Урок по физике "Закон Кулона"

Тема « Закон Кулона.». 10 класс

Тип урока: изучение нового материала.

Цели:

Образовательная:

• Рассмотреть, как происходит взаимодействие точечных зарядов.

• Добиться понимания учащимися закона Кулона, его физического смысла и границ применения.

Воспитательная:

• формирование научного мировоззрения.

• формирование основных навыков решения задач на применение закона Кулона.

Развивающая:

• развитие умений наблюдать, анализировать, сравнивать и делать выводы.

Оборудование: ПК, проектор, экран, доска, компьютерная презентация, раздаточный материал.

План урока:

1. Вызов.

2. Осмысление.

3. Рефлексия.

Ход урока.

«Скажи мне, и я забуду.

Покажи мне, и я запомню.

Дай мне действовать, и я научусь».

Конфуций

1Вызов..

Приветствие. Постановка цели урока.(Раздать оценочные листы, тесты, качественные и количественные задачи ).

2.Осмысление.

1. Тест

Ответы:

1 вариант: 1.В; 2.С; 3.С; 4.С; 5.А; 6.Е

2 вариант: 1.С; 2.А; 3.С; 4.С; 5.А; 6.В.

2.Фронтальный опрос. (Вопросы на слайдах). (Каждая пара готовит ответ на один вопрос).

1. Какие меры предосторожности надо принять, чтобы при переливании бензина из одной цистерны в другую он не воспламенился?

(Во время перевозки и при переливании бензин электризуется, может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют)

1. Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны?

(Потому, что железнодорожная цистерна заземлена через колеса рельса)

1. Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно?

(Может, в зависимости от того, чем ее натирают)

1. Если вынуть один капроновый чулок из другого и держать каждый в руке на воздухе, то они расширяются. Почему?

(При трении чулки электризуются. Одноименные заряды отталкиваются. Поэтому поверхность чулка раздувается.)

1. Газета «Известия» 22 марта 1969 года поместила следующий репортаж своих корреспондентов: «…В Швеции сейчас наблюдается любопытное явление. Здороваешься за руку, и вдруг тебя бьет током, взялся за какой-то металлический предмет – опять удар. В чем дело? Все объясняется просто. Воздух в Скандинавии сейчас настолько сух, что статическое электричество не уходит из организма, а накапливается в нем в больших количествах. От сверхмерной наэлектризованности люди становятся более раздражительными и повышенно возбудимыми». Насколько, с точки зрения физики, обоснованы выводы авторов?

- А теперь давайте рассмотрим, с какой силой могут взаимодействовать заряженные тела.

3. Сообщение учащегося: Автобиография Ш. Кулона.

ШАРЛЬ ОГЮСТЕН КУЛОН

Его именем названа единица электрического заряда и закон электростатики, который изучают в школах.

Шарль Огюстен де Кулон родился 14 июня 1736 г. в Ангулеме (Южная Франция) в зажиточной дворянской семье (его отец был крупным королевским чиновником). Учился в престижном колледже Катр-Насьон (учениками этого колледжа были Д'Аламбер и Лавуазье), где увлекся математикой и написал несколько работ, за которые был избран членом научного общества в Монпелье.

В 1758 г. Кулон поступил учиться в военное училище в Мезьере по специальности военного инженера и блестяще окончил училище в 1761 г. Ему, единственному из всего выпуска присвоили воинское звание первого лейтенанта. Но с военной карьерой не заладилось. Молодого офицера отправили в далекую заморскую колонию, на остров Мартинику, где он в течение 9 лет строил мосты, дороги, укрепления.

Только в 1772г. Кулону удалось вырваться из "зеленого ада" и вернуться во Францию. Здесь он продолжает работать военным инженером в Шербуре, Безансоне и других местах и заниматься наукой. Конечно, прежде всего его интересовали проблемы механики. За научный труд, посвященный расчету архитектурных конструкций, Кулон в 1774 г. был избран членом корреспондентом Академии наук Франции. Он занимался исследованием сил трения, и та формула определения силы трения, которую сейчас изучают в школах, предложена Кулоном.

В 1781 г. Кулон был избран академиком. В те годы его называли "инженером короля", многие парижские сооружения были рассчитаны им. Уже в 80-е годы ХVIII ст. Кулон заинтересовался электрическими силами притяжения и отталкивания. Можно ли измерить столь малые силы? Кулон проявил изумительную изобретательность и в 1784 г. построил прибор для измерения сверхмалых сил - крутильные весы. Благодаря крутильным весам Кулон поставил серию экспериментов и в 1785 г. сформулировал свой знаменитый закон: сила притяжения (или отталкивания) между зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Кулон гордился тем, что запись его закона подобна записи закона всемирного тяготения Ньютона, но в законе Ньютона было только притяжение. Впоследствии, уже после смерти Кулона, в 1810 г. умер английский физик Генри Кэвендиш. Разбирая его бумаги, исследователи установили, что закон электростатики Кэвендиш открыл еще в 1771 г., но по каким-то причинам не напечатал. Наука, как и история, не знает сослагательного наклонения. Не напечатал - сам виноват. Поэтому закон по праву носит имя Шарля Кулона.

Во время Великой французской революции дворянин и офицер Кулон был вынужден скрываться в маленьком городке Блуа. Когда революция отшумела, прекрасный инженер и ученый опять оказался востребованным и продолжал свою деятельность, занимаясь, в частности, проблемами магнетизма. В 1802 г. Кулона вызвал к себе Наполеон. Небольшое отступление - Наполеон буквально боготворил ученых.

Известен и такой пример. Великому французскому математику Лапласу Наполеон присвоил титул графа и назначил министром. Когда Лаплас успешно провалил работу министра, Наполеон не бранил его, а ласково сказал: "Идите, Лаплас, и займитесь настоящим делом". Кулону Наполеон присвоил генеральское звание и высокую должность Генерального инспектора. Последние годы жизни Кулон прожил в Париже, окруженный уважением и славой. Умер Кулон 23 августа 1806 г.

Электризация тел. Два рода зарядов

Отключили свет опять?
Я решила чуть поспать,
Потянула покрывало –
Темноты на миг не стало,

Заискрилось все вокруг.
Что случилось здесь, мой друг?
Кошка прыгнула тихонько,
Гладила я ее легонько.

Замурлыкала вдруг Мурка
Заискрилась даже шкурка.
Майку стала я снимать,
Удивилась я опять:

Что-то очень затрещало,
А такого не бывало!
Искры брызнули вокруг,
Что случилось с майкой вдруг?

Потерла стеклышко тряпицей,
Пришлось очень удивиться:
Притянулись к палочке мелкие бумажки-
На столе они лежали,
И запрыгали, бедняжки.

Два рода есть зарядов в мире
Запомни: два, а не четыре!

Притянулись вдруг заряды
Такой дружбе мы все рады.
А вот эти все сражались
И , конечно, разбежались.

Распорядилась так природа:
Дала им знаки разные.
Хоть с минусом, хоть с плюсом
Частички те прекрасны.

Человек открыл закон,
Это был Шарль Кулон.
Он сказал: все очень рады,
Что вокруг нас есть заряды,

И сказал, что их движенье
Результат их притяженья.

Как такой закон прочесть?
Расстояние учесть!

4.Просмотр фильма: «Закон Кулона».

5.Физминутка.

6.Решение задач.

Границы применимости закона:

• Заряженные тела должны быть точечными. Если же размеры и расстояния соизмеримы, то закон Кулона не применим. В этом случае необходимо мысленно «разбить» тело на такие малые объемы, чтобы каждый из них отвечал условию точечности. Суммирование сил, действующих между элементарными объемами заряженных тел, дает возможность определить электрическую силу.

• Заряженные тела должны быть неподвижными, т.к. при движении заряженных тел проявляется действие магнитного поля, возникающего в результате этого движения.

1. Как изменится сила кулоновского взаимодействия, если…

А) величина одного из зарядов увеличится в 2 раза;

Б) величина одного из зарядов увеличится в 3 раза, а второго уменьшится в 9 раз;

В) расстояние между зарядами увеличится в 6 раз;

Г) величина одного из зарядов увеличится в 4 раза, а расстояние между ними уменьшится в 2 раза;

2. Во сколько раз изменится сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами, если:

а) расстояние между ними увеличить в 3 раза;

б) заряд одного из них увеличить в 5 раз?

3. Определите силу взаимодействия 2 одинаковых точечных зарядов по 1 мкКл, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга.

4. Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, находящихся на расстоянии 0,5 м, равна 3,6 Н найдите величины этих зарядов.

5. На каком расстоянии нужно расположить два заряда 5•10 ^-9 Кл и 6•10 ^-9 Кл, чтобы они отталкивались друг от друга с силой 12•10^-5 Н.?

6. Определите расстояние между двумя одинаковыми электрическими зарядами, находящимися в керосине, с диэлектрической проницаемостью ε=2,5, если сила взаимодействия между ними такая же, как в вакууме на расстоянии 30 см.

3. Рефлексия.

Выводы

1. Электрическая Кулоновская сила может вызвать движение тел, изменение их скорости.

2. Птицы слетают с проводов высокого напряжения, когда включают ток, на перьях их возникает статический заряд и они топорщатся - это пугает птицу.

3. Проводники для опытов по электростатике делают полыми, потому что статические заряды располагаются лишь на внешней поверхности проводника.

4. При промышленном изготовлении пороха его частицы обволакивают порошком графита: графит проводник и порох заземлен – это предохранение от взрыва.

1.Оцените свою работу на уроке, составив рассказ:

Сегодня на уроке я работал (а) ______________________________________________________________

Я понял (а) (укажите номера понятых вопросов):_______________________________________________

В этом мне помогли:_______________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Мне нужно разобраться в таких вопросах (укажите номера непонятых вопросов):____________________

Для этого нужно___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

В составлении рассказа вам могут помочь следующие слова.

Слова для оценки работы:

Работа по устранению затруднений:

• прочитать записи по теме;

• прочитать информацию по данной теме в учебнике;

• выучить определение, формулу, …;

• научиться изображать силы;

• проконсультироваться с преподавателем по вопросу…;

2. Подведение итога по оценочным листам.