке М, рисунок 4. натертой о шелк, подносят палочку N, и палочка М приходит в движение по направлению, указанному стрелкой. Какой заряд имеет палочка N?

А) Положительный; Б) Отрицательный.

3. Какой заряд имеет шарик, к которому поднесена наэлектризованная палочка? Рисунок 5.

А) Положительный; Б) Отрицательный.

4. Какой заряд имеет наэлектризованная палочка, поднесенная к гильзе? Рисунок 6.

А) Положительный; Б) Отрицательный.

5. Одноименно заряженные тела..., а разноименно заряженные ....

А) Отталкиваются; притягиваются; Б) притягиваются; отталкиваются.

Вариант 3

1. При натирании о мех каучук электризуется:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. Если заряженное тело притягивается к стеклянной палочке, натертой о шелк, то оно заряжено:

А) положительно; Б) отрицательно.

3. Три пары легких шариков подвешены на нитях рисунок 7. Какая пара шариков имеет одноименные заряды?

А) 1; Б) 2; В)3.

4. Какая пара шариков имеет разноименные заряды (см. тот же рисунок)?

А) 1; Б) 2; В)3.

5. Какая пара шариков не заряжена (см. тот же рисунок)?

А) 1; Б) 2; В)3.

Вариант 4

1. Стеклянная бутылка при натирании о бумагу или шелк электризуется:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. К эбонитовой палочке, натертой о мех, притягиваются тела, заряженные:

А) положительно; Б) отрицательно.

3. К заряженной палочке М подносят заряженную палочку N. Рисунок 8. При этом палочка М приходит в движение по направлению, указанному стрелкой. Что можно сказать о знаках заряда на этих палочках?

А) Палочки имеют одноименные заряды; Б) палочки имеют разноименные заряды.

4. Какой заряд имеет большой шар? Рисунок 9.

А) Положительный; Б) отрицательный.

5. Тела 1, 2 и 3 заряжены. Рисунок 10. Какие из них притягиваются друг к другу?

А) 3 и 1; 2 и 1; 3 и 2; Б) 1 и 2; 1 и 3; В) 2 и 3; 1 и 2.

Проверка результатов теста.

Прочитайте пословицу и ответьте на вопросы:

О каком физическом явлении (понятии, законе) в ней говориться?

Каков физический смысл пословицы? Верна ли она с точки зрения физики?

В чем житейский смысл этой пословицы?

ПОСЛОВИЦЫ

Как соломинка и янтарь (персидская)

Что шелкова ленточка, к стене льнет (русская)

КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ

1. Какие меры предосторожности надо принять, чтобы при переливании бензина из одной цистерны в другую он не воспламенился? (Во время перевозки и при переливании бензин электризуется, может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют).

2. Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны? (Потому, что железнодорожная цистерна заземлена через колеса рельса)

3. Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно? (Может, в зависимости от того, чем ее натирают)

4. Если вынуть один капроновый чулок из другого и держать каждый в руке на воздухе, то они расширяются. Почему? (При трении чулки электризуются. Одноименные заряды отталкиваются. Поэтому поверхность чулка раздувается.)

Учитель. Демонстрация опыта.

Вот смотрите, это — модель установки для электроокраски поверхностей. К металлическому экрану на изолирующей подставке прикреплен лист цветной бумаги, покрытый клеем. Вблизи на жестяной лоток с закругленными краями и изолирующей ручкой насыпаны мелко нарезанные листочки станиоля, изображающие краску. Экран соединен с положительным, а лоток — с отрицательным полюсами электрофорной машины. Я медленно перемещаю его сверху вниз. Листочки станиоля слетают с лотка, и ровным слоем оседают на бумаге.) объяснить, что происходит? В чем тут дело? (Ученики высказывают свои предположения по объяснению наблюдаемого явления)

Объяснение. "Окрашиваемое" изделие вы зарядили положительно, а "капельки краски" — отрицательно. Значит, вопервых, ни одна капелька мимо изделия не пролетает: все они притягиваются к экрану и оседают на нем. Вовторых, окраска получается прочной благодаря электрическим силам притяжения. Втретьих, так как все капельки заряжены одноименно, то во время полета они отталкиваются друг от друга и оседают на поверхности изделия очень равномерным тонким слоем.

Применение электрических полей:

Конечно! В электрических полях успешно и быстро сушат древесину, делают искусственный мех, сортируют пшеницу, производят холодное копчение рыбы. Электрические поля выполняют так много полезных дел, что всех их и не перечислить.

Например, копчение это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают продуктам особый вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а к отрицательным электродам подсоединяют, например, тушки рыбы. Заряженные частицы дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются. Весь процесс электрокопчения продолжается несколько минут.

Поведение итогов.

Домашнее задание.

Заполнить таблицу, (раздаются заготовки таблицы 1, где есть пустые клеточки). Открытия этих ученых в области электричества. Провести эксперимент по электризации с имеющимися дома предметами. Прочитать параграфы 25,26. учебника авторы: Е.М.Гутник, А.В. Перышкин.