Конспект урока физики на тему «Закон Кулона» (по учебнику «Физика 10 класс» Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, Н. Н. Сотского)



Тема урока: Закон Кулона

Цели: проверить усвоение материала предыдущего урока, знание и понимание которого закладывает основу для усвоения законов, подлежащих изучению в данном разделе; добиться осознания зависимостей между величинами, входящими с формулу основного закона электростатики — закона Кулона; ввести единицу измерения коэффициента пропорциональности в данном законе и его численное значение;

Развивать умения рассуждать, делать выводы, опираясь на имеющийся запас знаний; продолжить работу по развитию счетных навыков у обучающихся; в рамках материала текущего урока вести подготовку к ЕГЭ;

Акцентировать внимание на связи физики с жизнью, а также с другими науками, воспитывать умение слушать и слышать товарища.

Оборудование: презентация РР по теме «Закон Кулона», султаны — 2 шт.; стеклянная палочка, лист бумаги — для демонстрации экспериментов; учебник «Физика — 10 класс» Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский.

Ход урока:

1. Оргмомент. Отметить отсутствующих. (1 мин)
2. Фронтальный опрос по материалу, изученному на предыдущем уроке (5–7 мин)

Ребята! Предыдущий урок был первым уроком раздела под названием «Электродинамика». От того, насколько хорошо вы овладеете теоретическим материалом, естественно, будет зависеть ваше умение правильно отвечать на поставленные вопросы и решать задачи, что немаловажно, но не только — гораздо более важным будет сформировавшееся у вас научное представление об окружающем мире, умение правильно объяснять явления, происходящие вокруг. И именно знание основ электродинамики не даст вам чувствовать себя невеждами по той простой причине, что первое место в окружающем нас мире по широте и разнообразию проявлений занимают электромагнитные взаимодействия. А сейчас я предлагаю Вам проверить — насколько прочно уложены кирпичики в фундамент ваших будущих познаний. Очень хотелось бы услышать ваши ответы на следующие вопросы:

1. Электродинамика — это наука…
2. Перечислите известные науке типы взаимодействий.
3. Самыми распространенными из данных взаимодействий являются …
4. Говорят, что частицы имеет электрический заряд, если…
5. Сколько родов зарядов существует в природе?
6. Как взаимодействуют одноименные заряды? Разноименные?
7. Наэлектризовать тело — это значит….
8. Что можно сказать о модулях и знаках зарядов тел при электризации?
9. Как читается закон сохранения электрического заряда?
10. Какие системы можно считать замкнутыми?
11. Как перераспределится заряд между двумя одинаковыми телами при их соприкосновении?

3. Подготовка квосприятию нового материала

Молодцы, вы хорошо поработали дома!

Итак, нам известно, что в природе существует два рода зарядов, известен и характер их взаимодействия. Мы повторили основы теории. А теперь давайте предположим, от каких величин может зависеть сила взаимодействия двух зарядов, т. е. попытаемся изучить количественные законы взаимодействия заряженных тел. Для этого я предлагаю Вам поэкспериментировать.

Опыт № 1:Первый султан заряжается одним прикосновением стеклянной палочки, потертой о лист бумаги (учащиеся наблюдают незначительное отталкивание листиков султана). Второй султан заряжается несколькими прикосновениями стеклянной палочки, наэлектризованной о лист бумаги (учащиеся наблюдают очень сильное отталкивание лепестков султана).

После этого учитель предлагает объяснить: почему во втором случае отталкивание проявляется сильнее?

Учащиеся дают ответ: во втором случае султану сообщен больший по модулю заряд, поэтому его листочки отталкиваются сильнее.

Итогом проведенного эксперимента должен стать вывод учащихся о том, что сила взаимодействия заряженных тел должна зависеть от величины заряда.

Опыт № 2: Оба султана заряжаются одинаковыми по знаку зарядами и отодвигаются на достаточно большое расстояние (чтобы взаимодействие между ними не проявлялось).Затем расстояние между султанами уменьшается настолько, чтобы ученикам стало очевидно, что ярко проявляется отталкивание одноименно заряженных султанов.

Учитель предлагает объяснить: почему во втором случае отталкивание султанов проявляется сильнее?

Итогом проведенного эксперимента должен стать вывод учащихся о том, что сила взаимодействия заряженных тел должна зависеть от расстояния между ними.

Подводя общий итог демонстрационного эксперимента, учитель просит одного из учеников сформулировать предположение о характере зависимости силы взаимодействия зарядов от их величины и расстояния между ними (еще раз предположения проговариваются с опорой на класс).

Основной закон электростатики — закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел был установлен в 1785 году французским ученым Шарлем Огюстеном Кулоном.

Запишем тему урока «Закон Кулона»

4. Изложение нового материала.

С использованием крутильных весов Кулон изучал зависимость силы взаимодействия заряженных шариков: от величины их зарядов; от расстояния между ними (далее учитель знакомит учащихся с устройством и принципом действия крутильных весов). После этого он описывает технологию проведения эксперимента и методику определения величин расстояния и силы взаимодействия шариков. Внимание учащихся акцентируется на предложенном Кулоном способе изменения величины заряда шариков!

На основании анализа результатов проведенных экспериментов Кулоном был установлен следующий закон (учителем формулируется закон Кулона и на доске записывается его формула).

После того как учащиеся записывают формулировку и формулу, учитель обращает их внимание на термин «точечный заряд» и предлагает ответить на вопрос, какие заряды можно считать точечными? (учащиеся предлагают свои варианты ответов, после чего дается определение точечного заряда). Обязательно обращается внимание на направление сил взаимодействия между телами в случае, если заряды одноименны, разноименны. Далее вводится единица измерения коэффициента пропорциональности в законе Кулона и его величина . Сообщается о том, что единицей электрического заряда в СИ является 1 кулон (1 Кл) в честь Шарля Огюстена Кулона.

Это интересно: сообщить небольшому телу (размером порядка нескольких метров) заряд в 1 Кл невозможно по причине наличия значительных сил отталкивания, компенсировать которые другие силы не могут.

5. Закрепление изученного материала.

1) А теперь, ребята, я предлагаю расставить все точки над «и». В самом начале урока вы, отвечая на предложенный мною вопрос, говорили: «Частицы имеют электрический заряд, если они взаимодействуют друг с другом с силами, которые убывают с увеличением расстояния так же, как и силы всемирного тяготения, но превышают силы тяготения во много раз». Я предлагаю Вам узнать, во сколько же раз кулоновские силы превышают силы гравитационные при одних и тех же значениях расстояний между взаимодействующими телами:

,

Примем величины зарядов и масс равными единице заряда и массы в СИ, а расстояние возьмем равным единице расстояний — 1 метр. Тогда, учитывая порядок гравитационной постоянной и коэффициента пропорциональности в законе Кулона, получим: Fкл / Fграв = 10 ⁹/ 10^–11 = 10 ^20.

Очевидно, что превосходство кулоновских сил, действительно, огромно!

2) А теперь проанализируем зависимости между величинами, входящими в формулу закона Кулона:

− при увеличении (уменьшении) заряда в п-раз сила взаимодействия увеличивается (уменьшается) в п раз;

− при увеличении (уменьшении) расстояния в п раз сила взаимодействия уменьшается (увеличивается) в п² раз.

6. Решение задач.

№1. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 3 раза, а один из зарядов увеличили в 3 раза. Силы взаимодействия между ними

1) не изменились 2) уменьшились в 3 раза

3) увеличились в 3 раза 4) увеличились в 27 раз

№2. Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 12 мН. Если заряд одного тела увеличить в 3 раза, а заряд другого тела уменьшить в 4 раза и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то сила взаимодействия между телами станет равна……

7. Задание на дом. § 89, 90, ОК в тетради; Упр. 16 № 3

(Если некоторые задачи не рассмотрены, эти номера можно предложить учащимся сделать дома самостоятельно).

8. Итоги урока. Оценки за урок.