Электроскоп. Электрическое поле - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок общеметодологической направленности.

Используемые технологии: здоровьесбережения, информационно-коммуникационные, уровневой дифференциации, групповые.

Цели: познакомить учащихся с устройством и принципом работы электроскопа; дать представление об электрическом поле и его свойствах.

Формируемые УУД: предметные: научиться объяснять явление электризации на основании представлений о действии поля на заряженные тела; находить взаимосвязь явлений и их причинную обусловленность; объяснять назначение, принцип действия и устройство электроскопа; метапредметные: выражать с достаточной полнотой и точностью свои мысли; рационально планировать свою работу; добывать недостающую информацию с помощью вопросов; осознавать себя как движущую силу своего научения, свою способность к преодолению препятствий и самокоррекции; выделять существенные характеристики объекта и классифицировать их; личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.

Приборы и материалы: электроскоп, стеклянные и эбонитовые палочки, шелк, сукно, гильза бумажная на шелковой нити, подвешенная на штативе, линейка измерительная из оргстекла, полоска резиновая размером 30 х 300 мм, пленка полиэтиленовая размером 30 х 300 мм, полоска бумажная размером 30 х 300 мм, кусок капроновой ткани, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие. Учитель проводит инструктаж по технике безопасности при работе со стеклянным оборудованием.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель проводит опрос-беседу по вопросам и заданиям учебника, задает дополнительные вопросы.)

Дополнительные вопросы

— Какие два типа зарядов существуют в природе? Как их называют и обозначают?

— Как взаимодействуют между собой тела, имеющие одноименные заряды? Приведите примеры.

— Как взаимодействуют между собой тела, имеющие разноименные заряды? Приведите примеры.

— Может ли одно и то же тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно?

— Можно ли при электризации трением зарядить только одно из соприкасающихся тел? Ответ обоснуйте.

— Можно ли говорить: “При трении создаются заряды”? Ответ обоснуйте.

(Ученики записывают на доске решение домашней экспериментальной задачи.)

III. Изучение нового материала

(Ученики выполняют практическую работу “Электризация тел. Устройство и принцип работы электроскопа”.)

Порядок выполнения практической работы

1. Наэлектризуйте друг о друга (трением, прижатием, ударами) линейку из оргстекла и резиновую полоску (оргстекло при взаимодействии с резиной заряжается положительно).

2. Зарядите бумажную гильзу, висящую на нити, при помощи заряженной линейки.

3. Подносите заряженные линейку и резиновую полоску поочередно к заряженной гильзе, не касаясь ее, и наблюдайте их взаимодействие. Какими зарядами заряжены гильза и резиновая полоска?

4. Определите с помощью заряженной гильзы знаки зарядов у предложенных вам тел после их электризации друг о друга. Результаты опытов занесите в таблицу.

Электризуемые тела	С оргстеклом	С резиной	С полиэтиленом	С бумагой	С капроном
Оргстекло		+
Резина	-
Полиэтилен
Бумага
Капрон

5. Рассмотрите прибор, изображенный на рисунке 6. Он называется — электроскоп. В нем через пластмассовую пробку в металлической оправе проходит металлический стержень, наверху которого — металлический шарик, а на другом конце — два листика тонкой бумаги. Оправа с двух сторон закрыта стеклом. С помощью электроскопа можно определить наличие заряда у какого-либо тела. При поднесении заряженного тела к шарику электроскопа его лепестки расходятся в разные стороны.

— Из-за чего это происходит?

— Будет ли влиять на угол расхождения лепестков величина заряда?

— Можно ли с помощью электроскопа определить знак заряда?

(После выполнения практической работы учитель рассказывает о принципе работы электроскопа: демонстрирует расхождение его листочков под влиянием тел, имеющих различные знаки заряда. Затем рассказывает о более совершенном приборе — электрометре. Демонстрирует принцип работы: легкая металлическая стрелка заряжается от металлического стержня, отталкиваясь от него на тем больший угол, чем больше они заряжены.)

(При отсутствии оборудования учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 56 “Электроскоп” из электронного приложения к учебнику.)

(Ученики отвечают на вопросы по проделанной практической работе.)

— Могут ли заряженные тела взаимодействовать на расстоянии?

— Как зависит сила их взаимодействия от расстояния между ними?

Механическое действие тел друг на друга происходит или при непосредственном соприкосновении тел, или при наличии между ними какого-либо материального посредника. Заряженные тела действуют друг на друга, хотя на первый взгляд нет никакого посредника между ними (воздух таким посредником быть не может, так как электрическое взаимодействие происходит и в вакууме).

Согласно учению английских физиков Майкла Фарадея и Джеймса Клерка Максвелла, вокруг заряженных тел существует среда, посредством которой и осуществляется электрическое взаимодействие. Пространство, окружающее один заряд, воздействует на пространство, окружающее другой заряд, и наоборот. Посредником в этом взаимодействии и является электрическое поле.

Электрическое поле — форма материи, посредством которой осуществляется электрическое взаимодействие заряженных тел, оно окружает любое заряженное тело и проявляет себя по действию на заряженное тело.

Главное свойство электрического поля заключается в его способности действовать на электрические заряды с некоторой силой. Силу, с которой электрическое поле действует на внесенный в него электрический заряд, называют электрической силой.

Направление сил, действующих в электрическом поле, зависит от знака заряда тела, вокруг которого существует поле, их значение — от расстояния рассматриваемой точки до заряженного тела.

(Учитель проводит демонстрацию опытов.)

Демонстрация 1. Опыты с султанами.

Демонстрация 2. Спектры электрического поля, возникающего вокруг заряженных тел.

IV. Закрепление изученного материала

(Ученики решают качественные задачи.)

Качественные задачи

1. Чем отличается пространство, окружающее заряженное тело, от пространства, окружающего незаряженное тело?

2. Как можно обнаружить электрическое поле?

3. Что общего между гравитационным и электрическим взаимодействием? Каковы наиболее заметные отличия?

4. Достаточно ли просто коснуться шарика электроскопа заряженной эбонитовой палочкой, чтобы стрелка электроскопа заметно отклонилась?

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала с помощью таблицы, содержащей названия основных этапов урока.)

Критерии оценивания:

1 балл — я не знаю, не понимаю, не умею, не справляюсь.

2 балла — я знаю, понимаю, умею, справляюсь, но не всегда.

3 балла — я знаю, понимаю, умею, справляюсь со всем.

Этап урока	Проверка домашнего задания	Решение устных задач	Изучение нового материала	Устный опрос	Работа с текстом	Домашнее задание на следующий урок
Баллы

Домашнее задание

1. § 26, 27 учебника, вопросы к параграфам.

2. Выполнить упр. 19 на с. 82 учебника.

3. Сборник задач В.И. Лукашика, Е.В. Ивановой: № 1187, 1201, 1205.

Дополнительный материал

Майкл Фарадей (1791—1867)

Майкл Фарадей родился в предместье Лондона в семье кузнеца. Майкл получил только начальное образование и с 13 лет работал переплетчиком в книжной лавке. Именно там он развил свои знания путем систематического самообразования, читая книги, которые переплетал.

Однажды Майкл Фарадей посетил одну из лекций Хемфри Деви, великого английского физика, изобретателя безопасной лампы для шахтеров. Фарадей сделал подробную запись лекции, переплел ее и послал Деви. Тот был настолько поражен, что предложил Фарадею работать у него секретарем. Вскоре Деви отправился в путешествие по Европе и взял с собой Фарадея.

Вернувшись в Лондон в 1815 г., Фарадей начал работать ассистентом в одной из лабораторий Королевского института в Лондоне. А в 1825 г. он сменил Деви на посту директора лаборатории.

В здании института Фарадей прожил всю свою жизнь, замкнуто и скромно. Когда в 1835 г. друзья выхлопотали ему государственную пенсию, он отказался ее принять. Только после того, как к нему обратился министр финансов Англии лорд Мельбурн, Фарадей изменил свое решение.

Основные работы Фарадея связаны с электричеством и магнетизмом. Намотав в виде спирали проволоку на кусок железа, он доказал, что при прохождении через нее электричества железо превращается в магнит. Затем Фарадей удалил железо и выяснил, что магнитные свойства спирали не изменились. Этот прибор был назван им электромагнитом.

Джеймс Клерк Максвелл (1831—1879)

Джеймс Клерк Максвелл родился в Эдинбурге в семье шотландского дворянина. Он получил образование в Эдинбургском и Кембриджском университетах. В 1860 г. Максвелл стал профессором Лондонского университета, где основал первую в Англии специально оборудованную физическую лабораторию.

В 1860 г. Максвелл был избран членом Лондонского Королевского общества Академии наук Англии. Одну из своих ранних научных работ — исследование об овальных кривых — Максвелл написал еще в 15 лет. Будучи студентом Эдинбургского университета, он сделал в Эдинбургском Королевском обществе Академии наук Шотландии доклад о равновесии упругих тел, доказал теорему, известную ныне в теории упругости и сопротивления материалов как теорема Максвелла.

В 1855 г. Максвелл провел ряд исследований по теории цветового зрения. В том же году он начал исследование “О Фарадеевых силовых линиях”, которое продолжал, по существу, в течение всей своей жизни. “Я старался, — писал Максвелл, — представить математические идеи в наглядной форме, пользуясь системами линий или поверхности, а не употреблял только символы, которые и не особенно пригодны для изложения взглядов Фарадея и не вполне соответствуют природе объясняемых явлений”. И далее: “Электромагнитное поле — это та часть пространства, которая содержит в себе и окружает тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии”. Таково первое в истории физики определение электромагнитного поля.

Фарадей начал разработку идеи. Максвелл блестяще завершил ее, создав теорию электромагнетизма. Дальнейшее развитие этой теории привело Максвелла к выводу об электромагнитной природе света. Максвелл выразил законы электромагнитного поля в виде системы четырех дифференциальных уравнений, которые легли в основу электродинамики.

Максвелл, пользуясь методами математической статистики, сформулировал в кинетической теории газа закон распределения молекул идеального газа по скоростям. Выполнил также ряд крупных работ по оптике, теории упругости, молекулярной физике.