Цели урока:
образовательные:
- формирование первоначальных представлений об электрическом заряде, о взаимодействии заряженных тел, о существовании двух видов электрических зарядов.
- выяснение сущности процесса электризации тел.
- определение знак заряда наэлектризованного тела.
развивающие:
- развитие навыков выделять электрические явления в природе и технике.
- ознакомление с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов.
воспитательные:
- воспитание умения работать в коллективе,
- воспитание любознательности.
Оборудование: электроскоп, электрометры, гильза из фольги на подставке стеклянная и эбонитовая палочки, кусок меха и щелка, полиэтилен, бумага, телевизор, видеомагнитофон.
План урока
- Организационный момент.
- Запись домашнего задания: § 25, 26, 27. Заполнить таблицу.
- Объяснение нового материала:
- Первичный контроль.
- Закрепление изученного материала.
- Подведение итогов. Выставление оценок.
Ход урока
“Отыщи всему начало и ты многое поймёшь”. (Козьма Прутков.)
1 ученик: Представьте себе такую сцену:
В Древней Греции, 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 янтарным веретеном, к пряже прилипают пыль, соломинки. Это очень не удобно.
Фалес берет веретено, потирает его и видит маленькие искорки.
2 ученик: Правду говорят: “Гром не грянет — мужик не перекрестится”. А какой же гром без молнии? Сколько же миллионов раз должна сверкнуть молния, чтобы мужик, перекрестившись, наконец-то задумался: а что же это такое?
Учитель: Между натертым янтарным веретеном, притягивающим предметы, и молнией, казалось бы ничего общего. А ведь все это —ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Почему происходят эти явления? В чем суть этих явлений? Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем и ближайших уроках.
В тетрадях записываем дату, классная работа, тема урока.
Электрические явления
Каждый из вас, к концу урока должен научиться объяснить, что такое электрический заряд и электризация, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела, и как устроен простейший прибор электроскоп.
Рассмотрим сначала происхождение термина “электричество”
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. (запись на доске)
3 ученик: Лишь в конце XVI века и начале XVII века вспомнили об этом открытии. Английский врач и естествоиспытатель Ульям Гильберт(1544—1603) выяснил, что при трении могут электризоваться многие вещества. Он был одним из первых ученых, утвердивших опыт, эксперимент как основу исследования.
Научное исследование электрических явлений началось в книге Гильберта, которому и принадлежит и термин “электричество”. Гильберт кропотливо исследовал множество самых различных тел и построил для этой цели специальный электрический указатель, который он описывает таким образом: “Сделай себе из любого металла стрелку длиной три или четыре дюйма, достаточно подвижную на своей игле, наподобие магнитного указателя”. С помощью этого указателя, прототипа современных электроскопов, Гильберт установил, что способностью притягивать обладают многие тела, “не только созданные природой, но и искусственно приготовленные”. 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. Однако он нашел, что многие тела “не притягиваются и не возбуждаются никакими натираниями”. К числу их относится ряд драгоценных камней и металлы: “серебро, золото, медь, железо, также любой магнит”. Тела обнаруживающие способность притяжения, Гильберт назвал электрическими, тела не обладающие такой способностью, — неэлектрическими.
Учитель: Если кусочек янтаря потереть о шерсть или стеклянную палочку — о бумагу или шелк, то можно услышать легкий треск, в темноте искорки, а сама палочка приобретает способность притягивать к себе мелкие предметы
Про тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, говорят что оно наэлектризовано или что ему сообщили электрический заряд.
Опыт 1. Давайте наэлектризуем расческу о сухие волосы
По притяжению тел друг к другу можно судить, сообщен ли телам электрический заряд Существуют приборы при помощи которых можно судить о наэлектризованности тел — электроскоп (электрон – наблюдаю)
Электроскопом называют физический прибор, который используют для обнаружения у тела электрического заряда.
Электроскоп имеет цилиндрический корпус в который проходит металлический стержень, изолированный от корпуса пластмассовой пробкой. На одном конце стержня находится металлический шарик, а на другом ? два подвижных лепестка.
При соприкосновении заряженного тела с шариком электроскопа, его лепестки отклоняются на некоторый угол, зависящий от величины заряда, чем больше заряд электроскопа, тем больше сила отталкивания листочков. Аналогично устроен электрометр, в нем легкая стрелочка отталкивается от стержня.
Чтобы разрядить электроскоп можно просто дотронуться до него рукой. Можно это сделать , например железной или медной проволокой, но по стеклянной или эбонитовой палочке заряды не уйдут в землю.
Электризация может происходить несколькими способами:
1. СОПРИКОСНОВЕНИЕМ
Электрическими опытами занимался и Ньютон, который наблюдал электрическую пляску кусочков бумаги, помещенных под стеклом, положенным на металлическое кольцо. При натирании стекла бумажки притягивались к нему, затем отскакивали , вновь притягивались и т.д. Эти опыты Ньютон проводил еще в 1675 г.
2. УДАРОМ (резиновый шланг резко ударить о массивный предмет и поднести к электроскопу)
3.ТРЕНИЕМ
Гильберт указывает, как производится электризация трением: “Их натирают телами, которые не портят их поверхность и наводят блеск, например, жестким шелком, грубым немарким сукном и сухой ладонью. Трут так же янтарь о янтарь, об алмаз, о стекло и многое другое. Так обрабатываются электрические тела”.
Тела трут друг о друга, чтобы увеличить площадь их соприкосновения.
Опыт 2. 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 ___трением___________.
В электризации участвуют всегда ____два_______ тела.
электризуются после разделения_____оба_____ тела.
Мы сделали очень важный вывод:
- Один из видов электризации - это трение тел.
- При этом участвуют всегда два (или больше) тела.
- Электризуются оба тела.
Как вы заметили, в электризации всегда участвуют два тела: янтарь с мехом; стекло с шелком и т.д. При этом электризуются оба тела.
4 ученик: 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.
Все наэлектризованные тела притягивают к себе другие тела, например листочки бумаги. По притяжению нельзя отличить электрический заряд стеклянной палочки, потертой о шелк, от заряда полученной от эбонитовой палочки, потертой о мех. Ведь обе наэлектризованные палочки притягивают к себе кусочки бумаги.
5 ученик: Шарль Дюфэ (1698—1739) установил два рода электрических взаимодействий: притяжение и отталкивание. Сначала он установил, что “наэлектризованные тела притягивают ненаэлектризованные и сейчас же их отталкивают, как только они наэлектризуются вследствие соседства или соприкосновения с наэлектризованными телами”. В дальнейшем он открыл “другой принцип, более общий и более замечательный, чем предыдущие”. “Этот принцип, — продолжает Дюфэ, — состоит в том, что существует электричество двух родов, в высокой степени отличной один от другого : один род я называю “стеклянным” электричеством, другой —“смоляным”…Особенность этих двух родов электричества: отталкивать однородное с ним и притягивать противоположное. Так, например, тело, наэлектризованное стеклянным электричеством, отталкивает все тела со стеклянным электричеством, и, обратно, оно притягивает тела со смоляным электричеством. Точно так же смоляное отталкивает смоляное и притягивает стеклянное”.
Этот закон был опубликован Дюфэ в Мемуарах Парижской Академии наук за 1733 г.
Учитель : Итак, электрический заряд ? это мера свойств заряженных тел взаимодействовать друг с другом.
Какие виды взаимодействия вы знаете? (притяжение и отталкивание)
Условно заряды назвали положительный (на стекле потертым о шелк) и отрицательным (на янтаре, эбоните, сере, резине потертых о шерсть).
Положительный заряд в физике обозначается +q или q
Отрицательный заряд — -q
6 ученик: 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 по разному. Эбонит приобретает отрицательный заряд от соприкосновения с шерстью (мехом) и капроном, но положительный от соприкосновения с полиэтиленом.
Учитель: Давайте посмотрим как взаимодействуют заряженные тела
Видеодемонстрация.
Итак, тела, имеющие электрические заряды одного знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются. (см. опорный конспект)
По способности проводить электрические заряды все тела делятся на проводники и непроводники (диэлектрики).
Откройте учебник на стр.62-63, найдите определение проводников и диэлектриков.
Проводники: металлы, почва, водные растворы или расплавы электролитов.
Диэлектрики: Пластмассы, воздух, газы, стекло, резина, шелк, фарфор, керосин, капрон и т.д.
Какие тела называются изоляторами
Тела изготовленные из диэлектриков называются — изоляторами
Первичный контроль: 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:
- положительно
- отрицательно.
2. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно заряжено:
- положительно;
- отрицательно.
3. Три пары легких шариков подвешены па нитях. Какая пара шариков не заряжена?
- 1;
- 2;
- 3.
4. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет одноименные заряды?
- 1;
- 2;
- 3.
5. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет разноименные заряды?
- 1;
- 2;
- 3.
Вариант 2.
1. При натирании о мех каучук электризуется:
- положительно;
- отрицательно.
2. Если заряженное тело притягивается к стеклянной палочке, натертой о шелк, то оно заряжено:
- положительно;
- отрицательно.
3. Три пары легких шариков подвешены на нитях. Какая пара шариков имеет одноименные заряды?
- 1;
- 2;
- 3.
4. Какая пара шариков имеет разноименные заряды (см. тот же рисунок)?
- 1;
- 2;
- 3.
5. Какая пара шариков не заряжена (см. тот же рисунок)?
- 1;
- 2;
- 3.
Ответы:
1 вариант АБАВБ
2 вариант ББАВБ
Закрепление: Послушайте 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
- 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).
- 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)
- Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно? (Может, в зависимости от того, чем ее натирают)
- 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.)
Электрические заряды 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.
Итог урока. Выставление оценок
И в конце урока хочу прочитать стихотворение шотландского поэта XVIII в. Роберта Бернса:
Зачем одевают кольцо золотое
На палец, когда обручаются двое?—
Меня любопытная дева спросила.
Не став пред вопросом в тупик,
Ответил я так собеседнице милой:
Владеет любовь электрической силой,
А золото — проводник!