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:
Характеристики электрического заряда;
Способы электризации тел;
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, me = 9,11 · 10-31 кг.
Заряд протона положителен и по модулю равен заряду электрона:
p = 1,6 · 10-19 Кл, mp = 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++gn= 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, me = 9,11 · 10-31 кг.
p = 1,6 · 10-19 Кл, mp = 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 +13 EMBED Equation.3 1415e и -13 EMBED Equation.3 1415e.
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.
Вопрос 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++gn= 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
VIII Подведение итогов урока.
Дидактическая задача:
Организовать обратную связь с целью оценки эффективности
Вопросы учителя:
Что узнали на уроке сегодня?
Какие навыки вы приобрели?
Как вы думаете, чем мы будем заниматься на следующем уроке?
Учащиеся подводят итог своей учебной деятельности за весь урок.
IX Пояснение домашнего задания.
Дидактическая цель:
Нацелить учащихся на выполнение домашнего задания.
Домашнее задание: § 75, 76 читать, записи в тетради выучить, ответить на вопросы к § 75, 76.
Троим учащимся подготовить сообщения по темам: 1) Электрометр Рихмана.
2) Вредные проявления электризации тел при трении и способы устранения этих явлений.
3) Использование явления электризации тел на производстве.
Для желающих: составить кроссворд по теме урока.
Учащиеся, прослушав домашнее задание и проанализировав изученный на уроке материал, нацеливаются на выполнение домашнего задания.
Электризация химическим путем
Электризация через влияние
Электризация под действием света
Электризация при соприкосновении заряженного тела с незаряженным
Электризация при тесном сближении тел
Электризация при трении
Способы электризации
Root Entry