Урок физики в 10 классе по теме"Электрическое взаимодействие. Закон сохранения электрического заряда"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Электрический заряд. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда

10 класс

Учитель физики И.В.Торопчина

Лицей №7

г. Бердск

Цели урока:

• провести аналогию между гравитационным и электромагнитным взаимодействиями;
• изучить понятие «электрический заряд», его свойства и способы получения электрических зарядов;
• объяснить физический смысл явления электризации;
• познакомить с законом сохранения электрического заряда.

Электродинамика

• Электродинамика - это наука о свойствах и закономерностях поведения особого вида материи - электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрически заряженными телами или частицами.

Электростатика

• Электростатика - раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов

Виды взаимодействий

• Гравитационное
• Слабое
• Электромагнитное
• Сильное

Сравнение гравитационного и электромагнитного взаимодействий

Гравитационное

Значение для Вселенной

Электромагнитное

Тип взаимодействия

Частицы участвующие во взаимодействии

Сравнение гравитационного и электромагнитного взаимодействий

Гравитационное

Значение для Вселенной

Электромагнитное

Упорядоченное расположение небесных тел

Тип взаимодействия

Притяжение

Сохранение структуры

вещества

Частицы участвующие во взаимодействии

Притяжение

и отталкивание

Все, имеющие массу

Заряженные

• Электродинамика как наука зародилась в результате многочисленных открытий и экспериментов.

Фарадей Майкл

Максвелл Джеймс Клерк

• Во второй половине XIX в., после создания электродинамики, началось широкое практическое использование электромагнитных явлений. Изобретение радио А.С.Поповым (1859-1906) и Г. Маркони (1874-1937) - одно из важнейших применений принципов новой теории.

А.С.Попов

МАРКОНИ ГУЛЬЕЛЬМО

• При развитии электродинамики впервые научные исследования предшествовали техническим применениям.
• Если паровая машина была построена задолго до создания теории тепловых процессов, то сконструировать электродвигатель или радиоприемник оказалось возможным лишь после открытия и изучения законов электродинамики.

Электрический заряд

• Взаимодействия между заряженными частицами называются электромагнитными

• Способность частиц к электромагнитному взаимодействию, характеризует электрический заряд
• Электрический заряд определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Два знака электрических зарядов

• В природе есть частицы с электрическими зарядами противоположных знаков; в случае зарядов одинаковых знаков частицы отталкиваются, а в случае разных - притягиваются.

• Заряд элементарных частиц - протонов, входящих в состав всех атомных ядер, называют положительным, а заряд электронов - отрицательным.

• Между положительными и отрицательными зарядами внутренних различий нет.

Заряд можно обнаружить с помощью электроскопа и электрометра (обнаруживает и измеряет).

Заряд и масса электрона

q e = - 1,6 . 10 -19 Кл

m e =9,1 . 10 -31 кг.

Электрический заряд дискретен

Электрический заряд имеет дискретную природу, т.е заряд любого тела кратен заряду электрона:

Q = N·q e

N- целое число.

Дискретность электрического заряда была

доказана опытами А.Ф.Иоффе и Р.Миллекена в 1909 году

Элементарный заряд

• Электроны и протоны могут неограниченно долго существовать в свободном состоянии. Остальные же заряженные частицы живут менее миллионных долей секунды. Они рождаются при столкновениях быстрых элементарных частиц и, просуществовав ничтожно малое время, распадаются, превращаясь в другие частицы.

• Существует минимальный заряд, называемый элементарным, которым обладают все заряженные элементарные частицы. Заряды элементарных частиц различаются лишь знаками.

Электризация

В древней Греции явлением

электризации занимался

Фалес Милетский.

Электризация - явление приобретения телом электрического заряда.

Способы электризации

• трением
• освещением
• соприкосновением
• ударом

Атом электрически нейтрален (суммарные заряды протонов и электронов одинаковы), но его можно ионизировать.

Закон сохранения электрического заряда

Во всех явлениях электризации тел в замкнутой

системе суммарный электрический заряд

сохраняется.

Замкнутая или электрически изолированная

система тел - это система тел, через границу

которой не проникают заряды.

q 1 +q 2 +q 3 +…+q n =const

Вредное действие электризации

• электризация одежды
• волос

• бензина в бочках бензобаков

Средства защиты:

• заземляющие устройства;
• нейтрализаторы;
• увлажняющие устройства;
• антиэлектростатические вещества;
• экранирующие устройства .

Полезная электризация

• поглощение пыли электрофильтрами
• смешивание веществ
• электрокопчение продуктов
• действие лазерного принтера
• дактилоскопия
• в медицинских целях используют отрицательные ионы

«Разутый философ»

У ученого Роберта Симмера была странная привычка носить

одновременно две пары чулок: по одному белому (шелковому) и

одному черному (шерстяному) на каждой ноге. Когда Симмер

снимал чулки, сразу черный и белый с каждой ноги, то пока они

оставались вместе, практически не наблюдалась никаких

электрических эффектов. Но стоило только разнять белый и

черный чулки, как они раздувались, будто в них все еще

находилась нога, и притягивались друг к другу.

Будучи соединенными, снова, чулки «схлопывались» и, лежа

друг на друге, со временем разбухали не более чем на 2-3 дюйма.

В сухие холодные дни ученый бросал свои раздутые чулки на

стену комнаты – они прилипали к стене и совершали пируэты

при дуновении.

Так Симмер развлекал этими «танцами» своих ученых коллег (и

даже принца Уэльского). Он придавал большое значение своим

опытам с чулками, за что и получил в ученом мире прозвище «разутый философ».

Вопрос:

Объясните явления, которые наблюдал «разутый философ»?

Мастеру прядильного цеха Иванову Степану

Ивановичу был объявлен выговор за то, что

он не следил за влажностным режимом в

цеху.

По его вине, нити при электризации друг о

друга и о детали станка, путались и рвались.

Степан Иванович с выговором был не

согласен. Он считал, что в разрыве нитей

виноваты работницы, которые плохо

следили за работой станка.

Вопросы:

• Почему так важен влажностный режим в цехах текстильной промышленности?
• Справедливо ли был наказан мастер Степан Иванович?
• Могли ли быть последствия при трении нитей и не соблюдении влажностного режима более серьёзными?

Комиссия, проверяющая работу в типографии была возмущена тем, что несколько раз в день печатные (ротационные) машины отключались, для проведения в цеху влажной уборки. Это, по их мнению, снижало производительность труда, повышало себестоимость печатной продукции. Мастер цеха Петров Иван Иванович объяснил, что это необходимо делать для того, чтобы снять статическое электричество с бумаги и машины, для предотвращения заминания и порыва бумаги и возможности пожара.

Вопрос:

Кто прав?

Иван Иванович или комиссия?

Спасибо

за внимание!