Проект урока по теме Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда

Структурные элементы урока

Деятельность учителя

Ожидаемая (прогнозируемая) деятельность учащихся

I Организационный момент.

Дидактическая задача: подготовить учащихся к работе на уроке.

Взаимное приветствие учителя и учащихся, рапорт дежурного, проверка подготовленности учащихся к уроку, организация внимания.

Все учащиеся до звонка должны находятся на своих рабочих местах, и быть полностью готовыми к уроку.

II Мотивация необходимости изучения электрических явлений.

Дидактическая задача: организовать и направить познавательную деятельность.

Урок начинается с демонстрации видео сюжета «Молния» (продолжительность сюжета 45 секунд).

Вопрос учителя: Как вы думаете, знания, какого раздела физики помогут нам объяснить природу такого явления, как молния?

Речь учителя: Вы правы, так назывался этот раздел при изучении физики 8-го класса и знания, полученные вами при изучении электрических явлений, помогут вам лучше осознать и понять тему «Электродинамика».

Электродинамика - это раздел физики, изучающий электромагнитное взаимодействие заряженных частиц.

В видео сюжете речь шла о движущихся электрических зарядах, но заряды могут находиться в покое, взаимодействуя при этом.

Раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных (статических) электрических зарядов называется электростатикой

К данному уроку вам было задано повторить § 25 -31 8-го класса и § 25 10-го класса. Это поможет нам сформулировать тему урока и лучше понять материал.

(Далее приводятся ожидаемые ответы учащихся)

Ответ учащихся: Этот раздел физики называется «Электричество» или «Электрические явления».

III Актуализация ранее изученных знаний о электрическом заряде, электризации тел, электроскопе, гравитационном взаимодействии.

Дидактическая задача: выявить опорные знания, необходимые для систематизирования и углубления материала по теме урока.

Учитель в беседе с учащимися, используя опорный конспект 8-го класса и контрольные вопросы по электризации тел, выявляет знания учащихся о явлениях электризации, ионизации, электрическом поле, электроне, строении атома, изотопе, проводниках и диэлектриках, о взаимодействие заряженных тел.

Контрольные вопросы:

• Что такое электризация, как она происходит?

• Какие виды зарядов существуют, как они взаимодействуют? ( Демонстрация опыта с воздушными шарами, прилипающими к стене и друг к другу, позволяет напомнить учащимся о видах взаимодействия тел и частиц.)

• Как измерить, разделить и нейтрализовать заряд?

• Как устроен атом, что такое ион и изотоп?

• Как объяснить электризацию тел на основе атомного строения вещества?

• Какие вещества называются проводниками, диэлектриками и почему?

Речь учителя: А теперь вспомним виды взаимодействий между телами и частицами.

Верно. В соответствии иерархией взаимодействий, электрические взаимодействия стоят на втором месте - сразу после сильного ядерного взаимодействия и по величине во много раз превышают гравитационные. О чем свидетельствуют данные таблицы 1.

Так как электрические взаимодействия осуществляются между зарядами, то данные таблицы могут свидетельствовать о том, что заряд подчиняется двум фундаментальным законам: элементарности и сохранения.

Воспроизведение опорных знаний об электрических явлениях с использованием опорного конспекта должны показать учителю готовность учащихся к восприятию нового материала.

Ответ учащихся:

• Гравитационные;

• Электрические;

• Слабые ядерные;

• Сильные ядерные.

IV Формулировка темы урока.

Дидактическая задача:

Подвести учащихся к самостоятельной формулировки темы урока.

Вопрос учителя: Как бы вы сформулировали тему нашего урока? Учитель при необходимости корректирует формулировку темы, а затем фиксирует её на доске.

Тема урока: Электрический заряд. Закон сохранения заряда.

Учащиеся должны сформулировать тему урока.

Учащиеся записывают тему урока в тетрадь.

Электрический заряд. Закон сохранения заряда.

V Выделение элементов знаний, подлежащих изучению.

Дидактическая задача:

Выделить основные знания по теме урока, тем самым, составив план изучения нового материала.

Учитель открывает доску, на которой заранее сформулированы основные вопросы данного урока.

Речь учителя: Перед вами план изучения нового материала на данном уроке:

• Характеристики электрического заряда;

• Способы электризации тел;

• Закон сохранения электрического заряда и границы его применения.

При составлении краткого конспекта урока, вопросы плана возьмите за основу, а также логически изложить материал вам помогут вопросы, которые имеются на всех партах в «Листах опроса».

Учащиеся фиксируют в тетрадях план изучения нового материала.

План:

1. Характеристики электрического заряда;

2. Способы электризации тел;

3. Закон сохранения электрического заряда и границы его применения.

VI Введение новых знаний.

Дидактическая задача:

Систематизировать знания об электрическом заряде, электризации тел, сформулировать закон сохранения заряда.

Введение новых знаний проводится в форме рассказа, в который включены опорные знания по теме, приобретенные учащимися в 8-ом классе. Чтобы сконцентрировать внимание учащихся на объяснение нового материала, учитель дает задание: Составить краткий конспект (по ходу объяснения нового материала), пользуясь планом урока и отвечая на предложенные вопросы в «Листах опроса» (Учитель вопросы не зачитывает.)

Формирование понятия электрический заряд целесообразно дать по аналогии с понятием массы, подобно тому, как о массе судят по силе гравитационного взаимодействия, так и электрический заряд определяется количественно по интенсивности электростатического взаимодействия. При этом уточнить, что массивные тела только притягиваются друг к другу, заряженные тела могут, как притягиваться, так и отталкиваться друг от друга. В природе существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными (это установил французский физик Ш. Дюфе в 1733 г).

Носителями электрических зарядов являются элементарные частицы. Не все элементарные частицы, обладающие массой, несут на себе электрический заряд.

Электрический заряд можно обнаружить с помощью электроскопа или электрометра. Первый электрометр построил профессор Петербургского университета, друг

М.В. Ломоносова Г.Рихман. Электрометр Рихмана обнаружил атмосферное электричество.

Единица измерения заряда - кулон (Кл).

Экспериментально было установлено, что существует минимальная величина электрического заряда, одинаковая по модулю для положительных и отрицательных зарядов, и равная 1,6 · 10^-19 Кл. Наименьшая по массе стабильная элементарная частица, обладающая элементарным электрическим, отрицательным зарядом называется электроном:

e = - 1,6 · 10^-19 Кл, m_e = 9,11 · 10^-31 кг.

Заряд протона положителен и по модулю равен заряду электрона:

p = 1,6 · 10^-19 Кл, m_p = 1,67 · 10^-27 кг.

Электрический заряд дискретен (квантован).

Минимальное различие величин любых зарядов равно e.

Результирующая величина зарядов атома или молекулы складывается из зарядов протонов и электронов, входящих в их состав:

Q = ne, где n - целое число.

В обычном состоянии все тела электрически нейтральны, т. е. число электронов в них равняется числу протонов. Нейтрален атом любого вещества. Если нарушить каким то образом нейтральность тела, то оно становится наэлектризованным. Отрицательный или положительный заряд тела обуславливается избытком или недостатком электронов.

Электризация - процесс получения электрически заряженных тел из электронейтральных.

(Далее учитель демонстрирует и объясняет некоторые способы электризации тел.)

Способы электризации:

• Электризация при трении (Опыт: натирание эбонитовой палочки о шерсть и бумагу); Причина возникновения явления электризации в различии энергии связи электрона с атомом во взаимодействующих веществах (Смотри стр. 354 учебника «Энергия электронов с атомами вещества»).

Следовательно, одно и тоже вещество при

трение с различными веществами может

получить заряд разного знака.

• Электризация при тесном сближении тел (Опыт: резко ударить резиновым шлангом о какой-нибудь массивный предмет, а затем поднесем шланг к стержню электроскопа.)

• Электризация при соприкосновении заряженного тела с незаряженным.

• (Опыт, который предлагается выполнить всем учащимся: провести несколько раз расческой по сухим волосам и поднести её к мелким кусочкам бумаги.)

• Электризация под действием света;

• Электризация через влияние;

• Электризация химическим путем.

Электризация может быть полезной, а может быть и вредной, этот материал будет дан для самостоятельного изучения дома.

В процессе электризации заряженные частицы вновь не возникают и не исчезают, а перераспределяются между телами в результате перехода части электронов с одного тела на другое. Такое возможно только в электрически изолированной системе.

Электрически изолированная система тел - это система тел, через границу которой не проникают заряды.

Следовательно, в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов остается всех частиц остается постоянной. Сумма зарядов остается постоянной и в том случае, когда элементарные частицы превращаются друг в друга, рождаются и исчезают, давая жизнь новым частицам. Это и есть закон сохранения электрических зарядов.

Алгебраическая сумма электрических зарядов в замкнутой системе остается неизменной при любых процессах, происходящих в этой системе.

g₁+g₂+…+g_n= const

Закон сохранения заряда выполняется, если:

• Электроизолированную систему образуют электронейтральные тела;

• Электроизолированную систему образуют заряженные тела;

• Система отсчета инерциальная, т.е. величина электрического заряда не зависит от скорости носителя заряда.

Отвечая на вопросы «Листа опроса», учащиеся получают краткий конспект по изучаемому материалу.

Учащиеся знакомятся с предложенными вопросами и по ходу объяснения должны ответить на них.

Вопрос 1. Как бы вы сформулировали определение электрического заряда?

Ответ: Электрический заряд - это скалярная физическая величина, количественно характеризующая электромагнитные взаимодействия с другими заряженными частицами.

Вопрос 2. Какое открытие сделал французский физик Ш. Дюфе?

Ответ: Различают два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.

Вопрос 3: Самостоятелен ли электрический заряд?

Ответ: Не существует электрического заряда без частицы, но существует частица без электрического заряда.

Вопрос 4. Как можно обнаружить электрический заряд?

Ответ: Заряд можно обнаружить с помощью электроскопа или электрометра.

Вопрос 5. В каких единицах измеряется электрический заряд?

Ответ: Электрический заряд измеряется в кулонах.

Вопрос 6. Существует ли минимальная порция электрического заряда?

Ответ: Существует минимальная порция электрического заряда, называемая элементарным электрическим зарядом (его нельзя ни уменьшить, ни разделить на части).

e = - 1,6 · 10^-19 Кл, m_e = 9,11 · 10^-31 кг.

p = 1,6 · 10^-19 Кл, m_p = 1,67 · 10^-27 кг.

Вопрос 7. Что вы знаете о дискретности электрического заряда?

Ответ: Электрический заряд дискретен, т. е. является комбинацией других элементарных частиц - кварков u и d с зарядами +e и -e.

Вопрос 8. Из чего складывается заряд макроскопического тела?

Ответ: Электрический заряд макроскопического тела равен алгебраической сумме электрических зарядов всех частиц тела.

Q = ne, где n - целое число

Вопрос 9. Как называется процесс получения заряженного тела из электронейтрального?

Ответ: Электризация - процесс получения электрически заряженных тел из электронейтральных.

Способы электризации

Электризация при трении

Электризация при тесном сближении тел

Электризация при соприкосновении заряженного тела с незаряженным

Электризация под действием света

Электризация через влияние

Электризация химическим путемВопрос 10. Запишите способы электризации тел в виде схемы.

Вопрос 11. Существуют ли электрически изолированные системы и что это такое?

Ответ: Электрически изолированная система тел - это система тел, через границу которой не проникают заряды.

Вопрос 12. Какой закон выполняется в электрически изолированной системе?

Ответ: В электрически изолированной (замкнутой) системе выполняется один из фундаментальных законов физики - закон сохранения электрического заряда.

Алгебраическая сумма электрических зарядов в замкнутой системе остается неизменной при любых процессах, происходящих в этой системе.

g₁+g₂+…+g_n= const

Вопрос 13. Перечислите условия применения закона сохранения электрического заряда.

Ответ: Закон сохранения заряда выполняется, если:

• Электроизолированную систему образуют электронейтральные тела;

• Электроизолированную систему образуют заряженные тела;

• Система отсчета инерциальная, т.е. величина электрического заряда не зависит от скорости носителя заряда.

VII Первичная проверка понимания нового учебного материала.

Дидактическая задача:

Установить осознанность усвоения нового учебного материала.

Речь учителя: Давайте проверим, как вы ответили на вопросы.

Проходит краткое обсуждение и корректировка при необходимости.

Выполните задание: Используя схему учебника стр. 354 «Энергия связи электронов с атомами вещества» заполните карандашом таблицу на «Листе опроса», а затем листы сдайте.

После выполнения задания таблица проектируется на экран для самоконтроля учащихся.

Учащиеся должны зачитать свои ответы, занесенные в конспект, а затем заполнить и сдать таблицу.

Электризуются при трении о

Орг- стекло

Рези-

ну

Поли-

этилен

Бума-гу

Кап-рон

Оргстекло

0

+

+

-

-

Резина

-

0

-

-

-

полиэтилен

-

+

0

-

-

Бумага

+

+

+

0

-

Капрон

+

+

+

+

0