Тезисы к уроку физики "Закон Кулона". 10-й класс

Разделы: Физика

Класс: 10

Цель урока: используя содержание параграфа “Закон Кулона”, дать положительную оценку силы взаимодействия зарядов.

Задачи:

  1. Формирование умения работать с учебником – выделять главное, отбирать нужный материал, работать по плану.
  2. Формирование навыков работы в группе, аргументированного и лаконичного изложения своих мыслей.
  3. Развитие инициативы, творчества, организаторских качеств.

Оформление доски:

  1. Эпиграф: Не стыдно не знать, стыдно не учиться. (Русская пословица)
  2. Кулон Шарль Огюстен (1736-1806 гг.) – экспериментально установил в 1875 г. основной закон электростатики.
  3. Вопросы к параграфу “Закон Кулона”:
    1. Измерение силы взаимодействия зарядов с помощью крутильных весов.
    2. Подготовить сообщение о законе Кулона, используя алгоритмический план рассказа о законе.
    3. Чем отличается закон Кулона от закона всемирного тяготения?
    4. В каких единицах выражается электрический заряд?
    5. Что такое электрическая постоянная, коэффициент пропорциональности?
    6. Во сколько раз кулоновская сила отталкивания протонов больше их гравитационного притяжения?
    7. Почему при описании механического движения не учитываются гигантские электрические силы.
  4. Конспект урока “Закон Кулона - основной закон электростатики”. (См. приложение №5)

Оборудование:

  1. Таблица “Что надо знать о законе?” (См. приложение №2)
  2. Карточки план-задание к изучению § 77 “Закон Кулона”. (См. приложение №1)
  3. Чистые листочки бумаги.

Подготовка к уроку: Класс предварительно делится на 3 группы, примерно равные по силам. В каждой группе выбирается консультант. (См. приложение №3).

I. Организационный момент (1-1,5 минуты). Проверка отсутствующих, внешнее состояние кабинета, рабочих мест, наличие дежурных.

II. Повторение изученного материала (до 8 минут)

Физический диктант: “Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда”. (См. приложение №4)

Диктант выполняется на отдельных листочках (на каждый вопрос полминуты времени). После выполнения листочки собираются, и учитель зачитывает правильные ответы.

Напоминает, что за 8 правильных ответов отметка “5”, за 7,6 – “4”, за 5 – “3”, за 4 и меньше – “2”

О качестве усвоения материала учитель судит по количеству рук, поднятых вверх при ответе на вопрос “Кто ответил на 5 и более вопросов?”

Какой вопрос вызвал затруднения? Трудный вопрос обязательно разбирается.

III. Изучение нового материала (до 25 минут)

Возвращаемся к первому вопросу физического диктанта: “Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами?”

Ставлю учебную проблему, решение которой возможно лишь на основе изучения темы “Закон Кулона”.

По аналогии с законом всемирного тяготения отвечаем на вопрос: “От чего зависит величина силы взаимодействия между заряженными телами?”

Fg=G (закон всемирного тяготения).

Учащиеся предполагают, что Fэл. м ~ q1,q2, Fэл. м ~ ,

где q1,q2 – заряды тел

r – расстояние между заряженными телами

Далее учитель зачитывает вопросы на доске (с 1 по 7), поясняет, что работая в группах над содержанием §77, им необходимо дать положительную оценку силы взаимодействия зарядов, т. е. раскрыть физический смысл основного закона электростатики, закон Кулона, указать границы его применимости, научиться решать несложные задачи на применение формулы закона Кулона.

Напоминаю учащимся состав групп, консультантов.

Консультант организует деятельность группы – каждый работает самостоятельно над содержанием параграфа, а затем готовит один конкретный вопрос, какой именно, определяет консультант и расскажет о нем всей группе.

Цель работы в группе: за 10 минут все члены группы должны узнать ответы на все вопросы.

Ответы на вопросы:

1. Основной закон электростатики был установлен экспериментально французским ученым Ш. Кулоном в 1785 г. В опытах Кулона измерялись силы взаимодействия заряженных шаров.

Для измерения этой силы Кулон использовал крутильные весы (подробно рассмотреть рисунок в учебнике).

Маленькая тонкая незаряженная сфера на одном конце коромысла уравновешивалась бумажным диском на другом конце. Поворотом коромысла она приводилась в контакт с такой же неподвижной заряженной сферой, в результате чего ее заряд делился поровну между сферами.

Диаметр сфер выбирался много меньше, чем расстояние между сферами, чтобы исключить влияние размеров и формы заряда на результаты измерения (очень важно!).

Сферы начинают отталкиваться, как одноименно заряженные тела, закручивают нить. Максимальный угол поворота коромысла фиксируется по наружной шкале, был пропорционален силе, действующей на сферу.

Кулон определил силу взаимодействия заряженных сфер по углу поворота коромысла.

2. Закон Кулона устанавливает связь между силой взаимодействия 2-х точечных неподвижных зарядов, находящихся в вакууме, величинами их зарядов и расстоянием между ними.

F12= k

q1,q2 - величина зарядов

r – расстояние между зарядами

k – коэффициент пропорциональности

F12 – сила Кулоновского взаимодействия или электростатического.

= -F21

Границы применимости закона:

1) Заряженные тела должны быть точечными.

2) Заряженные тела должны быть неподвижными (в случае движущихся заряженных тел проявляется действие магнитного поля).

3. Fg = G Fэл. м = k

1) Вместо материальных точек в законе Кулона – точечные заряды.

2) В законе всемирного тяготения рассматривается только сила притяжения, а в законе Кулона притяжение и отталкивание.

4. В СИ единица заряда – производная от силы тока 1А (ампер).

1 Кл (кулон) – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за 1с

1Кл=1A x 1C

5. k =

0= - электрическая постоянная

K = - в вакууме

Следовательно, согласно закона Кулона, два точечных заряда по 1 Кл каждый, расположенных в вакууме на расстоянии 1м друг от друга, взаимодействуют с силой (примерно равна весу египетских пирамид).

1 Кл – очень большая единица заряда.

На практике обычно используют дольные единицы Кулона:

1млКл=10-3 Кл

1мкКл=10-6 Кл

6. =

Электростатическая сила взаимодействия частиц больше гравитационной на 39 порядков (примерно во столько же раз масса Галактики превышает массу человека).

7. Макроскопические тела электрически нейтральны, т. к. положительный заряд протонов в теле, точно компенсирован суммарным отрицательным зарядом электронов. Электростатические силы взаимодействия макроскопических тел определяются лишь малыми избыточными зарядами, находящимися на них и поэтому невелики по сравнению с гравитационными силами.

Проверка знаний учащихся (20 минут)

Опрос начинается с группы, которая подготовилась первой. Вопросы задаю любому учащемуся в группе, “прохожу” по всем вопросам. Если каждый ученик отвечает на предложенный вопрос, то все члены группы получают оценку ‘5’; если ученики получают помощь от группы, то все ученики группы получают “4”. Если группа не знает ответа на 2 вопроса, то выставляется оценка “3”по желанию учащихся им предоставляется право пересдать материал в другое время.

Во 2 и 3 группах точно также производится опрос учащихся.

После опроса группа записывает конспект закона Кулона в рабочие тетради (конспект записан учителем на доске). (См. приложение №5).

Закрепление.

Группы, которые первыми закончили изучение нового материала, переходят к его закреплению – решению задач 1-2 к §77.

1. Определите силу взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов по 1 мк Кл, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга.

2. Сила взаимодействия двух одинаковых зарядов, находящихся на расстоянии 0,5м, равна 3,6 Н. Найдите величины этих зарядов.

Ответ: 10-5 Кл

Итоги урока

Учитель подводит итог работы в группах. Отмечает группу, в которой все учащиеся получили “5”, “4”, какая группа (если есть такая) получила только “3”, указывает время пересдачи. Какая группа решила задачи для закрепления пройденного материала.

Домашнее задание

После групповой формы изучения нового материала домашнее задание дифференцированное. Наиболее подготовленной группе: §77, задачи №3,4.

Группа, которая не успела решить задачи на закрепление: §77, задачи №1-3.

Консультанты получают дополнительное задание с опережением:

Дано: заряды q1 ,q2,q3 расположены в вершинах треугольника

Найти силу F1 , с которой заряд q1 взаимодействует с зарядами q2,q3

Литература:

  1. Физика 10 кл: Учебник для общеобразовательных учебных заведений – М. : Дрофа, 2001 г. В. А. Касьянов.
  2. Физика. Дидактические материалы 10 класс; М. Дрофа, 2004 г. А. Е. Марон, Е. А. Марон
  3. Современный урок. Издательство “Учитель”, 2005 г. С. В. Кульневич, Т. П. Т. П. Лакоценина