Интегрированный урок физики с использованием ИКТ технологий по теме "Электрическое поле"

Цели урока:

I. Образовательные:

а) повторение изученного материала, необходимого для введения понятия «Электрическое поле»;
б) введение понятия «Электрическое поле» и демонстрация возможности объяснения электрических явлений, опираясь на основные свойства поля;
в) подготовка учащихся к осмыслению физических явлений и опытов, демонстрируемых в классе, и их физическому объяснению.

II. Развивающие:

а) развивать мышление, внимание и умение анализировать полученную информацию;
б) развивать возможность применения полученных знаний при объяснении физических явлений;
в) развивать у учащихся владение экспериментальными умениями.

III. Воспитательные:

а) продолжать воспитывать отношение к учебе, как к напряженному труду, приносящему удовлетворение результатами и закладывающему фундамент успеха в будущей жизни;
б) воспитывать активное восприятие нового материала;
в) формировать навыки работы в группе.

Вид урока: комбинированный: повторительно-обобщающий с изложением нового материала.

Оборудование:

• приборы: электрометры, эбонитовые и стеклянные палочки, шерстяная и шелковая ткань, металлическая гильза на штативе, султанчики;
• персональные компьютеры,
• интерактивная доска (или мультимедийный проектор, экран).

План урока:

1. Организационный момент: Поставка цели и задачи урока перед учащимися. 1 мин.
2. Повторение изученного материала: 10 мин.
   - вступительная информация учителя,
   - демонстрация видиофрагментов и иллюстраций опытов с подключением учащихся к их комментированию.
3. Подготовка к изучению нового материала: постановка проблемы через демонстрацию опытов (мозговой штурм). 8 мин.
4. Изложение нового материала по теме «Электрическое поле. Объяснение электрических явлений» в форме мини-лекции с подключением к работе учащихся. 10 мин.
5. Объяснение результатов опытов из мозгового штурма( фрагмент видиофильма, работа в группах) 12 мин.
6. Подведение итогов работы в группах и по достижению цели урока. 3 мин.
7. Домашнее задание. 1 мин.

Замечание: Урок начинается страницей 9 файла Notebook (Приложение 1). Далее путь определяют навигационные кнопки и ссылки.

Ход урока

стр. 1

I

Учитель формулирует цель урока: изучить одно из основных понятий теории электричества- понятие «электрического поля , позволяющее наиболее полно объяснять суть электрических явлений.

II

На сегодняшний день мы уже изучили и вы в домашнем задании повторили ряд свойств тел, которые позволяют нам объяснять электрические явления окружающего нас мира.

Остановимся на этих свойствах:

1. Основной ключ к пониманию электрических явлений дает современная теория строения атома (демонстрация фрагмента фильма по ссылке 1 на стр. 1)

Учитель комментирует фильм: Сегодня наукой установлено, что в центре атома находится положительно заряженное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а вокруг ядра движутся электроны на орбитах разного уровня. Силы взаимодействия электронов с ядром зависят от его расстояния до ядра. Менее связанными с ядром оказываются электроны, находящиеся на внешних орбитах. Теряя их, атом становится положительным ионом, а электроны – свободными электронами и могут перемещаться по всему телу хаотично. Если к нейтральному атому присоединяется лишний электрон, то атом становится отрицательным ионом.

По окончании фильма учитель задает вопрос классу: По каким свойствам тела делятся на проводники и диэлектрики?

(Ответ: Проводники состоят из вещества, в котором есть свободные электроны. Эти электроны образуют в проводниках «электронный газ». Диэлектрики этим свойством не обладают: у них нет свободных электронов.)

2. Наличие в проводниках свободных электронов - второе ключевое понятие, позволяющее объяснять электрические явления.

(демонстрация фрагмента фильма по ссылке 2 на стр. 1)

Учитель комментирует фильм: В естественном состоянии проводники, как и все остальные тела, нейтральны. Они состоят из положительно заряженных ионов и свободных электронов, причем число их одинаково. Положительные ионы - неподвижны, так как прочно удерживаются силовыми связями атомов вещества, и только свободные электроны могут перемещаться по всему объему проводника.

3. Но в природе кроме нейтральных тел встречаются и тела, имеющие электрический заряд.

Вопрос к классу: Как возникают заряженные тела? ( Возможный ответ: заряженные тела возникают при трении( например: эбонитовая палочка и шерсть), ударах, соприкосновениях).

Мы знаем, что процесс, в результате которого тело из нейтрального становится заряженным называется электризацией. Посмотрим как это происходит при трении (демонстрация фрагмента фильма «Электризация» по ссылке 3 на стр. 1).

Фильм сопровождается комментариями диктора.

По окончании фильма учитель подчеркивает, что при электризации тел заряды не создаются, а только разделяются в результате совершения работы.

Вопрос к классу: Имея заряженное тело А, как можно зарядить нейтральное тело Б?

(Ответ: прикоснувшись

• передать ему электроны, если тело А – отрицательно заряжено, тогда тело Б становиться также отрицательно заряженным,
• забрать электроны , если тело А – положительно заряжено, тогда тело Б становиться положительно заряженным телом).

4. Повторим: как взаимодействуют заряженные тела?

(демонстрация страницы из файла по ссылке 4 на стр. 1)

В этом случае учитель просит учеников прокомментировать изображение опыта.
Комментарий ученика: Из опыта видно, что одноименные заряды отталкиваются, разноименные заряды притягиваются.

III

А теперь, опираясь на рассмотренные физические явления, постарайтесь объяснить результаты опытов, которые я сейчас выполню.

Учителем демонстрируются следующие опыты:

1. К штативу на шелковой нити подвешена легкая гильза из металлической фольги. Поднесем к гильзе отрицательно заряженный шар. Гильза притянется к отрицательно заряженному шару (касание не допускаем). При удалении шара гильза займет прежнее положение;
2. Теперь поднесем к гильзе положительно заряженный шар. Гильза притянется и к положительно заряженному шару (касание опять не допускаем). При удалении шара гильза опять займет прежнее положение;
3. К электрометру подносят отрицательно заряженную эбонитовую палочку, не касаясь. Стрелка прибора отклоняется, что говорит о наличии заряда на электрометре. После того, как убирают заряженную палочку, стрелка возвращается в исходное положение, говоря об отсутствии заряда. Как объяснить полученный результат?
4. К электрометру подносят отрицательно заряженную эбонитовую палочку, не касаясь. Стрелка прибора отклоняется, что говорит о наличии заряда на электрометре. Учитель влажным пальцем касается шара электрометра со стороны, противоположной эбонитовой палочке. После того, как убирают заряженную палочку, стрелка остается отклоненной, что показывает присутствие заряда. (Фактически мы зарядили электрометр не касаясь его заряженной палочкой). Как теперь объяснить полученный результат?

После попыток учащихся дать объяснения опытам, учитель говорит: Как видите, ваших знаний об электрических зарядах, строении атома, проводниках и диэлектриках пока недостаточно, чтобы в полной мере можно было объяснять наблюдаемые электрические явления. Это касается, в том числе, и проведенных опытов.

Правильные ответы на эти вопросы нам поможет дать изучение очень важного физического понятия: «Электрическое поле».

Условно обозначим рисунками, проведенные опыты и вернемся к их объяснению в конце урока. (на стр. 1 нажимает мышкой на место расположения рисунков и они появляются)

IV

Учитель переходит (кнопкой) на стр. 2 и начинает объяснение нового материала по теме «Электрическое поле. Объяснение электрических явлений».

Рассмотрим опыты с султанчмками, подобные тем, которые изучал в 30-е годы 19 века великий английский физик Майкл Фарадей:

1. Зарядим первый султанчик положительным, второй - отрицательным зарядом. В каждом случае легкие листочки радиально располагаются в пространстве вокруг заряженного тела.

   

2.  Рассмотрим взаимодействие одинаково заряженных султанчиков, приблизим их и увидим, как листочки одинаково заряженных султанчиков отталкиваются друг от друга.

   

3. Рассматривая взаимодействие противоположно заряженных султанчиков, увидим, что листочки противоположно заряженных султанчиков притягиваются к друг другу.

   

Главным выводом из этих опытов является то, что электрические заряды взаимодействуют между собой, находясь на расстоянии, т.е не контактируя друг с другом.

Майкл Фарадей впервые высказал мысль о том, что каждый электрический заряд создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд и наоборот.

Теоретическое обоснование реального существования электрических и магнитных полей и скорости их распространения было дано английским физиком Джеймсом Максвеллом в 1864 году.

В результате исследований были установленыглавные свойства электрического поля:

Выполняя опыты и проводя дальнейшие объяснения, учитель работает со стр. 2, добиваясь появления рисунков и текстов нажатием мышкой на место их расположения.

Далее учитель работает со стр. 3.

Графически электрические поля точечных зарядов изображаются при помощи линий расположенных точно также как располагаются листочки султанчиков в рассмотренных опытах (возвращается кнопкой на стр.2, опыт 1).

По действию на электрический заряд устанавливают существование электрического поля, распределение его в пространстве, изучают все его характеристики. Одной из важнейших характеристик поля является электрическая сила.

Так как электрические силы в каждой точке поля действуют в определенном направлении на положительные и отрицательные частицы, то условились

Вопрос учителя к классу: Как будет направлен сила, действующая на положительный заряд, если он помещен в поле положительно заряженного тела,.

(Ответ: Поскольку одноименно заряженные тела отталкиваются, то сила, приложенная к положительному заряду, будет направлена от положительно заряженного тела).

Учитель обобщает вывод: Электрическое поле положительно заряженного тела направлено от заряженного тела, поскольку на положительный заряд в его поле действует электрическая сила, направленная от тела. Это показывают стрелками на силовых линиях поля.

Аналогично делается вывод: Электрическое поле отрицательно заряженного тела направлено к телу, поскольку на положительный заряд в поле отрицательно заряженного тела будет действовать электрическая сила, приложенная к заряду и направленная к отрицательно заряженному телу (противоположно заряженные тела притягиваются).

Далее работа со стр. 4.

Вопрос учителя к классу: Положительный и отрицательный заряды помещены в электрическое поле. Как вы считаете, в каком направлении будут двигаться заряды под действием сил электрического поля?

(Ответ:

• направление электрической силы поля, приложенной к положительному заряду, совпадает с направлением поля, следовательно, под действием сил электрического поля положительный заряд будет двигаться в направлении поля;
• направление электрической силы поля, приложенной к отрицательному заряду противоположно направлению поля, следовательно, под действием сил электрического поля отрицательный заряд будет двигаться в направлении, противоположном направлению поля). (На стр. 4 нажатием мышью на заряды показывается движение каждого относительно силовых линий поля).

Если поместить токопроводящий предмет в электрическое поле, то под действием сил этого поля в движение придут свободные электроны и перейдут на одну сторону предмета, двигаясь в направлении, противоположном полю. Здесь образуется избыток отрицательных зарядов, а на другой стороне проводника останутся неподвижные положительные ионы, их суммарный положительный заряд будет численно равен суммарному заряду переместившихся электронов.

V

А теперь наших знаний достаточно, чтобы объяснить опыты, проведенные в начале в начале урока (возвращается кнопкой к стр. 1). Опыт №1 объясняю я. Для объяснения опытов №2, №3, №4 организуются 3 группы. 1-я , 2-я и 3-я группы объясняют опыты №2, №3 и №4, соответственно. Оценка докладчика по результатам работы группы будет трансформирована на всю группу.

Учитель нажимает мышью на объяснение опыта №1 и демонстрирует фильм объясняющий этот опыт.

После обсуждения в группах представители групп докладывают результаты. Учитель после каждого доклада показывает рисунок, позволяющий объяснить опыт, нажимая мышкой на ссылки: объяснение 2, объяснение 3, объяснение 4.

VI

Оценка деятельности учащихся в группах. Подведение итогов урока:

Сегодня на уроке мы познакомились с понятием «электрического поля» и обобщили свойства тел, которые позволяют более глубоко понимать сущность электрических явлений.

Далее дается оценка работы класса на разных этапах урока, анализируются ответы представителей групп и выставляются оценки.

VII

Домашнее задание:

1. Параграфы № 28, № 30, № 31.
2. Упр. №11 п.1, упр. № 12 п.1, п.2.

Материалы к следующему уроку, для контроля знаний (Приложение 2).