"Закон Кулона. Электрическое поле и его напряженность". Урок-практикум

Разделы: Физика

Цели и задачи урока:

Познавательные:

  • закрепить при решении физических задач метод подбора параметра с помощью электронной таблицы Excel;
  • закрепить знания о законе Кулона, электрическом поле точечного заряда, проводящего и непроводящего шаров;
  • продолжить формирование умений решать задачи на закон Кулона, закон сохранения электрического заряда;
  • продолжить формирование умений строить графики в таблице Excel на примере зависимости Е (r) для различных заряженных тел.

Развивающие:

  • продолжить работу по развитию умений анализировать ситуацию, сопоставлять факты;
  • развивать навыки самостоятельной работы за компьютером.

Воспитательные:

  • формирование научного мировоззрения;
  • воспитание культуры речи;
  • формирование умений коллективной работы.

Оборудование:

  • бланки с вопросами по теории;
  • карточки с задачами;
  • компьютер;
  • электронная таблица Excel.

Межпредметные связи: информатика.

Структура урока:

I. Организация учащихся – 2 мин.
II. Актуализация знаний – 10 мин.
III. Физкультминутка – 1 мин.
IV. Практическая работа за компьютером – 27 мин.
V. Итоги урока – 3 мин.
VI. Домашнее задание - 2 мин.

Ход урока

I. Организация учащихся.

1. Перед началом урока на интерактивной доске включить слайд №1(Приложение 1) с темой, целями урока, домашним заданием.
2. Постановка целей и задач урока учителем.
3. Деление класса на пары.

II. Актуализация знаний.

1. Устный опрос по теории.

Каждой паре раздаются бланки с вопросами по теории. Вопросы для данной пары отмечены значком “?”. Если пара затрудняется ответить на свои вопросы, то остальные учащиеся могут их дополнить.

Вопросы.

  1. Что определяет закон Кулона?
  2. Как формулируют и записывают закон Кулона для взаимодействия зарядов в вакууме?
  3. Какая величина характеризует влияние среды на силу взаимодействия между зарядами?
  4. Запишите закон Кулона для взаимодействия зарядов с учетом среды в системе СИ?
  5. Чему равен коэффициент пропорциональности в законе Кулона в СИ?
  6. Чему равна электрическая постоянная?
  7. Установите единицу электрического заряда СИ, сформулируйте её определение?
  8. Каково значение заряда и массы электрона?
  9. Можно ли электрический заряд делить бесконечно?
  10. Что такое электрическое поле?
  11. Назовите основные свойства электрического поля?
  12. Какое поле называется электростатическим?
  13. Что называют напряженностью электрического поля? Какая формула выражает суть этого понятия?
  14. Чему равна напряженность точечного заряда?
  15. Сделав чертеж, объясните сущность принципа суперпозиции электрических полей?
  16. Что называют линиями напряженности электрического поля?
  17. Какое электрическое поле называют однородным?
  18. Приведите примеры графического изображения электрических полей?
  19. Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля?

III. Физкультминутка.

Упражнения для усиления мозгового кровообращения.

  1. На счет 1-4 закрыть глаза, напрягая глазные мышцы, затем раскрыть глаза и на счет 5-6, расслабив мышцы глаз посмотреть вдаль. Повторить 4 раза.
  2. На счет 1-4 посмотреть на переносицу и задержать взор, не доводя глаза до усталости. Затем на счет 5-6 открыть глаза и посмотреть вдаль. Повторить 4 раза.
  3. На счет 1-4, не поворачивая головы, посмотреть направо и зафиксировать взгляд, затем на счет 5-6 смотреть вдаль прямо. Аналогично провести упражнение фиксацией взгляда влево, вверх, вниз. Повторить 4 раза.
  4. На счет 1-6 переводить взгляд быстро по диагонали: направо вверх – налево вниз, прямо вдаль; затем на счет 1-6: налево вверх – направо вниз и вдаль. Повторить 4 раза.

IV. Практическая работа за компьютером.

1. Раздать карточки с задачей каждой паре.

Карточка № 1

На прямой расположены три положительных заряда q1, q2, q3. Определите расстояние от заряда q1 до точек, в которых равнодействующая сил, действующих на четвертый положительный заряд q4 со стороны зарядов q1, q2, q3, равная нулю.

Решить задачу для следующих значений : q1 = 4,0 нКл, q2 =1,0 нКл, q3 = 1,2 нКл, l1 = 2,14 см , l2 = 1,8 см.


Рисунок 1.

Карточка № 2*

Два маленьких заряженных шарика, одинаковых по размеру, притягиваются друг к другу с некоторой силой. После того, как шарики были приведены в соприкосновение и раздвинуты на расстояние в n раз большее, чем прежде, сила взаимодействия между ними уменьшилась в m раз. Каков был заряд первого шарика до соприкосновения, если второй шарик имел заряд q?

Решить задачу для следующих значений: q2 = 0,3 мкКл, n = 2, m = 3.

Карточка № 3

Постройте график зависимости Е (r) для точечного заряда q. (q = 16 Кл)

Карточка № 4*

Металлический шар радиусом R имеет заряд Q. Чему равна напряженность поля Е на расстоянии r от центра шара? Постройте график зависимости Е (r). (Q = 16 нКл, R = 4 см)

Карточка № 5*

Заряд Q равномерно распределен по объему непроводящего шара радиусом R. Чему равна напряженность поля Е на расстоянии r от центра шара? Постройте график зависимости Е(r). (Q = 16 нКл, R = 4 см).

2. Ознакомить учащихся с планом практической работы (Приложение 1, слайд №2):

  • решить задачу в общем виде и показать решение учителю;
  • внести данные в таблицу Excel;
  • произвести вычисления;
  • проверка результатов учителем;
  • оформить решение в тетради.

V. Итоги урока.

1. Фронтальная беседа по следующим вопросам:

- для решения каких задач можно использовать метод подбора параметра? (для задач, которые сводятся к решению уравнений неразрешимых или трудноразрешимых в радикалах).
- начертите график зависимости напряженности электрического поля от расстояния для поля:

а) точечного заряда;
б) заряженного шара;
в) непроводящего заряженного шара.

Учащиеся выполняют построение на интерактивной доске (Приложение 1, слайд №3).

2. Оценки за урок.

VI. Домашнее задание.

Повторить §38-44 [3], №858, 861, 869 [4].

Список используемой литературы:

1. Гельфгат И. М., Генденштейн Л. Э., Кирик Л. А. 1001 задача по физике. М.: Илекса, 2004.
2. Горбушин Ш. А. Азбука физики. Ижевск: Удмуртия,1992.
3. Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Эвенчик Э. Е. и др.Физика: Учебник для 10 класса с углубленным изучением физики / под ред. А. А. Пинского, О. Ф. Кабардина. М.: Просвещение,2004.
4. Степанова Г. Н. Сборник задач по физике. 10-11 класс. М.: Просвещение, 2000.