Конспект урока по теме "Электризация тел" (8 класс, физика)

Предмет: Физика. Класс: 8 Учитель: Елакова Галина Владимировна. Место работы: МБОУ «СОШ №7» г. Канаш Чувашской Республики                     Урок по теме: «Заряженные тела. Электризация тел». Цели урока: Сформировать у учащихся правильные в научном отношении представления  об электрическом заряде, о взаимодействии заряженных тел, о существовании двух родов  электрических зарядов. Выяснить сущность процессов электризации тел. Показать  объективный характер законов природы. Развить экспериментальные умения, творческие  способности учащихся. Развить умения наблюдать, сравнивать, анализировать, выдвигать  гипотезы, проводить самостоятельные гипотезы, делать выводы. Форма урока: урок­исследование. Оборудование: компьютер, электроскоп; электрометр; стеклянная, эбонитовая и латунная палочки; кусок меха; шелка; султан,  гильза, штатив; электрофорная машина.          Ход урока. I. Организационный момент.    Повторение пройденного материала. 1. Что такое сила? Какие силы бывают? 2. От чего зависит результат действия силы на тело? 3. Какая сила называется всемирным тяготением? 4. Как зависит сила тяжести от массы? 5. Какую силу называют силой трения? В чем заключаются причины трения?     Учитель: Сегодня с вами выясним:  Какие два типа зарядов существуют в природе? Как взаимодействуют между собой тела, имеющие одноименные заряды?  Разноименные заряды? Как взаимодействуют между собой две эбонитовые палочки, натертые мехом? Две  стеклянные палочки, натертые шелком? Как взаимодействуют между собой эбонитовая палочка, натертая мехом, и  стеклянная палочка, натертая шелком? Можно ли при электризации трением зарядить только одно из соприкасающихся тел? Как получить заряды разного знака, не имея в своем распоряжении ничего, кроме  эбонитовой палочки и куска шерстяной материи? II. Активизация знаний учащихся по теме «Заряженные тела. Электризация тел». III. Изучение нового материала. IV. Закрепление материала. V. Подведение итогов урока. VI. Домашнее задание. II. Учитель: Греческий философ Фалес Милетский (из города  Милета), живший в  640 ­ 550 гг. до н.э., открыл, что янтарь, потертый о мех, приобретает свойство  притягивать мелкие предметы – пушинки, соломинки и т.п. Это свойство в течение ряда  столетий приписывалось только янтарю, от названия которого и произошло слово  «электричество». Рождение учения об электричестве связано и с именем Уильяма  Гильберта (1544 – 1603, Англия). Он был одним из первых ученых, утвердивших опыт,  эксперимент как основу исследования. Он показал, что при трении электризуется не  только янтарь, но и многие другие вещества и что притягивают они не только соломинки,  но и металлы, дерево, листья, камешки, комки земли и даже воду и масло.        Следующим этапом в развитии учения об электричестве были опыты немецкого ученого Отто фон Герике (1602 – 1686). Он построил первую электростатическую машину,основанную на трении. Это был шар из плавленой серы, который приводился во вращение  специальным приводом. Вращая шар и натирая его ладонями, Герике тем самым  электризовал его. Наэлектризованный шар притягивал листочки золота, серебра, бумаги. С  помощью этого прибора Герике обнаружил, что, кроме притяжения, существует и  электрическое отталкивание.    Шарль  Дюфе в 1730 г. изучал взаимодействие наэлектризованных тел. Дюфе заметил, в  одних случаях наэлектризованные тела взаимно притягиваются, а в других –  отталкиваются. Натертая стеклянная палочка отталкивается от другой такой же палочки,  но притягивается к наэлектризованному стерженьку из смолы.  Дюфе объяснил это явление тем, что существуют  два рода электричества. Тела,  заряженные электричеством одного рода, взаимно отталкиваются, а при разноименных  зарядах притягиваются.    Более удачное обозначение двух родов электричества, удержавшееся до нашего времени,  в 1788 г. дал американский физик Вениамин Франклин.       Уже в первых опытах по электричеству было замечено сходство между электрической  искрой и молнией. (Опыт с электрофорной машиной)       Изучением молнии занимались М.В. Ломоносов и Георг Рихман. Во время грозы 6  августа 1753г.  Рихман был убит сильным разрядом. Исследования Ломоносова и Рихмана  имели большое практическое значение: заземленные остроконечные металлические шесты  стали применять для защиты зданий от молнии (молниеотводы). Первый в мире  молниеотвод в 1754 г. водрузил над крестом своего храма сельский священник в Моравии  Прокоп Дивиш. Первый в России молниеотвод появился в 1756 г. над Петропавловским   собором в Петербурге. (Презентация) Опыт: Стержень из плексигласа натираем о кусок резины.  Резина – хороший изолятор,  заряд с нее не уходит по руке в землю, и мелкие листочки бумаги притягиваются,  «прилипают» к ней.      Опыт с двумя гильзами: Наличие двух видов зарядов демонстрируем при помощи  опытов с двумя гильзами,  которые заряжают сначала одноименными, а затем  разноименными зарядами. Берем две палочки, изготовленные из одного и того же вещества  (например, эбонита), и электризуем их трением об одно и то же тело. Палочкам сообщен  заряд какого­то одного вида. Затем демонстрируем взаимодействие этих тел –  отталкивание. Делаем вывод: тела, получившие заряд одного и того же вида,  отталкиваются. Затем электризуем другое вещество – резину (трением о мех) и  подносим к свободно подвешенной эбонитовой палочке. Опять наблюдаем отталкивание.  Делаем вывод: резине был сообщен заряд того же вида, что и эбониту. Плексиглас  натираем о мех и подносим опять к эбонитовой палочке, наблюдаем притяжение тел.   Делаем вывод: на плексигласе получен заряд какого­то другого вида, чем  наблюдаемые прежде, иначе было бы отталкивание. Вывод: существует только  два вида заряда. Опыт при помощи электрофорной машины:          Раздвигаем шарики разрядника на расстояние 10­15 см, слегка заряжаем их и  подносим к одному из шариков маленький кусочек ватки (положив ее на палочку из  изолятора). Ватка получает заряд от шарика, отталкивается от него и летит к другому  шарику, где она перезаряжается и возвращается назад и т.д.  Учитель: Попробуем получить сведения о заряженных телах, об  электризации тел из  опыта. После выполнения заданий обсудим полученные результаты.  (Класс делится на группы. Учитель раздает индивидуальные задания на карточках). Опыт. Оборудование: пластмассовая расческа, бумага.Задание группе №1: Разорвите лист бумаги на мелкие кусочки. Разбросайте эти кусочки  небольшой кучкой на поверхности стола. Несколько раз проведите пластмассовой  расческой по своим волосам. Затем подержите расческу над кучкой разорванной бумаги.  Что произойдет? Объяснение опыта: В бумаге присутствует одинаковое количество отрицательных и  положительных зарядов, которые распределились случайным образом. Так как число тех и  других зарядов одинаково, они уравновешивают друг друга, так что в целом бумага  электрически нейтральна. Поскольку расческа трется о волосы, то на нее перетекают  отрицательные заряды. С помощью контактной зарядки расческа приобретает общий  отрицательный заряд. Когда расческа помещается над клочком бумаги, то благодаря  создаваемому ей отрицательному полю отрицательные заряды на поверхности бумаги  стремятся удалиться от расчески. Эти отрицательные заряды перетекают  внутрь бумаги и  собираются и собираются на ее обратной стороне. Благодаря такой индукции ближайшая к  расческе сторона клочка бумаги становится положительно заряженной. Притяжение между положительно заряженной стороной бумаги и отрицательно заряженной расческой   достаточно сильное, для того, чтобы преодолеть гравитацию. Клочок бумаги подпрыгнет с  поверхности стола в сторону расчески. Так как в результате прыжка клочок бумаги  соприкасается с расческой, то отрицательные заряды с расчески перетекают на бумагу. Это нейтрализует ближайшие к области соприкосновения заряды, и клочок бумаги падает  обратно на стол. Опыт. Оборудование: 25 см нейлоновой ткани, полиэтиленовый пакет.  Задание группе №2: Сложите полиэтиленовый пакет пополам и возьмите в руки.  Поместите между этими  половинками кусок нейлоновой ткани и несколько раз проведите  пакетом по нейлону. Что будет, когда вы уберете пакет? Что заставляет нейлон так себя  вести? Объяснение опыта: Когда вы проводите пакетом по нейлону, отрицательные заряды с  нейлона перетекают на полиэтилен. Это приводит к тому, что  нейлон приобретает  положительный заряд. Так как обе половинки нейлона имеют одинаковые заряды, они  отталкиваются друг от друга и расходятся.   Опыт. Оборудование: нейлоновая полоска, нитка длиной 30 см, липкая лента, воздушный  шарик, шерсть, полиэтиленовый пакет. Задание группе №3: Надуйте воздушный шарик и завяжите его ниткой длиной 30см.  Потрите шарик куском  шерстяной ткани – шарик зарядится. С помощью липкой ленты  укрепите шарик за нитку под поверхностью стола.       Зарядите нейлоновую полоску. Для этого обхватите ее полиэтиленовым пакетом и  несколько раз (чтобы быть уверенным в достаточной зарядке) потрите. Поднесите  нейлоновую полоску к висящему шарику. Что произойдет?         Отпустите нейлоновую полоску. Она прилипнет к шарику или будет отталкиваться от  шарика, имеющего противоположный заряд?     Объяснение опыта: Шарик и полоска были заряжены с помощью контактной зарядки.  Шарик приобрел общий отрицательный заряд. Нейлоновая полоска приобрела общий  положительный заряд. Если отрицательно и положительно заряженные тела поднести  достаточно близко друг к другу, то они станут притягиваться друг к другу. На близком  расстоянии притяжение достаточно сильное для того, чтобы нейлоновая полоска прилипла  к поверхности шарика. Опыт. Оборудование: Воздушный шарик, кусок шерсти. Задание группе №4: Надуйте шарик, и потрите его куском шерсти (или о волосы).  Поместите шарик на стену. Что произойдет? Как долго шарик будет удерживаться на  стене?Объяснение опыта: Так как шарик потерли  шерстью, то он приобрел отрицательный  заряд. Этот заряд создает невидимое электрическое поле. Если шарик поднести достаточно близко к стене, отрицательные заряды на поверхности стены будут отталкиваться  отрицательным полем, созданным шариком. Эти заряды будут перемещаться (перетекать)  внутрь стены. Так как они покидают поверхность стены, находящуюся близко к шарику, то  это место стены становится положительно заряженным. В результате положительно  заряженная стена и отрицательно заряженный шарик притягиваются. Стена зарядилась с  помощью индукции (наведение заряда). При таком способе зарядки тела не соприкасаются. Вместо этого электрическое поле заставляет заряды перетекать в соседнее вещество. Хотя  число зарядов остается тем же, их распределение в пространстве  становится  неоднородным. Области, в которых больше положительных зарядов, приобретают общий  положительный заряд. Области, в которых больше отрицательных зарядов, приобретают  общий отрицательный заряд.   Опыт. Оборудование: пластмассовая расческа, сахар. Перец молотый, маленькая тарелка. Задание группе №5: Возьмите по щепотке сахара и перца и насыпьте их на стол рядом  друг с другом. Зарядите расческу, потерев о волосы или шерсть. Начните медленно  подносить расческу все ближе и ближе к сахару и перцу. Остановитесь, когда частички  вещества начнут подпрыгивать к расческе. Что первым начинает подпрыгивать ­  сахар или  перец? Поднесите расческу еще ближе. Будут ли частички опять подпрыгивать? Объяснение опыта: И перец, и сахар притягиваются к отрицательно заряженной расческе.  Так как частицы перца легче, то первыми начнут подпрыгивать к расческе. Когда вы  подносите расческу еще ближе к частичкам, сила притяжения увеличивается.  В итоге эта  сила преодолевает большой вес кристаллов сахара и, подобно частичкам перца, к расческе  начинают подпрыгивать и кристаллы сахара.  Учитель. Носителями электрических зарядов являются элементарные частицы. При  одинаковых знаках частицы отталкиваются, а при разных  ­ притягиваются.  Опыт. Оборудование: две стеклянные палочки, две эбонитовые палочки, электроскоп.       Это явление можно наблюдать на заряженном электроскопе (листочки электроскопа  расходятся) или на примере наэлектризованной эбонитовой палочки, подвешенной на  шелковой нити: если к ней поднести такую же палочку, наэлектризованную трением о мех,  палочки оттолкнутся; если к подвешенной эбонитовой палочке поднести стеклянную  палочку, потертую о мех, то палочки будут взаимно притягиваться.        Перемещение электронов при контакте разнородных тел возможно при расстояниях, не превышающих 10 10 м.  Сила трения никакой роли в возникновении зарядов не играет,  но важен подбор тел. Электризуются при трении о мех: эбонит ( ­ ), о шелк – эбонит  (­ ); при трении о резину, о бумагу эбонит (+); Стекло при трении о мех, о резину, о  бумагу, о шелк всегда будет иметь знак (+). При трении сургуча о шелк, о мех, о бумагу, о резину сургуч всегда будет иметь знак (+). При трении металла о резину, о шелк, о  бумагу – металл имеет знак (+), но при трении металла о мех, металл будет иметь  знак (­).      Учитель: Опыт по обнаружению заряда на эбонитовой палочке с помощью  незаряженной проводящей гильзы.      (Сначала демонстрируют, что к незаряженной палочке гильза не притягивается. Если же к гильзе поднести палочку, предварительно потертую о мех, то гильза смещается по  направлению к палочке. Притяжение между палочкой и гильзой свидетельствует о том, что после трения о мех эбонитовая палочка находится в необычном, наэлектризованном  состоянии).      Учащиеся должны сделать вывод о том, что причиной электризации является не трение, а плотное соприкосновение двух разнородных тел. Чем больше поверхностьсоприкосновения, тем сильнее заряжаются оба контактирующих тела. Трение в данном  случае является удобным и эффективным методом создания необходимого для  электризации плотного соприкосновения тел и увеличения площади поверхности такого  контакта. Учащиеся должны сделать вывод о том, что тела при электризации  заряжаются противоположными зарядами.  Обобщение материала.  Учитель: Не существует электрического заряда без частиц, если они взаимодействуют  друг с другом с силами, превышающими силы всемирного тяготения; следовательно,  частицы имеют электрический заряд. Этот вид взаимодействия называется  электромагнитным. К электромагнитным силам относятся силы упругости, силы трения,  силы мышц. Обращаем внимание учащихся на то, что все тела обладают массой и поэтому  притягиваются друг к другу, заряженные тела могут как притягивать, так и отталкивать  друг друга. В природе существует  два рода электрических зарядов, условно названных  «положительными» и «отрицательными». Отрицательный и положительный заряд тела  обусловливается избытком или недостатком электронов. Закрепление нового материала: 1. Какое тело называется наэлектризованным? 2. С помощью каких опытов можно проверить, обладает ли тело электрическим  зарядом? 3. С  помощью каких опытов можно проверить, что существуют электрические  заряды двух видов? 4. Притягиваются или отталкиваются две эбонитовые палочки, потертые о мех? 5. Почему стрелка электроскопа отклоняется, когда электроскоп заряжают?  Зависит ли отклонение стрелки от знака заряда? 6. Можно ли наэлектризовать эбонитовую палочку трением об эбонитовую  пластинку? Ответ: Нет. 7. Можно ли при электризации трением зарядить только одно из соприкасающихся  тел? Ответ: Нет, так как в процессе электризации происходит перераспределение  электрических зарядов между телами. 8. Может ли одно и то же тело, например, эбонитовая палочка, при трении  электризоваться то отрицательно, то положительно? Ответ: Может, в зависимости от того, чем ее натирают. 9. Как при помощи отрицательно заряженной палочки узнать неизвестный знак заряда электроскопа? Ответ: Приблизить палочку к шарику электроскопа. Если листочки разойдутся еще  больше, то электроскоп заряжен отрицательно; если листочки опустятся, то ­ ­  положительно. 10. Если сухой незаряженной палочкой из оргстекла провести по металлическому  стержню электроскопа, то электроскоп показывает заряд. Откуда появился заряд? Ответ: При трении палки о стержень электроскоп электризуется.                                Контроль знаний:    Таблица для самоконтроля. Электризация при трении: оргстекло о стекло (нет);резина о резину (нет);  полиэтилен о  полиэтилен (нет); капрон о капрон (нет).  Электризация при трении: оргстекло о резину (+); оргстекло о полиэтилен (+); оргстекло  о бумагу (­);  оргстекло о капрон (­).  Электризация при трении: резина о стекло (­); резина о полиэтилен (­); резина о бумагу  (­); резина о капрон (­);Электризация при трении: полиэтилен о стекло (­); полиэтилен о резину (+); полиэтилен о бумагу (­); полиэтилен о капрон (­); Электризация при трении: бумага о стекло (+); бумага о резину (+); бумага о полиэтилен  (+); бумага о капрон (­); Электризация при трении: капрон о стекло (+); капрон о резину (+);капрон о полиэтилен  (+); капрон о бумагу (+).        Подведение итога урока и выставление оценок. С каким явлением мы ознакомились. В чем заключается это явление?        Домашнее задание. Задание №1: Наденьте шелковую блузку (рубашку), поверх нее наденьте шерстяной  свитер. Подойдите к зеркалу, выключите свет и задерните шторы. Чем темнее комната, тем лучше будет видно. Встаньте в нескольких шагах от зеркала. Медленно закатайте свой  свитер. Что вы видите? Ответ обоснуйте. Объяснение опыта :Так как шерстяной свитер трется о шелковую блузку, то заряды  перемещаются. Блузка становится отрицательно заряженным. Свитер теряет электроны и  становится положительно заряженным. Отрицательно заряженная блузка  и положительно  заряженный свитер притягиваются друг к другу. Поскольку вы закатываете свитер,  заряженные ткани отделяются друг от друга. При этом между ними проскакивает искра.  Эти искры вызывают треск.   Задание №2: Поместите несколько кукурузных зерен в воздушный шарик. Надуйте шарик.  Потрите шарик кусочками шерсти или меха или о волосы. Возьмите шарик за то место, где  он завязан. Посмотрите на зерна внутри шара. Они неподвижны или движутся?  Прикоснитесь к шарику пальцами второй руки. Как будут вести себя зерна? Если ничего не происходят, перезарядите шарик, потерев его в два раза больше. После этого опять  прикоснитесь к нему.  Объяснение опыта: Так как вы потерли шарик шерстью, он стал отрицательно  заряженным. Этот отрицательный заряд индуцирует положительный заряд на ближайшей к  шарику стороне зерен. Эта область положительного заряда притягивается к шарику,  заставляя зерна прилипать к отрицательно заряженной поверхности шарика.                       Литература: 1. Перышкин А.В., учебник «Физика ­8», 2016,  М.: Издательство «Экзамен» . 2. Иванов Ю.Я., А.Ю. Иванов «Творческие экспериментальные задания по физике 7­9  классы»: учебно­методическое пособие, г. Чебоксары: Чуваш.гос.пед. ун­т,  2011г. 3. Комиссаров  В.Н. «Уроки физики», метод. пособ. – М: Высшая школа,1990 г. 4. Алексеева М.Н.  , «Физика – юным»: Теплота. Электричество. Кн. для внеклассного  чтения. 7 кл, М.: Просвещение, 1980.   5. Гендешптейн Л.Э., Кирик Л.А., Гельфгат И.М. «Задачи по физике с примерами  решений» 7­9 классы. Под ред. В. А. Орлова. – М.: Илекса, 2005. 6. Тульчинский М.Е. «Качественные задачи по физике», пособие для учителей. М.:  «Просвещение», 1976.