Конспект урока – исследования «Точечный заряд в электрическом поле»

Тип урока: систематизация и закрепление знаний по пройденному материалу

Цели:

Выделить основные структурные элементы знаний по теме: "Закон Кулона", «Характеристики электрического поля»

Продолжить формирование приемов исследовательской деятельности – анализа, синтеза, сравнения, систематизации, работы в группе.

Закрепить ранее изученный материал и решать задачи.

Задачи:

Образовательные:

углубление знаний по электростатике;

организация повторения и систематизации основных формул, понятий, способов и методов решения задач;

Развивающие:

установление связей внутри физических понятий, теорий, законов; выделение существенных признаков изучаемых явлений, понятий;

стимулирование у учащихся познавательного интереса, творческих способностей, самостоятельности;

Воспитательные:

формирование

умения использовать свой интеллект;

аккуратности и точности при проведении эксперимента;

умения работать с физическим оборудованием, обрабатывать результаты эксперимента;

соблюдение правил техники безопасности;

Оборудование:

электрофорная машина, электрические султаны, соединительные провода, оргстекло, бумага, компьютер, мультимедийный проектор, вата, линейка, весы лабораторные с разновесами. Приложение – электронная презентация

План урока:

1. Организационный момент, постановка целей и задач урока, повторение правил техники безопасности. 2 мин

2. Актуализация знаний. 7 мин

Повторение и систематизация знаний о физических величинах (Устный опрос)

3.Проведение эксперимента и решение исследовательских задач. 30 мин.

4.Подведение итогов исследования. 3 мин.

5. Подведение итогов урока, выставление оценок, домашнее задание. 2 мин.

Ход урока:

1. Организационный момент, цели и задачи урока, правила техники безопасности.

Слайды 1-3 Приложения

2. Актуализация знаний.

Слайды 4 -11 Приложения.

Что называют точечным электрическим зарядом?

В каких единицах измеряется электрические заряды?

Как взаимодействуют одноименные и разноименные электрические заряды?

Как формулируется закон Кулона для взаимодействия зарядов в вакууме?

Дать понятие силовой характеристики электрического поля - напряженности

В чем заключается принцип суперпозиции?

Дать понятие энергетической характеристики электрического поля - потенциала

III. Основная часть урока.

Мини – исследование, для этого создаются

а) группа « Наноэкспериментаторы»

б) группа «Масс-определители

в) группа «Точный расчет»

Опыт 1 - «летающая ватка» с целью определения величины точечного заряда, количества заряженных частиц на ней, напряженности поля заряженной пластины

Слайд 12 Приложения.

Трудности расчета - определение зарядов заряженного тела – ватки и пластины.

определение напряженности заряженной пластины

Работа группы а) F_k

q₁

Е Е

F_т

q₂

+ + + + +

F_k= F_{т =}mg В нашем случае q_{2 =} 50q₁ Определим заряд q₂.

После преобразований:

Подставив значения, получим: q₁=

Работа группы б)

Заполнить таблицу, используя результаты измерений:

Таблица 1

Слайд13 Приложения

Определяем массу ватки с зарядом q₁. Для этого использовать метод рядов.

Минимальное значение разновесов равно 10 мг или 1010^-6 кг. Уравновешиваем некоторое количество ватки и делим на 10 равных частей. 1 часть имеет массу ватки, использованной в опыте

Таблица 2

Mоб(кг)	n	m(кг)
1010-6	10	110-6

Слайд 14 Приложения

Таким образом мы определяем заряды q₁ и q₂.

Подсчитаем число протонов на ватке. Для этого заряд q₁ делим на заряд протона.

N= q₁/1,6 10^-1

По формуле Гаусса подсчитаем напряженность заряженной пластины

 -поверхностная плотность заряда пластины S = ab

Площадь рабочей части пластины составляет 0,1 0,05=0,005 м² = 510^-3 м²

Результаты помещаем в таблицу 3

Таблица 3

Слайд 15 Приложения

Возвращаемся к таблице 1 и заполняем пустые ячейки.

Выводы по эксперименту:

а) Использовав методы дифференцирования и сравнения, определили:

1. массу ватки m

2. заряд ватки q₁

3. заряд пластины q₂

б) определили число избыточных протонов N на заряженном теле

в) по формуле Гаусса нашли значение напряженности заряженной пластины Е

см. Приложение Слайд 16

Опыт 2 - «прыгающая ватка» с целью определения скорости и ускорения ватки в электрическом поле

IV. Подведение итогов исследования, рефлексия

1. Что нового узнали на уроке?

2. Все ли получилось так, как задумывалось?

3. Какие элементы вам понравились?

4. Было ли вам комфортно на уроке?

5. С каким настроением вы заканчиваете урок?

Слайд 20 Приложения

Решать задачи можно вечно,

Исследованья бесконечны.

Спасибо всем вам за урок,

А главное, чтоб он был впрок

V. Подведение итогов урока, выставление оценок, домашнее задание

Слайд 21 Приложения

Список использованной литературы:

1. Учебник Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев Физика 10 изд.Просвещение

2. Сборник задач по физике П.А.Рымкевич

3. Справочник по физике Б.М Яворский

Ссылки на источники в сети Интернет

http://minkgt.ucoz.ru/

http://class-fizika.narod.ru/10_1.htm

Методические рекомендации по использованию презентации:

Количество слайдов – 21

Среда (редактор), в которой выполнена презентация- MicrosoftOfficePowerPoint

Цель использования презентации и задачи, решение которых реализуется с помощью презентации:

Цель: выделение основных структурных элементов урока;

стимулирование у учащихся познавательного интереса;

акцентирование наглядности материала

Задачи: организация повторения и систематизации основных формул и понятий:

выделение основных этапов урока;

обработка результатов эксперимента;

Рекомендации по подготовке и проведению экспериментов.

1. Классное помещение должно быть сухим!

2. Для электризации воспользоваться пластинкой оргстекла

3. Электризацию проводить лучше всего бумагой. На стекле образуются положительные заряды

4. Экспериментально подобрать размер и массу ватки, в нашем случае она составила 0,1 части от минимального разновеса лабораторных весов

5. Опыт с летающей ваткой обычно получается хорошо, высота полета ватки в нашем случае была 20-22 см.

6. Ватку в данном эксперименте можно считать точечным зарядом, т.к. ее размерами можно пренебречь, расстояние от ватки до пластины в десятки раз больше размеров ватки, такого рода задачи есть в сборниках Степановой и Рымкевича.ымкевичаР

7. Опыт с прыгающей ваткой надо отрепетировать, для этого надо подобрать нужное расстояние между кондукторами (5 - 8 см) и заряд конденсаторов электрофорной машины

8. Заряд пластины мы взяли в 50 раз больше заряда ватки, исходя из рабочей части пластины, для этого мы разместили 100 кусков ватки на пластине и учли, что рабочая площадь пластины в 2 раза меньше всей площади, поскольку стекло оказывается диполем при взаимодействии с рукой и только половина всего заряда участвует во взаимодействии с летающей ваткой.

9. Для получения расчетных данных эти параметры вполне пригодны, т.к. ученики ведут приблизительную проверку закона Кулона и определения заряда ватки.

10. В свое время сам Кулон не смог определить заряд шара в крутильных весах и поэтому такой подход к эксперименту считаю допустимым.

11. Напряженность поля пластины придется считать по формуле Гаусса, которая не входит в школьную программу

12. Практическая ценность экспериментов и расчетов в том, что ученик может осознать результаты в микро-и наноединицах

Суворов Николай Никодимович

с. Русские Шои Куженерского района Республики Мари Эл

МБОУ «Русскошойская средняя общеобразовательная школа»

Физика

Учебник: Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б. Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений (классический курс) Просвещение 2010 г.

Урок – исследование «Точечный заряд в электрическом поле»

10 класс

Продолжительность урока 45 минут

Использование информационных технологий – мультимедийная презентация