урок-путешествие

Методическая разработка
урока по физике
ПУТЕШЕСТВИЕ В МИР ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Московский технологический колледж
Мокрова И.И.
Преподаватель высшей категории
Наблю
дайкино
Истори
яград
Экспер
имента
йкино
Приме
няйкино
Молния
град
Город
Кулон
Задач
кино
Цель урока : Сегодня мы проводим необычный урок. Вас ждет удивительное
путешествие в мир электрических явления и законов. Схема маршрутов
указана на плакате. Чтобы начать путешествие, вам необходимо купить
билеты на наш воображаемый корабль, в котором есть каюты первого и
Обобщяй
второго класса. Классная доска разделена на две части, где записываются
кино
баллы за каждый правильный ответ.
ВОПРОСЫ 1 КОМАНДЫ
1. Каково происхождение слова «электричество»?
2. Какие два рода электрических зарядов вы знаете?
3. Какие заряды считаются элементарными?
4. Как взаимодействуют одноименно заряженные тела?
5. Какие явления происходят при электризации?
6. Чему равен заряд электрона?
7. Из каких частиц состоит атом?
8. Что называется положительным ионом?
9. Сформулируйте закон сохранения электрических
зарядов.
10. Назовите единицы измерения электрического заряда.
ВОПРОСЫ 2 КОМАНДЫ
1. Что изучает электростатика?
2. Что называет электрическим
зарядом?
3. Как взаимодействуют одноименно
заряженные тела?
4. Назовите элементарную частицу,
заряженную положительным
знаком.
5. Что такое точечный электрический
заряд?
6. Почему при электризации оба тела
получает электрический заряд?
7. Остается ли неизменной масса
тела при его электризации?
8. Что называют отрицательным
заряженным ионом?
9. Сформулируйте закон Кулона
10. Какая система тел называется
Учитель подводит итоги
соревнования
Учитель: Наш корабль отправляется в
путешествие, где на станциях с шуточными
названиями вас ждут серьезные встречи с
увлекательным миром электричества.
Следующая остановка – «НАБЛЮДАЙКИНО»
«Фронтальный эксперимент»
1. Положите на полоску бумаги полоски полиэтилена.
Погладьте их тыльной стороной ладони. Попробуйте развести
попробуйте развести их в разные стороны, а затем медленно
сближайте. Что вы наблюдаете?
2. Подвесьте небольшую алюминиевую гильзу на шелковой
нити к штативу и бумагу. Как объяснить дальнейшее
поведение гильзы?
3. У каждого на парте есть небольшое количество мелко
нарезанной бумаги. Потрите пластмассовую авторучку
газетным листом бумаги и поднесите к мелким полоскам
бумаги. Что вы наблюдаете?
4. Потрите газетой надутый детский воздушный шар,
поднесите его к стене класса и опустите. Шар останется у
стены и будет находится в таком положении долгое время.
Студенты (по одному от каждой парты) с разноцветными
Шарами проходят по кабинету и украшают его стены,
прикрепляя вышеизложенным способом.
Учитель: Мы продолжаем наше путешествие.
Следующая станция – «ИСТОРИЯГРАД».
Как впервые были обнаружены электрические явления? Кто
впервые обратил внимание на необычные свойства янтаря?
1 студент: Способность тел после натирания притягивать к себе мелкие предметы была известна в VI веке до нашей
эры. Греческий философ Фалеса Милецкий
(из г.Пушинки, Соломики). Легенда гласит,
что дочь Фалеса пряла шерсть янтарным
веретеном. Уронив его однажды в воду, она стала обтирать
веретено шерстяным хитоном и заметила, что к веретено
пристало несколько шерстинок, и чем сильнее она вытирала
веретено, тем больше прилипало шерстинок. Девушка
рассказала об этом явлении отцу, и он не замедлил провести
эксперимент с различными изделиями янтаря и обнаружил,
что все они после натирания вели себя одинаково.
2 студент. Первые научные представления об
электричестве были изложены придворным
врачом английской королевы
Елизаветы, Уильямом
Гильбертом (1544-1603),
который доказал, что
Способностью янтаря
Обладают стекло, сургуч,
сера и притягивают не только
соломинки, но и металлы, дерево, листья,
камешки, комочки земли и воду. Именно
Гильберту принадлежат введение в науку
термина «электричество», что значит
«янтарь» от греческого слова «электрон».
Эксперимент №1.Положим на круглую опору (можно
использовать небольшую полиэтиленовую бутылку,
наполненную водой) деревянную линейку. Потрем кусочком
Меха эбонитовую палочку и поднесем ее к деревянной
линейке.Какое явление наблюдаете?
Эксперимент №2.Установим на опоре пластмассовую линейку
и повторим предыдущий опыт. Наблюдаем процесс
притяжения линейки к эбонитовой палочке.Как иожно
объяснить наблюдаемые явления?
Эксперимент №3.Возьмем полиэтиленовую бутылку из – под
лимонада, сделаем в ней небольшое отверстие и нальем
слегка подкрашенную жидкость. Наэлектризуем
пластмассовую линейку и откроем отверстие, сделанное в
нижней части бутылки и предварительно закрытое кусочками
пластилина. Поднесем линейку к струйке воды. Объясните,
почему струя воды притягивается к линейке?
3 Студент. Губернатор немецкого города Магдебурга
Отто Гурике проводил любопытные
опыты по электризации тел. Он
изготовил из серы большой шар .
Для этого он наполнил расплавленной серой стеклянный полый
шар и разбил стеклянную оболочку шара
затвердевания серы. Натирая рукой шар из серы, он
наблюдал притяжения к нему легких предметов, а
также заметил, что пушинки и кусочки бумаги,
коснувшись шара, отскакивали от него. Ему также
удалось заставить пушинку, коснувшуюся шара,
плавать над наэлектризованным телом.
4 Студент. Французский физик Шарль Дюфе в 1730 г.
изучил взаимодействие наэлектризованных тел. Он
впервые заметил, что натертые шелком стеклянные
палочки отталкиваются друг от друга , а к
эбонитовой притягиваются.
Эксперимент №5. Установим на круглой опоре
наэлектризованную бумагой пластмассовую линейку
и приблизим к ней аналогичную линейку. Замечаем
взаимное отталкивание одноименно заряженных
тел. Заметим пластмассовую линейку на эбонитовую
палочку, потертую о шерсть. Замечаем взаимное
притяжение наэлектризованных тел. Какой вывод
можно сделать о знаках зарядов на линейке и
эбонитовой палочке?
5 Студент. Американский физик и политический
деятель Бенжамин Франклин в
1778 г. Изменил понятия «стеклянное»
электричество на положительное, а
«смоляное» назвал отрицательным.
Так появились положительно и отрицательно заряженные тела.
Учитель: Мы сейчас выяснили, каким образом были
открыты и изучены электрические явления. А наш
корабль знаний уже прибывает на следующую станцию. Она
называется «Экспериментайкино». Эта станция знаменита
своей физической лабораторией , в которой изучают
различные физические явления. Мы посетим лабораторию, в
которой вы познакомитесь с опытами, позволяющими
выяснить, какие вещества хорошо проводят электрические
заряды, а какие относятся к диэлектрикам. Чтобы попасть в
лабораторию, необходимо ответить на следующие вопросы:
1. Что такое электрометр?
Студент: Электрометр-прибор, позволяющий
измерить электрический заряд, был сконструирован
русским академиком Г.В. Рихманом, другом М.В.
Ломоносова. Рихман так описывал устройство этого
прибора: « … Указатель электричества представляет
собой вертикально расположенную металлическую
линейку длинной около 52 см и массой около 615 г, к
которой подводится заряд от электрической машины.
К линейке прикрепляется льняная нить длинной
около 61 см и массой около 45 г. Угол отклонения
нити фактически позволяет измерить электрическую
силу»
2. Объясните устройство и принцип действия
школьного электроскопа.
Учитель: Вы правильно ответили на поставленные
вопросы и получили пропуск в физическую
лабораторию.
Лаборант (в белом халате и шапочке) проводит
следующие опыты:
Эксперимент №1.
Возьмем 2 одинаковых электроскопа, один из них
зарядим с помощью эбонитовой палочки, потертой о
шерсть. Соединим электроскопы металлическим
стержнем с помощью диэлектрической ручки. Что вы
наблюдаете? Объясните результаты эксперимента.
Эксперимент №2.
Прикоснемся к стержню электроскопа рукой. Как
объяснить исчезновение заряда?
Эксперимент №3.
Повторим опыт №1, соединяя электроскопы
палочками из стекла, плексигласа и эбонита.
Студент: Сейчас на самых различных производствах
с успехом применяют статическое электричество.
Например, при электроокраске деталей
движущиеся на контейнере окрашиваемые детали,
например, корпус автомобиля, заряжают
положительно, а частицам краски придают
отрицательный заряд, и они устремляются и
плотный. Расход краски снижается.
Студент: Исскуственный мех, бархат, плюш, замша
изготавливаются методом электроворсирования.
Поясним это на простом опыте. Установим на
штативе пластины плоского конденсатора в
горизонтальном положении. Обкладки
конденсатора соединим с полюсами
электрофорной машины, а на нижнюю пластину
конденсатора насыпаем мелко нарезанные
листочки станиоля (можно использовать
новогоднюю мишуру). Заряжаем конденсатор с
помощью электрофорной машины и одновременно
протягиваем между его пластинами полоску
бумаги, смазанную клеем. Листочки станиоля при
своем движении к верхней пластине встречают
бумагу и прилипают прилипают к ней.
Студент: Для очистки воздуха используются
электрофильтры.
Учитель: В большинстве случаев электризация
вредна и небезопасна.
Студент: При изготовлении тканей в текстильной
промышленности волокна заряжаются и
отталкиваются друг от друга, прилипают к металлическим
частям машины, путаются, вследствие этого учащаются
обрывы.
Студент: В типографиях при работе ротационных машин
бумага электризуется, что приводит к ее свертыванию и браку
при печатании.
Студент: При перевозке горючих жидкостей в автоцистернах
жидкости взбалтываются и электризуются, чтобы избежать
возникновения искр и пожара, к корпусу автомашины
прикрепляют металлическую цепь, которая при движении
волочится по земле и отводит заряды в землю.
Учитель: Можно ли уберечься от электрических
зарядов?
Студент: В домашних условиях устранит заряды
статического электричества довольно легко,
повышая относительную влажность воздуха
квартиры до 60 – 70%. Электризация устраняется,
если к воде добавить гидрофильные вещества,
например, хлорид кальция, а также если протирать
электризующиеся поверхности глицерином.
Химическая промышленность сейчас выпускает
препарат «Антистатик», который снимает
электрический заряд с синтетической одежды. На
производстве, в местах скопления электрических
зарядов устанавливаются специальные
металлические щетки, которые заземляются.
Заряды, возникающие на деталях и узлах машин и
станков, через эти щетки отводятся в землю.
Можно бороться с электрическими зарядами с
помощью специальных приборов – ионизаторов.
Учитель: Наш корабль прибывает на станцию
«Молниеград». Мы постоянно находимся в
необъятном океане электрических зарядов –
естественных и искусственных. Одно из
величественных и горизонтальных явлений
природы – молния, которая представляет собой
прерывистый электрический разряд, который
протекает в сотые доли секунды. В древние
времена человек испытывал страх перед этим
величественным явлением, т.к. не умел объяснить
причину грозных явлений. Он стремился укрыться
от бушующей стихии, обрушившейся на него в
виде гигантских вспышек света, громовых ударов,
ливня.
Могущество молнии ярко описано в стихотворении
Елизаветы Кульман «Молния»
Студент:
«Со мною кто сравнится?»
- Я! - Дуб сказал могучий,
Взмахнув вершиной гордой,
Из облаков зловещих
Летучею змеею
Вдруг молния блеснула
И крепкий дуб сломила,
Как бы дитя играя,
Цветка согнуло стебель.
«Со мною кто сравнится?»
- Я! – Прозвучала башня,
Чье золотое темя
Отовсюду гордо блещет
Когда не покрывают
Его, как флером тучи,
Но небеса разверзлись,
Для молнии гремучей.
Летит драконом страшным
С зияющей пастью;
Мгновенье – и не стало
Главы у гордой башни;
Лишь черными ручьями
Вниз по стенам стекает
Расплавленное злато.
«Нет, мне никто не равен!»
Сказала и стрелою
Нырнула в волны моря,
Где только что спесиво
Корабль военный несся.
Пожар! В минуту с треском
Горящие остатки
На воздух разметало;
Потом опять все море
Упало, потонуло
И дивного строения
Как будто не бывало….
Учитель: Какова же природа молний?
Студент: Природа молнии стала известна после
исследований, проведенный американским физиком
Франклином и русским ученым Г. Рихманом. В 1745 г.
Франклин запустил под грозовую тучу бумажного змея с
металлическим острием, от которого свешивалась вниз
бичева с железным ключом на нижнем ее конце. Чтобы
предохранять здания и другие сооружения от молний,
Франклином был изобретен громоотвод (точнее
молниеотвод). Почти одновременно с Франклином изучал
атмосферное электричество М.В. Ломоносов вместе со
своим другом Георгом Рихманом. Опыты по изучению
атмосферного электричества были чрезвычайно опасны.
На крыше дома или на вершине дерева укреплялся
высокий шест с заостренным железным стержнем, от
которого спускалась проволока. Во время грозы
наблюдатели извлекали из проволоки электрические искры.
И однажды во время таких опытов от проволоки отделился
небольшой огненный шарик – шаровая молния, от удара
которой погиб профессор Рихман.
Студент: Сегодня молния уже не является загадочным
явлением. Ее природа и свойства стали известны.
Молния обычно избегает путь в том направлении,
где встречает наименьшее сопротивление. Чаще
всего она ударяет в высокое дерево, крышу зданий
или в вершину холма. Молния, ударившая в
дерево, раскалывает и зажигает его ствол, а попав
в деревянное здание, вызывает пожар. В горах она
раскалывает утесы. Проходя через песок,
сплавляет его.
Учитель: Проверим свойства молнии с помощью
простого опыта. Приведем в действие электрофорную
машину. Палочку с ватой, смоченной в эфире расположим
между полюсами электрофорной машины. При
проскакивании искры ватка воспламеняется.
Учитель: наше путешествие продолжается.
Следующая станция «Город Кулон». Чтобы нам
разрешили попасть в этот замечательный город,
необходимо ответить на следующие вопросы:
1. Можно ли уничтожить или создать электрический
заряд?
2. Можно ли наэлектризовать латунную палочку?
3. Как будет действовать наэлектризованная
эбонитовая полочка на магнитную стрелку?
4. Бывали случаи, когда очень быстро
поднимающийся аэростат самопроизвольно
загорался в воздухе. Чем это можно объяснить?
Учитель: Вы правильно ответили на поставленные
вопросы и теперь совершим небольшую экскурсию
по городу. Нас встречают ученые этого города,
которые расскажут о его истории.
Ученый: (в мантии ученого) рассказывает об истории
открытия закона Кулона, формулирует закон,
записывает формулу на доске.
Ученый: Уважаемые студенты!. Наш корабль
отправляется и нас ждет еще одна станция с
названием «Задачкино». Пропуском на станцию
является несложный тест, который у вас у каждого
имеется на столе. На его выполнение у вас есть 5
минут.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ЗАПОЛНИТЕ ПРОПУСКИ В ТЕКСТЕ
Атом состоит из положительно заряженного ……., вокруг
которого движутся …………….
Ядро состоит из …….. и ……..
Протоны имеют …….. заряд, а нейтроны …………
У электрически нейтрального атома заряд ядра ……..
заряду электронов.
Атом, потерявший один или несколько электронов,
называется …. ионом.
Атом, присоединивший один или несколько электронов,
называется …. ионом.
Три пары легких шариков подвешены на нитях. Какая
пара шариков
А) не ряжена.
Б) имеет одноименные
заряды.
В)имеет разноименные заряды.
8. Будут ли взаимодействовать
между собой
наэлектризованные тела в
космическом пространстве, где
нет воздуха?
У доски выполните следующие действия:
Вычислите:
Переведите в СИ:
10  10 
1Кн 
10 3  10 5 
1мН 
3
8
6
10

4
10
10 9

6
10
4
10
10 
2 3
1см 
1см 
2

1нКл 
Самостоятельно решите следующие задачи:
1 вариант
1. С какой силой взаимодействуют два заряда по 12
нКл каждый, находящиеся на 3 см друг от друга.
2. На каком расстоянии друг от друга заряды 1 мкКл
и 6 НКл взаимодействуют с силой 12 мН.
2 вариант
1. С какой силой взаимодействуют два заряда по 10
нКл, находящиеся на расстоянии 2 см друг от
друга.
2. Два шарика, расположенные на расстоянии 10 см
друг от друга, имеют одинаковые положительные
заряды и взаимодействуют с силой 3 мН.
Определите заряд шариков.
.
Итоги урока
 Учитель: наше путешествие закончилось.
 Подводятся итоги урока.
 Оценивается деятельность каждого
студента.