Конспект урока по физике "Электрические явления в природе"

8 класс. Электрические явления в природе.  Электрические явления в природе. • Цель урока: Образовательная: знакомство с новым материалом, продолжение работы по формированию  навыков (анализ источников информации, экспериментальная  работа, работа в группе), закрепление знаний и умений. • Воспитательная:  воспитание   мировоззренческих  понятий   (причинно­следственные связи в окружающем мире, познаваемость мира), нравственное воспитание (любовь к природе, товарищеская взаимовыручка, этика групповой работы). •Развивающая:  развитие       навыков       и       умений  (классифицировать   и   обобщать, составлять   схемы,  формулировать  выводы),  самостоятельности   мышления   и   интеллекта, грамотной устной речи, навыков практической работы. Оборудование:   «Строение   кожи», «Геомагнитное   поле»),   омметр,   провода   соединительные,   платок,   вода,   3­4   батарейки,  схемы  («Электрические   органы  рыб», вольтметр, видеофильм «Молния», телевизор или компьютер с презентацией и видеороликом. Ход урока. Природа   ­   это   книга,   которую   надо   прочитать   и правильно   понять,   ошибочное   понимание   приносит большой вред. Явления природы своим величием зачастую приводят человека в ужас; он чувствует себя ничтожным, когда   перед   его   глазами   выступает   такая   сила,   такая мощь, такое зрелище, перед которыми бледнеют сила не только одного человека, но и всего человечества. М. Налбандян Природа   ­   вечно   изменчивое   облако;   никогда   не оставаясь   одной   и   той   же,   она   всегда   остаётся   самой собой. Р. Эмерсон Нравственное   воздействие   природы   на  любого человека измеряется правдой, которую она ему открыла. Р. Эмерсон Тот,   кто   изучает   природу   не   через   идею  любви, никогда не познает ее законов. 1 8 класс. Электрические явления в природе.  1. Организационный этап  Ф.Шлегель Учитель разъясняет цели и задачи урока, организует формирование групп (по желанию), раздаёт рабочий материал. 2. Активизация  «Блицопрос». Учитель задает первый вопрос, а ответившая первой группа задает вопрос, следующей и т.д. За каждый правильный ответ группа получает жетон. Жетонами поощряются также отдельные учащиеся и группы целиком за активность, оригинальные идеи, объяснения (личный жетон ­ красного цвета, групповой ­ оранжевого). Набравшие наибольшее количество жетонов ученик и группа (все члены), получают отметку «отлично». 1.  Какая из проволок ­ алюминиевая или стальная ­ имеет большее сопротивление, если   массы   и  площади поперечных  сечений этих проволок  одинаковы?  (Ответ.  Стальная, Rc/Ra  =   1,538,   т.к.   удельное   сопротивлении   стали   0,12   мкОм∙м,   алюминия  0,028   мкОм∙м; плотность стали 7800 кг/м3, алюминия 2800 кг/м3.) 2. Металлическому шарику сообщают положительный заряд. Как изменяется его масса? (Ответ. Уменьшается.) 3. Могут ли провода одной длины, но из разных материалов,  иметь одинаковые сопро­ тивления? (Ответ. Да, если у них будут соответствующие площади.) 4. Стены   наших   квартир,  домов,   классов   «увиты»   электрическими   проводами. Предложите способы обнаружения этих проводов. Какие приборы вам понадобятся? «Составь формулу». Ребятам раздаются квадратики с обозначением физических величин и алгебраических   действий.   За  одну   минуту   из   этих   карточек  нужно   составить   формулы.   За каждую формулу команда получает жетон. Для проверки на  доске вывешиваются правильные формулы.  «Поставь на  место».  Ребятам раздаются  карточки, из которых они должны составить правильные строчки. За каждую строчку ­ жетон. Верная версия потом показывается на доске либо на дисплее.  2 8 класс. Электрические явления в природе.  Сопротивление Работа Сила тока Мощность Заряд Напряжение Сопротивление Работа Сила тока Мощность Заряд Напряжение 2 кДж 0,2 А 0,2 МВт 20 000 Ом 200 мА 200 000 Вт 200 мкКл 200 В 0,2 кВ 2 000 Дж 0,02 МОм 0,0002 Кл 0,02 МОм 20 000 Ом 2 кДж 2 000 Дж 200 мА 0,2 А 0,2 МВт 200 000 Вт 200 мкКл 0,0002 Кл 0,2 кВ 200 В 3. Решение и обсуждение задачи  •   Электрические   рыбы.  Первыми   объектами,   свидетельствующими   о   наличии  элект­ рических явлений в живой природе, были рыбы. Еще древние римляне знали, как электрические скаты добывают себе пищу: они не гоняются за добычей, не сидят в засаде, но у  крабов или осьминогов,   оказавшихся   рядом  со   спокойно   плывущими   в   воде   скатами,   начинаются конвульсии,   и   они   гибнут   от   электрического   разряда.   Очевидно,   скаты  являются  «живыми электростанциями».  Уже тогда  возникла идея  использования  разряда электрических  рыб   как лечебного средства. Из русских летописей XIV в. видно, что это удивительное исцеляющее сред­ ство   было   известно   и   русским.   Рассказывают  о   диковинных   рыбках,   своим   касанием   вызы­ вающих лечебное действие. Наблюдения  показали,  что многие рыбы имеют особые электрические органы, своего рода «батареи», вырабатывающие  большое напряжение.  Так,  гигантский электрический  скат создает напряжение (в разряде) 50­60 В, нильский  электрический сом ­ 350 В, а угорь электрофорус ­ свыше 500 В! Удивительным является то обстоятельство, что на тело самой рыбы это высокое напряжение никакого действия не оказывает. Вот где тайны электризации! Электрические органы состоят из мышц, которые потеряли способность к сокращениям: мышечная ткань служит проводником, а соединительная ­ изолятором. К органу идут нервы от   спинного   мозга,   а   в   целом   он   представляет   собой  мелкопластинчатую  структуру   из чередующихся элементов, образующих колонку. Такие органы расположены вдоль всего тела. 3 8 класс. Электрические явления в природе.  Например, у угря каждый электрический орган содержит около 70 колонок, а каждая колонка ­ от б до 10 тыс. последовательно  соединённых элементов. У взрослых особей на эти  органы приходится около 40% всей массы тела. Задача. Определите напряжение на одном электрическом элементе в теле угря, если элек­ трический орган создаёт напряжение 500 В. Сначала попробуем решить  экспериментальную задачу. На  парте у вас находятся 3­4 батарейки, соединительные провода, вольтметр. Перед вами  схема   соединения   электрических   элементов   угря.   Используя предложенные   источники   тока, напряжения   па   одном   элементе,  выведите   формулы   для   расчета  рассчитайте   его   и   проверьте экспериментально.   Потом  приступайте   к   вычислению   напряжения   на электрическом элементе угря. (Ответ. 0,05 В.) 4. Экспериментальная задача  •   Живые   ткани.  Электрическое   сопротивление   отдельных   участков   тканей   зависит преимущественно от сопротивления слоя кожи. Через кожу ток проходит главным образом по каналам   потовых   и   отчасти  сальных   желез.   Сила   тока   зависит   от   толщины   и   состояния поверхностного слоя кожи. Рассмотрим строение кожи. Кожа ­ наружный покров тела площадью около 2 м2. Кожа состоит из трёх основных слоев. Наружный слой ­ эпидермис ­ образован многослойной эпителиальной тканью, которая постоянно слущивается и обновляется за счёт размножения более глубоко расположенных клеток. Под слоем эпидермиса расположен слой соединительной ткани ­  дерма.  Здесь находятся многочисленные рецепторы, сальные и потовые железы, корни волос, кровеносные и лимфатические сосуды. Самый глубокий слой ­  подкожная клетчатка  ­ образован  жировой тканью, которая служит «подушкой» для внутренних органов, изолирующим слоем, ^складом» питательных веществ и энергии. Основная   функция   кожи   ­   защитная   (предохранение   от   механических   воздействий, воспрепятствование попаданию в организм посторонних веществ, болезнетворных микробов). Электрическое   сопротивление   человеческого   тела   определяется   в   основном сопротивлением поверхностного рогового слоя кожи ­ эпидермиса. Тонкая, нежная и особенно покрытая   потом   или   увлажнённая  кожа,   а   также   кожа   с   поврежденным   наружным   слоем эпидермиса хорошо проводит электрический  ток.  Сухая, огрубевшая  кожа является  плохим 4 8 класс. Электрические явления в природе.  проводником. В зависимости от состояния кожи и пути тока, а также приложенного напряжения сопротивление тела человека составляет от 0,5 до 100 кОм. Задача.  С   помощью   омметра   определите   сопротивление   своего   тела,   приложив   щупы   к кончикам   пальцев   обеих   рук,   Потрите   ладони   и   пальцы   друг   о   друга   и   вновь   измерьте сопротивление. Намочите ладони  и измерьте сопротивление. Сравните результаты и  сделайте вывод. Рассчитайте значение своего смертельного напряжения для получившихся значений со­ противления, если критическая сила тока равна 0,1 А. 5. Решение и обсуждение задачи  •   Земля.  Наша   планета   обладает   удивительными  электрическими   свойствами.   Так, напряжённость  электрического  поля   в   атмосфере   Земли   изменяется   с  высотой.   Если   у поверхности она составляет 130 В/м, то на высоте 500 м уменьшается до 50 В/м, на высоте 3 км ­ до 30 В/м, на высоте 12 км ­ до 2,5 В/м.  Электрический    заряд  Земли равен 570 кКл. Плотность электрического тока, текущего  в  вертикальном  направлении в атмосфере Земли (ток   –  результат   движения     положительных   и  отрицательных  ионов,   находящихся   в атмосфере), равна 2  10­13 кА/см2. 5