План урока "Закон Кулона"

Раздел: «Электродинамика»  Дата:  Группа:  Тема:  Колледж: КГКП «Костанайский педагогический колледж» Управления образования  акимата Костанайской области. ФИО преподавателя: Сыздыкова Б.С. Участвовали:  Не участвовали: ­ Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда Взаимодействие точечных зарядов. Закон  Кулона Электростатическое поле.  Цели обучения, достигаемые на этом занятии  Цель урока Критерии оценивания Языковые цели Обучающиеся должны: Сравнить электростатические и гравитационные силы знать «электрический заряд», «элементарный электрический заряд»; объяснять процесс электризации тел, смысл закона сохранения заряда, физический смысл закона Кулона и границы его применимости, электростатическое поле. уметь  вычислять силу кулоновского взаимодействия. уметь находить и использовать информацию, используя различные источники; иметь навыки критического рассмотрения и осмысления полученной информации;  делать собственные выводы на основе полученной информации; уметь выслушивать других и принимать  во внимание их аргументированные выводы. Обучающиеся: Проявляют знание и понимание основных понятий: точечный заряд, закон Кулона, электростатическое поле, применяют при решении задач закон сохранения электрического заряда, закон Кулона  Обучающиеся: Все:  Проявляют   знание   и   понимание   основных   понятий:   точечный   заряд,   закон   Кулона, электростатическое поле Большинство:  Умеют   решать   задачи   по   образцу,  применять   при   решении   задач   закон   сохранения электрического заряда, закон Кулона. Некоторые: При решении задач свободно владеют изученным материалом. Предметная лексика и терминология:  Серия полезных фраз для диалога/письма Воспитание ценностей Межпредметная связь Предыдущие знания Ресурсы Электрическое поле – это особая форма материи,…  Два неподвижных точечных электрических заряда взаимодействуют в вакууме с силой,… Құндылық/ ценность: Жалпыұлттық «Мәңгілік Ел» идеясының құндылықтары / Ценности  общенациональной идеи «Мәңгілік Ел»/ «Болашаққа бағдар: Рухани жаңғыру» воспитание ответственности, настойчивости и познавательной активности обучение на протяжении всей  жизни. Воспитание доброжелательного отношения друг к другу, умение работать в коллективе, уважать мнение  других. Уважение и сотрудничество прививаются на занятии через умение работать в группе. Самопознание , математика Электрический заряд, электризаия, виды электризации, закон сохранения электрического заряда. На сайте http://interneturok.ru   На сайте http://www.fipi.ru/content/otkrytyy­bank­zadaniy­ege в разделе «Физика»  http://class­fizika.ru https://videouroki.net; https://physics.ru;  https://infourok.ru Лист оценивания. Время /  этапы  урока Начало  урока Организа ционный  момент. Деятельность учителя Деятельность учащихся Ход урока «Кто движется вперёд в  знаниях, но отстаёт в  нравственности, тот более  идёт назад, чем вперёд» Аристотель Приветствие на трех языках:  Здравствуйте, Сәлематсіз бе,  Good morning. Приветствие преподавателя. Включаются в деловой ритм урока Способы  диффере нциации Оценивание  (метод/  прием/  техника/  стратегия) Словесное одобрение Хорошее настроение­первый  шаг к удаче. Для установления  благоприятной атмосферы в  группе провести  тренинг  «Комплимент»  Обучающиеся встают в круг  и по часовой стрелке делают  комплимент. Условия  тренинга: назвать имя соседа  слева, взять его за руки  и  сделать комплимент на  первую букву его имени. (Например, Даниил­ первая  буква «Д»­добрый) Выход на тему занятия и  целеполагание.  Опрос домашнего задания  по стратегии «Блиц­опрос  по цепочке». Обсуждение в группе  домашнего задания. Первый ученик задаёт   вопрос второму ученику,  второй даёт ответ и задаёт  свой вопрос третьему  обучающемуся, и так далее  по цепочке до последнего  ученика. Если обучающийся  затрудняется ответить,  помогают другие ребята в  группе. Актуализ ация  знаний Учащиеся отвечают на вопросы. Электрический заряд – элементарное свойство природы, которое  определяет способность тела к особому виду взаимодействия Величина электрического заряда (чаще просто заряд) – физическая  величина, характеризующая взаимодействия заряженных тел. Обозна­ чение –  . Единица измерения – Кл – «Кулон». Заряд может быть как  положительным, так и отрицательным. Процесс сообщения телу электрического заряда называется электри­ зацией. Виды электризации: трение, прикосновение, удар, наведение,  облучение, химическое взаимодействие. Вследствие проведения дополнительных наблюдений, было определе­ но, что любой заряд создаёт в пространстве электрическое поле. По договорённости принято называть положительным заряд, который  (ФО) Учитель  наблюдает за  процессом  опроса и даёт  обратную  связь. ФО)  Самооцениван ие по листу  самооценки Ребята  отвечают  на  вопросы  по  желанию. В группе  могут  выбрать  вопрос, на который  хотят  ответить. образуется на стеклянной палочке, если натирать её бумагой или шёл­ ком, а отрицательным – на эбонитовой или янтарной палочке, если на­ тирать её мехом Никакого создания заряда не происходит, а происходит лишь перерас­ пределение, то имеет смысл сформулировать закон сохранения заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов сохраняется. За­ мкнутой системой называется система тел, в которую не привносится  зарядов извне и из которой заряды не уходят. Как известно, в природе встречаются заряды двух типов – положитель­ ные и отрицательные. Разноименные заряды притягиваются, одноимен­ ные – отталкиваются. Это взаимодействие происходит на любом рас­ стоянии. Как же они тогда взаимодействуют? Для этого существует  электрическое поле. Вокруг каждого заряда существует такое поле и  если в него попадает еще один заряд, то он начинает «чувствовать» это поле: на него начинают действовать силы притяжения или отталкива­ ния соответственно. Каким же образом могут получать различные тела заряд? Ответом на  этот вопрос послужило открытие Резерфордом так называемой плане­ тарной модели атома. Было выяснено, что атом состоит из положи­ тельно заряженного ядра (положительно заряженные протоны и ней­ тральные нейтроны) и вращающихся вокруг него отрицательно заря­ женных электронов. Примерный перечень  вопросов: 1.Дать определение понятию  «электрический заряд» 2.Дать определение понятию  «Величина электрического  заряда» 3.Какие   виды   зарядов существуют   в   природе?   Как они взаимодействуют? 4.Что называют  положительным и  отрицательным ионом? 5.В чем состоит явление  электризации? 6.Назовите виды  электризации. 7.Почему большинство тел в обычном состоянии электрически нейтральны?  8.Сформулируйте   закон   со­ хранения   электрического   за­ ряда. 9.Чему равен заряд электро­ на? 10.Какие меры  предосторожности надо  принять, чтобы при  переливании бензина из  одной цистерны в другую он  не воспламенился?  11.Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют  стальную цепь, нижний конец которой несколькими  звеньями касается земли.  Почему такой цепи нет у  железнодорожной цистерны?  12.Может ли одно и тоже  тело, например эбонитовая  палочка, при трении  электризоваться то  отрицательно, то  положительно?  13.Капля дождя, несущая  положительный  электрический заряд 2q,  соединилась с каплей дождя,  несущей отрицательный  электрический заряд ­3q.  Общий заряд капли стал… 14.Поглаживая в темноте  кошку сухой ладонью ,можно заметить небольшие  искорки ,возникающие между рукой и шерстью. Что здесь происходит? 15. Почему при вколачивании гвоздя в дерево шляпка его  мало нагревается,а когда  гвоздь вбит, достаточно  нескольких ударов,чтобы  сильно нагреть шляпку? Почему при ударе молотка  Планетарная модель атома Атом сам по себе – нейтральное тело, то есть сумма зарядов всех элек­ тронов равна сумме зарядов всех протонов с противоположным знаком (протонов и электронов в атоме одинаковое количество). Однако при  натирании разнородных тел часть электронов одного тела переходит на второе. Таким образом, у атомов одного тела протонов становится  больше, чем электронов, а у второго наоборот. Значит, когда мы заря­ жаем какое­то тело, на него переходит не заряд, а электроны, которые  являются носителями заряда (или же покидают его, если речь идёт о  зарядке положительным знаком). А из­за чрезвычайно маленькой массы электронов нельзя увидеть, что на самом деле одно тело «стёрло» ча­ стички другого. Как уже было сказано, масса и собственно заряд электрона очень малы: Заряд протона по модулю равен заряду электрона, но противоположен  по знаку: по шляпке гвоздя иногда  появляется искра? Основная часть  Изучение нового  материал а При подготовке  обучающиеся используют  интернет ресурсы: http://class­fizika.ru https://videouroki.net;  https://physics.ru;   https://infourok.ru Во время работы  обучающихся в группе  наблюдает за работой и  оценивает их. Электрическое поле – это особая форма материи, которая создается  покоящимися зарядами и определяется действием на другие заряды Фундаментальные виды полей, признанные официальной наукой: Электромагнитное. гравитационное, сильное (ядерное), слабое. А что вам известно о торсионном поле, которое признают многие  учёные мира, но не признанное официальной наукой. Что является  источником торсионных полей.  10.Во время перевозки и при переливании бензин электризуется,  может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не  произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют  11.Потому, что железнодорожная цистерна заземлена через колеса  рельса. 12.Может, в зависимости от того, чем ее натирают. 13.–q; 14.При поглаживании кошки происходит электризация руки с  последующим искровым разрядом. 15. Когда гвоздь перемещается,лишь небольшая часть  кинтической  энергии молотка превращается во внутреннюю энергию и шляпка  нагревается слабо.Когда же гвоздь неподвижен,то во внутреннюю  энергию шляпки гвоздя  превращается большая часть кинетической  энергии. Термин электродинамика происходит от греческих слов «электрон»  – янтарь и «динамо» – сила. Подобная терминология происходит от са­ мого первого опыта, проведённого и задокументированного человеком  на пути познания электричества. Опыт заключался в натирании куска  янтаря мехом, после которого янтарь приобретал способность притя­ гивать кусочки папируса, пылинки и т.д.  Впервые этот опыт описал древнегреческий учёный Фалес Милетский  в шестом веке до нашей эры Определение.  Электродинамика – это раздел физики, в котором  рассматриваются свойства и закономерности электромагнитного поля,  благодаря которому осуществляется взаимодействие между  Используется  приём  «Цветные  карточки» для осуществлени я обратной  связи.  «Зелёный­  всё понятно.  «Жёлтый»­ недостаточно понятно.  «Красный»­ ничего  непонятно.  (ФО)  Самооцениван ие по листу  самооценки. Работа в группе.Отвечают на  вопросы. 1.Что изучает  электродинамика? 10.Как был установлен закон  Кулона? Сформулируйте  этот закон. 11.Какова единица измерения заряда, и каков его  физический смысл? 12.Чему равен коэффициент  пропорциональности в законе Кулона, и каков его  физический смысл? 13.Какая величина  характеризует влияние среды на силу взаимодействия?  Запишите закон Кулона для  взаимодействия зарядов. 14.Чему равна электрическая постоянная? 15.Что такое электрическое  поле? 16.Назовите основные  свойства электрического  поля. 17.Какое поле называют  электростатическим? электрическими заряженными телами и частицами Определение. Электростатика – раздел электродинамики, в котором  рассматриваются взаимодействия неподвижных заряженных тел Точечный заряд – заряд, сосредоточенный на теле, размеры которого  малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с  которыми он взаимодействует.  Понятие точечного заряда, как и материальной точки является  физической абстракцией. Кулон для измерения этой силы использовал крутильные весы. Крутильные весы:Незаряженная сфера Неподвижная заряженная сфера Легкий изолирующий стерженьУпругая нить Бумажный диск Шкала  Кулон определял силу взаимодействия заряженных сфер по углу закручивания нити в зависимости от расстояния между ними.  В результате многочисленных измерений силы взаимодействия двух неподвижных точеных зарядов в вакууме Кулон установил закон, названный впоследствии его именем.  Закон Кулона: Два неподвижных точечных электрических заряда  взаимодействуют в вакууме с силой, прямо пропорциональной  произведению этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату  расстояния между ними. kF  qq 21 2 r где: q 1,q 2 ­ величина зарядов [Кл] r­ расстояние между зарядами [м] k – коэффициент пропорциональности [Н•м2/Кл2] F­ сила Кулона (кулоновская сила) [Н] ­ В Международной системе единиц (СИ) за единицу электрического  заряда принят 1 кулон (1 Кл). 1 кулон – это точечный заряд, который действует в вакууме на равный  ему точечный заряд, расположенный на расстоянии, равном 1 м, силой  9•109 Н. ­ Опытным путем было установлено, что коэффициент  пропорциональности k в СИ имеет вид: k  1  4 0  109 9  2 мН 2 Кл , где  0  85,8  10  12  диэлектрич еская постоянная 2 Кл  2 мН В СИ закон Кулона для вакуума имеет вид: F  1  4 0 qq  21 2 r . Назовите закон, аналогичный закону Кулона. Тело, обладающее массой, создает вокруг себя поле – гравитационное,  которое проявляется в действии на другое тело, обладающее массой.  Их взаимодействие подчиняется закону всемирного тяготения  По­ средством этого поля массы взаимодействуют, притягиваются. Сила их притяжения пропорциональна величине каждой из масс и обратно про­ порциональна квадрату расстояния между ними :  – константа, гравитационная постоянная, равна  . Приведите примеры проявления закона всемирного тяготения. Как вы считаете, действуют ли силы взаимного притяжения  между людьми? Почему они не заметны?  Действие не бывает односторонним. Поэтому с уважением надо  относиться к окружающим людям. Электрическое поле характеризуется определенными величинами.  Одна из них называется напряженностью. Вспомним, что по закону Кулона, сила взаимодействия двух зарядов: Максвелл показал, что это взаимодействие осуществляется за конеч­ ное время: где l – расстояние между заряженными частицами, а c – скорость света, скорость распространения электромагнитных волн. Выполняют физминутку 1. Определите силу взаимодействия 2 одинаковых точечных зарядов по 1 мкКл, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга. Дано: q1=q2=1 мкКл r=30 см k=9•109 Н•м2/Кл2 СИ: Решение: 1•10­6 Кл 0,3 м Приём  «Цветовой  индекс» Студенты,  которые  подняли  зеленую  карточку по  всем  заданиям,  Проводит  физминут ку  желающий обучающи йся 3 мин Физмину тка Физминутка  Закрепле ние н/м Выполнение заданий по  методу «Думай, решай,  делись» Критерии оценивания:  знание закона Кулона умение преобразовать  формулу для нахождения  неизвестной величины провести расчеты. Дескрипторы: Проанализировать условие  задачи  Перевести данные  физических величин в СИ Записать закон Кулона,  преобразовать формулу для  нахождения неизвестной  величины Подставить числовые  значения и провести расчеты. Обратная связь:  Взаимопроверка F­?  kF qq 21 2 r F  109 9 , q 1  kF q 2  (1,0 H 26 )   101( 2 3,0 2 Кл  2 м  Н   F   2 мН 2 Кл Ответ: F=0,1 Н  2.   Сила   взаимодействия   двух   одинаковых   точечных   зарядов, находящихся на расстоянии 0,5 м, равна 3,6 Н найдите величины этих зарядов. ) приходят на  2 q помощь тем,  2 r кто поднял  карточки  желтого и  красного  цвета. Диалог, если  некоторым  студентам  потребуется  подробная и  конкретная  помощь в  ходе  выполнения  задания. Дано: r=0,5 м F=3,6 Н k=9•109 Н•м2/Кл2 q1=q2=q q ­ ? Решение:  kF 2 q  q  q  2 2 , qq 21 2 r  rF k  rF k  2 мН  2 мН 2 Кл q 1  F q q 2 2 kq 2 r    2   5,06,3  9 109   2 2 2 мН Кл  2 мН 101,0   9  101,0  4 ( Кл )  2 Кл  Кл Ответ: q=0,1•10­4 Кл 3. На каком расстоянии нужно расположить два заряда 5•10 ­9 Кл и 6•10 ­9 Кл, чтобы они отталкивались друг от друга с силой 12•10­5 Н.? Дано: F=12•10­4 Н k=9•109 Н•м2/Кл2 q1=5•10 ­9 Кл q2 =6•10 ­9 Кл r ­ ? Решение:  kF qq 21 2 r  r 2 qkq 21 F r  r  r  qkq 21 F  109 9  2 мН 2 Кл  106 4  9  225  10  6  15 10  3  (015,0 м )   9  105  10 12  Кл Кл  Н  2 м  м Ответ: г=0,015 м 4.Определите расстояние между двумя одинаковыми электрическими зарядами,   с   диэлектрической ε проницаемостью  , если сила взаимодействия между ними такая же, как в вакууме на расстоянии 30 см.   находящимися   в   керосине, Дано: ε =2,1 q1=q2=q F1=F2 r2= 30см=0,3м r1 ­ ? Решение: F 1  k 2 kq  2 r 1  2 q  2 r 1 kq 2 r 2 2 , F 2  k 2 q 2 r 2   2 r 1  , F 1  F 2  2 r 2 2 r 1 2 r 2  2 3.0 1.2  (043.0 2 м ) 2 2 kq kq 2 r 2  r 1 043.0  (2.0 ) м Ответ: r1=0,2м 5. Во сколько раз изменится  сила взаимодействия между двумя  точечными заряженными телами, если  расстояние между ними  увеличить в 3 раза? Дано: Решение: r1=r r2=3r q1=q2=q F1/F2 ­ ?  kF F 1  k qq 21 2 r qq 2 r ,  F 1 F 2 qq 2 r qq  3 r 2 k k  F 2  k qq  3 r  2  2  kqq 9 r  2 kqq r  2 9 r 2 r  9 Ответ: сила уменьшится в 9 раз. Подсчитай свои баллы и оцени свою работу! 5 б– «5»; 4 б.­ «4»; 3­ б. – «3»; менее 3 баллов – не отчаивайся, надо  еще все повторить! Оценка__________________ Студент,  один из  наиболее  мотивиро ванных  (по  желанию)  делает  общий  вывод по  достижен ию цели  занятия. Итоги Конец  занятия Фронтальный опрос.  Вопросы. Какой   электрический   заряд называют   точечным?   Какова аналогия здесь с материальной точкой? Запишите   закон   Кулона   в единицах СИ и назовите все величины   входящие   в формулу. Домашне е задание изучить параграф    ответить на контрольные  вопросы ( устно) Решить три задачи в тетради  ­ письменно. №№ 2­4 Рефлексия учителя по проведенному  уроку Записывают домашнее задание  Инструкция по выполнению домашнего задания. Приём  «Цветовой  индекс» Рефлексия «Три М»: Обучающимся предлагается назвать три момента, которые у них получились  хорошо в процессе урока, и предложить  одно действие, которое улучшит их работу на следующем  уроке. Ребята исполняют песню о доброте. Песня о доброте (Автор: Татьяна Мухаметшина) В этом мире огромном, в котором живем я и ты, Не хватает тепла, не хватает людской Доброты. Будем вместе учиться друг друга беречь и любить, Будем вместе учиться друг другу, как звезды, светить. ПРИПЕВ:  Весной зашумит вода, Зимой запоют ветра. Давайте, Друзья, всегда Друг другу желать Добра! Пусть не ставят нам в школе отметок за щедрость Души, Ты однажды возьми и Добро просто так соверши, И тогда на морозе щемяще запахнет весной, И тогда на Земле станет больше улыбкой одной! ПРИПЕВ:  Весной зашумит вода, Зимой запоют ветра. Давайте, Друзья, всегда Друг другу желать Добра! Ждут нас сотни дорог, но у каждого будет своя, И до цели добраться, конечно, помогут Друзья. Чтоб скорее исполнились давние наши мечты, Пусть всегда будет главным уроком урок Доброты! ПРИПЕВ:  Весной зашумит вода, Зимой запоют ветра. Давайте, Друзья, всегда Друг другу желать Добра!