Урок физики в 10-м классе "Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда"

Цели:

• обоснование необходимости введения новой физической величины – электрического заряда;
• формулирование закона сохранения электрического заряда.

Задачи:

• познакомить учащихся с новым разделом курса физики 10 класса – электродинамикой и одним из её разделов - электростатикой;
• способствовать развитию навыков учащихся в самостоятельном приобретении информации, в умении выделять главную мысль;
• добиться усвоения учащимися формулировки закона сохранения электрического заряда;
• продолжить формирование: умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала из курса физики 8 класса, навыков поисковой познавательной деятельности, способности к самоанализу;
• формировать умение применять полученные знания на практике при проведении самостоятельных исследований, выполняя экспериментальную работу;
• формировать у учащихся умение анализировать электрическое взаимодействие заряженных тел; умение выделять признаки явления, по которым оно обнаруживается; указывать условия, при которых происходит рассматриваемое явление; объяснять примеры использования явления; 
• продолжить формирование эстетического вкуса учащихся через демонстрацию и наглядность, вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету, используя дополнительный материал (федеральные информационные ресурсы, учебно-познавательную литературу издательства «Просвещение» серии «Твой кругозор»).

Оборудование и программное обеспечение:

• АРМ учителя, мультимедийный проектор, наличие программ
• Кусочки бумаги, эбонитовая и стеклянная палочки, два электростатических маятника, бумажные гильзы, два электрометра с принадлежностями, набор для проведения исследования.
• Видео фрагмент Два знака заряда.аvi
• Флеш-ролики: Взаимодействие заряженных тел; закрепление
• Презентация к уроку «Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда».

Подготовка к уроку учащихся:

• Сообщение учащегося «”Любовь” Максвелла на всю жизнь…» из книги В.П.Карцева «Приключения великих уравнений» (стр. 90-91)
• Сообщение учащегося «Гильберт и электричество» из книги В.П.Карцева «Приключения великих уравнений» (стр. 48).

План урока

1. Оргмомент
2. Актуализация знаний
3. Изучение нового материала
4. Закрепление пройденного материала
5. Экспериментальная работа
6. Домашнее задание
7. Подведение итогов урока. Рефлексия

Ход урока

1. Организационный этап (1 мин)

2. Актуализация знаний (5 мин)

Учитель:

Как наша прожила б планета,
Как люди жили бы на ней
Без теплоты, магнита, света
И электрических лучей?

Сегодня велика потребность человека в энергии, которую мы все называем электрической, так как наша жизнь немыслима без телевидения, современных средств связи, радиотехники и т.д. А в основе всего, что связано электроэнергией, лежат законы электродинамики – теории электромагнитного взаимодействия в макротелах.

Сообщение  учащегося «”Любовь” Максвелла на всю жизнь…» из книги В.П.Карцева «Приключения великих уравнений» (стр. 90-91)

Учитель: Сегодня мы начнём знакомство с одним из разделов электродинамики – электростатикой. Объявление темы и цели урока. Слайд 1, 2.

Изучение нового материала. (17 мин)

Опыт 1. Проводит учащийся. Слайд 3.

Оборудование: лёгкая бумажная гильза, подвешенная на штативе; эбонитовая и стеклянная палочки, шерстяное сукно, кусок меха. (рис. 1)

Рис. 1

Задание1.  Натереть стеклянную палочку о шерстяное сукно и прикоснуться к гильзе. Снова приближать палочку к гильзе. Прокомментировать созерцаемое.

Задание 2. Повторить подобный эксперимент с эбонитовой палочкой. Сделать вывод.

Вывод: В результате трения и стеклянная и эбонитовая палочки наэлектризовались и начали взаимодействовать (притягиваться и отталкиваться), т.е. приобрели электрический заряд. Путём соприкосновения с палочками электрический заряд получила бумажная гильза.

Учитель. Материал для записи в тетрадь учащихся. 1. Понятие электрического заряда. 2. Буквенное обозначение электрического заряда. 3. Единица электрического заряда в Международной системе единиц. Слайд 4.

Учитель. Демонстрация видеофрагмента. Слайд 5.

Учитель. Исторический факт. Отрывок из книги В.П. Карцева «Приключения великих уравнений» (стр. 54-55).

Учитель. Материал для записи в тетрадь учащихся. 1. Носителями электрического заряда могут быть: атомы, молекулы, макроскопические тела. 2. Наименьший электрический заряд имеют элементарные частицы: протон и электрон. Слайд 6.

Учитель. Исторический факт. Учебник физики 9 класса. Стр. 82. Термин «электрон». Слайд. 7.

Учитель. Работа с таблицей 4. Учебник стр. 82. Фронтальная игра. Найди ошибку на доске. Пояснение к заданию. Распределить характеристики согласно элементарным частицам: протону и электрону. Щелкнуть на доске те карточки, которые, по вашему мнению, расположены не правильно, если щелчок верный, значит карточка встанет на своё место, если неверный, карточка начнёт «щуриться». Слайд 8.

Сообщение учащегося «Гильберт и электричество» из книги В.П.Карцева «Приключения великих уравнений» (стр. 48).

Учитель работа с таблицей 5. Учебник физики 9 класса. Стр. 83.

Учащиеся. Работа с учебником стр. 84. Заполнение таблицы в тетради. Слайд 9.

Учёт электризации на практике: плюсы и минусы (образец заполнения)

Пример электризации трением	Описание	Плюс	Минус
Электризация трением
Электризация синтетических тканей	Снимая нейлоновую рубашку при сухом воздухе, можно слышать потрескивание		-
Электризация пряжи на фабрике	1.Нити пряжи в результате трения льнут к веретенам и рвутся. 2.Пряжа притягивает пыль и загрязняется.		-
Электризация бумаги в типографии	При разматывании больших рулонов бумаги в типографии наблюдается электризация и между руками и бумагой может возникнуть электрический разряд, поэтому рабочие надевают резиновые перчатки.		-
Электризации корпуса машины при движении	В процессе движения корпус машины электризуется трением о воздух и при трении шин об асфальт при сухой погоде, поэтому сзади машины (особенно цистерн с горючим) прикрепляют металлические цепи, волочащиеся по земле или эластичные ленты из проводящей резины		-
Дактилоскопический метод (от греч. daktylos – палец, skopeo – смотрю)	Идентификация личности производится дактилоскопическим методом. Можно получить дактилоскопический отпечаток, поскольку при соприкосновении пальцев, например, с купюрой, на ней остаются мельчайшие положительно заряженные частицы белка.	+
Применение аэрозолей в медицине	Лекарственные вещества в виде очень маленьких заряженных капелек. При вдохе лекарственные вещества проникают в лёгкие человека вплоть до мельчайших лёгочных ячеек – альвеол.	+
Другие способы электризации
Получение ксерокопий	Электризация при облучении используется в современных копировальных установках	+

Учитель. Опыт 2. Взаимодействие заряженных тел.

Оборудование: две станиолевые гильзы на штативах; эбонитовая и стеклянная палочки, шерстяное сукно, кусок меха. (Рис. 2)

Рис. 2

Наблюдаемые результаты. Слайд 10:

1 эпизод. Гильзы не заряжены.  Подносят их друг к другу и наблюдают за их поведением. Гильзы остаются в равновесии. (Рис. 3.)

2 эпизод. Гильзы заряжают одну от стеклянной палочки, потертой о шерсть, а другую от эбонитовой, потёртой о мех. Подносят их друг к другу и наблюдают за их поведением. Гильзы притягиваются. (Рис. 4.)

3 эпизод. Гильзы заряжают одну от стеклянной палочки. Подносят их друг и наблюдают за их поведением. Гильзы отталкиваются. (Рис. 5.)

Задание учащимся. Сделать вывод о взаимодействии заряженных тел в 3-х просмотренных эпизодах.

Выводы учащихся и запись их в тетрадь. Слайд 11:

1. Тела,  имеющие заряды разного знак, притягиваются.
2. Тела,  имеющие заряды одного знака, отталкиваются.

Учитель. Объяснение устройства и принципа действия электрометра. (Рис. 6)

Рис. 6

Электрометр - прибор для обнаружения электрического заряда.

Учитель. Опыт 3. Проводит учащийся. Слайд 14.

Оборудование: 2 электрометра; разрядник. (Рис. 8)

Рис. 8

Задание 1. Зарядить один электрометр от стеклянной палочки.

Задание 2. Соединить электрометры разрядником на изолирующей ручке (стр. 86 учебника, посмотреть сноски 1 и 2).

• Какие тела называют проводниками электричества?
• Какие тела называют диэлектриками? 

Сделать вывод о том, что произошло с зарядом первого электрометра.

Предполагаемый ответ учащегося. Заряд первого электрометра поделился пополам.

Задание 3. Повторить опыт, сняв с одного электрометра заряд. Сделать вывод: что наблюдаете?

Предполагаемый ответ учащегося. Заряд электрометра снова поделился пополам.

Вопрос к учащимся. Что произойдёт при многократном повторении этого эксперимента?

Предполагаемый ответ учащихся. Заряд электрометра всё время будет делиться пополам до тех пор, пока полученный заряд не станет мал настолько, что его нельзя будет наблюдать невооружённым глазом.

Учитель задаёт вопрос. Можно делить электрический заряд бесконечно? Ответ можно найти в учебнике на стр. 86.

Предполагаемый ответ учащихся. Существует элементарный электрический заряд, который имеет частица – электрон. Любой другой заряд кратен заряду электрона: q = ne.

Где n – целое число, е – модуль заряда электрона.

Учащиеся. Запись в тетрадь. Слайд 15.

Учитель. Демонстрация флеш-ролика «Взаимодействие заряженных тел» (запуск ролика щелчком по рисунку) Слайд 16.

Учащиеся записывают закон в тетрадь с доски.

1. Понятие замкнутой системы зарядов.

2. Формулировка закона сохранения электрического заряда

4. Закрепление пройденного материала (5 мин)

Подборка задач в электронном варианте, представленная файлом Закрепление.swf. Слайд 17.

5. Экспериментальная работа (15 мин). Исследование электризации различных тел

Работа по учебнику стр. 88. Оформление работы в тетради в соответствии с требованиями оформления экспериментальных работ.

Цель работы: определить знаки зарядов различных тел при электризации трением.

Приборы и материалы: цилиндрик из пенопласта диаметром 5 мм и длиной 50 мм, подвешенный на нити к лапке штатива, линейка измерительная (из оргстекла), полоска резиновая размером 30 *300 мм, кусок капроновой ткани.

Ход работы

1. Наэлектризуйте линейку из оргстёкла и резиновую полоску. С помощью таблицы 5 определите, как они заряжены.
2. Часть заряда с линейки передайте пенопластовому цилиндрику, висящему на нити.
3. Заряженную линейку и резиновую полоску поочередно поднесите к положительно заряженному пенопластовому цилиндрику, не касаясь его. Как взаимодействуют цилиндрик и линейка? Как взаимодействуют цилиндрик и резиновая полоска?
4. Повторите опыты с полиэтиленом, бумагой, капроном.
5. Результаты опытов запишите в таблицу (поставьте знак «+», «–» или «О»).

Электризуемое вещество	Приобретаемый заряд при трении
	об оргстекло	о резину	о полиэтилен	о бумагу	о капрон
Оргстекло
Резина
Полиэтилен
Бумага
Капрон

6. Домашнее задание (1 мин)

Слайд 20.

§ 18, вопросы устно 11, 12 (стр. 88) к § 18.

Задание 2 стр. 88 устно.

Подготовить 2 индивидуальных сообщения из книги В.П.Карцева «Приключения великих уравнений» по темам:

1. «Шарль Огюстен Кулон в начале научной деятельности», ( стр. 92).
2. «Генри Кавендиш. Неопубликованные рукописи», (стр. 94).

7. Подведение итогов урока. Рефлексия. (1 мин)

Слайд 21.

 Постройте предложения по схеме, характеризующее ваше состояние на уроке.

1. Своей работой на уроке я…… доволен / не доволен
2. Урок для меня показался …….. коротким / длинным
3. За урок я ……………не устал / устал
4. Мое настроение…………. стало лучше / стало хуже
5. Материал урока мне был …………понятен / не понятен……. полезен / бесполезен…… интересен / скучен ……легким / трудным
6. Домашнее задание мне кажется……… интересным/ не интересным

Информационные источники

1. Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов http://fcior.edu.ru/
2. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов http://school-collection.edu.ru
3. Приключения великих уравнений: [для ст. шк. возраста]/ В.П.Карцев; ил. А.Ф.Карпова. – М.: Просвещение, 2007.
4. Физика: механика (продолжение), электродинамика, атом и атомное ядро с основами общ. астрономии: учеб. Для 9 кл. общеобразоват. Учреждений/ А.А.Фадеева, А.В.Засов, Д.Ф.Киселёв; под ред. А.А.Фадеевой. – М.: Просвещение, 2005.