Урок по теме: "Электростатика"

Повторительно-обобщающий урок по теме: "Электростатика"

Талалай Ольга Георгиевна, учитель физики

Статья отнесена к разделу: Преподавание физики

Цели:

Выделить основные структурные элементы знаний по теме: "Электростатика".
Продолжить формирование приемов мыслительной деятельности – анализа, синтеза, сравнения, систематизации, навыков экспериментальной и практической деятельности, работы в группе.
Закрепить ранее изученный материал, умение проводить эксперимент, составлять и решать задачи.

План урока:

Анализ основного содержания по теме: "Электростатика".
Повторение и систематизация знаний о физических величинах и способах их определения. Обобщение знаний о понятиях и законах, изученных по данной теме.

Экспериментальные задачи. Творческие рассказы "Найди ошибку".

Решение задач.

Оборудование:

Кодоскоп, электромер, стеклянная палочка, кусочек шелка, две полиэтиленовые полоски, конденсатор, соединительные провода, источник тока, кодограммы с содержанием таблиц и задач.

Содержание урока. Методика его проведения.

I. Урок начинается с основного содержания темы "Электростатика". Учитель предлагает вспомнить основные знания, изученные по теме.

Резюмируя ответы учащихся, он подчеркивает, что основное содержание темы составляют следующие понятия: электрический заряд, закон сохранения электрического заряда, закон Кулона электрическое поле, напряженность поля, электрические свойства вещества, работа сил электростатического поля, разность потенциалов, электроемкость, конденсаторы.

Учитель проецирует на экран <Приложение1>.

II. Этап урока, посвященный повторению и систематизации знаний о физических величинах и законах.

С этой целью учащимся предлагается ответить на блок вопросов (класс предварительно делят на шесть групп, каждая группа получает свой блок вопросов).

1 группа

Что называют электрическим зарядом?
Как взаимодействуют одноименные и разноименные электрические заряды?
Назовите свойства электрического заряда.
Сформулируйте и запишите закон сохранения электрического заряда.
В каких случаях выполняется закон сохранения электрического заряда?

2 группа

Как формулируют и записывают закон Кулона для взаимодействия зарядов в вакууме? в среде?
Какая величина характеризует влияние среды на силу взаимодействия между зарядами?
Чему равен коэффициент пропорциональности в законе Кулона?
Чему равна электрическая постоянная?
Каково значение заряда и массы электрона?

3 группа

Что такое электрическое поле?
Назовите основные свойства электрического поля.
Что называют напряженностью электрического поля? Какая формула выражает суть этого понятия?
Чему равна напряженность электрического поля точечного заряда?
Приведите примеры графического изображения электрических полей.

4 группа

Какие вещества называются проводниками?
Какие частицы являются носителями свободных зарядов в металлах?
Как распределяется по проводнику сообщенный ему заряд?
В чем состоит явление электростатической индукции?
Какие вещества называют диэлектриками? Назовите виды диэлектриков.

5 группа

Что понимают под работой электрического поля?
Запишите формулы работы по перемещению заряда в электрическом поле.
Как связаны изменение потенциальной энергии поля с работой? Формула.
Что называют потенциалом электростатического поля? Какая формула выражает смысл этого понятия?
Что называют разностью потенциалов между двумя точками поля? Какая формула выражает смысл этого понятия?

6 группа

Что называют электроемкостью уединенного проводника? Какая формула выражает смысл этого понятия?
Что называют электроемкостью двух проводников? Какая формула выражает смысл этого понятия?
Что называют конденсатором? зарядом конденсатора?
Запишите формулы электроемкости плоского конденсатора?
Что называют энергией электрического поля? Формула.

В ходе ответа на теоретическую часть учащиеся заполняют таблицу № 1 и № 2.

Таблица № 1

Физическая величина	Обозначение	Единица измерения
1. Электрический заряд	q	Кл
2. Диэлектрическая проницаемость
3. Напряженность	E
4. Работа	A	Дж
5. Потенциал	U	В
6. Разность потенциалов		В
7. Электроемкость	С	Ф
8. Энергия электрического поля	W	Дж

Таблица № 2

Название закона, формул	Формулы, выражающие связь между величинами	Формулировка закона
1. Закон сохранения электрического заряда	q₁+q₂+…+q_n=const	Алгебраическая сумма зарядов электрически изолированной системы постоянна.
2. Закон Кулона		Сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами прямо пропорциональна произведению модулей зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена по прямой, соединяющей заряды.
3. Напряженность электрического поля
4. Напряженность поля точечного заряда
5. Работа по перемещению заряда в электрическом поле
6. Потенциал электростатического поля
7. Разность потенциалов
8. Электроемкость уединенного проводника
9. Электроемкость двух проводников
10. Электроемкость плоского конденсатора

Следующий момент урока посвящен развитию умения учащихся проводить эксперимент и анализировать полученные результаты.

Учитель предлагает проделать и пронаблюдать указанные в таблице № 3 опыты, предварительно выдвинув гипотезу ожидаемого результата.

Таблица № 3

Эксперимент	Гипотеза	Результат эксперимента и его объяснение
1. Нейтральную палочку поднесите к заряженному электрометру, как показано на рисунке. Каким знаком зарядилась палочка? Как экспериментально проверить знак палочки? <Рисунок 1>.
2. Две полиэтиленовые полоски взаимодействуют, как показано на рисунке. О чем свидетельствует опыт? Что произойдет, если полоски соприкоснутся? <Рисунок 2>.
3. Что покажет электрометр: а) если раздвинуть пластины конденсатора? б) если сблизить пластины конденсатора? в) если ввести между пластинами оргстекло? <Рисунок 3>.

В процессе обсуждения экспериментов учащиеся в месте с учителем составляют цепочку действий: проблема – гипотеза – эксперимент – вывод.

Следующий этап посвящен решению задач творческого характера "Найди ошибку". Учащиеся заранее составили рассказы по основным понятиям темы. В каждом рассказе допущены две ошибки, которые нужно найти.

Пример рассказа:

Конденсатор представляет собой два проводника, соединенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Простейший плоский конденсатор состоит из двух одинаковых параллельных пластин, находящихся на малом расстоянии друг от друга. Если заряды пластин одинаковы по модулю и противоположны по знаку то силовые линии электростатического поля начинаются на положительно заряженный обкладке конденсатора и оканчиваются на отрицательно заряженной. Поэтому все электростатическое поле сосредоточенно снаружи конденсатора.

Заслушав рассказ учащихся, учитель еще раз обращает внимание на важность точности формулировок законов, понятий, на умение правильно применять полученные знания на практике и в повседневной жизни.

III. Учащиеся решают задачи, предложенные учителем. (Задачи подбираются с учетом особенностей класса и уровня подготовки учащихся).

Задача № 1. Два одинаковых металлических шарика заряжены так, что заряд одного из них в пять раз больше заряда другого. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Во сколько раз изменилась (по модулю) сила взаимодействия, если шарики были заряжены одноименно? разноименно? (Ответ: увеличилась в 1,8 раза; уменьшилась в 1,25 раз).

Задача № 2. Маленький шарик массой 2 г, подвешенный на тонкой нити несет на себе заряд 3*10^-7 Кл. На какое расстояние снизу к нему надо поднести другой маленький шарик с зарядом 5*10^-7 Кл, чтобы натяжение нити уменьшилось в два раза. (Ответ: r = 37 см).

Задача № 3. Два точечных заряда 6,7 нКл и –13,3 нКл находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Найти напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 3 см от положительного заряда и на расстоянии 4 см от отрицательного заряда.

(Ответ: Е = 100 кН/Кл).

Задача № 4. Заряженный шар имеет поверхностную плотность заряда

Найти напряженность поля в точке, отстоящей от поверхности шара на расстоянии, равно его диаметру. (Ответ:

).

Задача № 5. В результате слияния 64 капелек воды, заряженных одинаково, образовалась одна большая капля. Во сколько раз потенциал

большой капли отличается от потенциала ? каждой малой капли? Капли имеют форму шара. (Ответ:

).

Задача № 6. Расстояние между пластинами плоского конденсатора уменьшилась в два раза. Во сколько раз изменилась энергия, напряженность поля, заряд и напряжение между пластинами. Рассмотреть два случая: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остался присоединенным к источнику постоянного тока напряжения. (Ответ: а) уменьшилась в 2 раза, не изменилась, не изменился, уменьшилось в 2 раза; б) увеличилась в 2 раза, увеличилась в 2 раза, увеличился в 2 раза, увеличилось в 2 раза).

В каждой группе эксперт заполняет карточку контроля группы таблица № 4. После обсуждения итогов работы учащихся эксперты выставляют отметки за урок. Учитель корректирует выставление отметок.

Таблица № 4

Карточка контроля группы

Ф.И.	Характер работы по подготовке к уроку	Оценка по подготовке	Работа на уроке					Средний балл	Оценка за урок
Ф.И.	Характер работы по подготовке к уроку	Оценка по подготовке	Ответ у доски (теория, практика)	Таблица по теории № 1	Таблица по теории № 2	Эксперимент таблица № 3	Дополнительно	Средний балл	Оценка за урок

Эксперт группы_________________

Домашнее задание. Подготовьте ответ на вопрос: в чем сходство и различие закона Кулона и Закона всемирного тяготения? Для выполнения задания сравните: а) форму записи законов (математическое выражение закона); б) зависимость сил от расстояния между телами (зарядами); в) условия применимости законов; г) точка приложения и направления сил; д) природу сил. Решите задачи: № 765, 774, 839, 867. (Сборник вопросов и задач по физике 10-11 класс. А.Н.Малинин, 2002 г.).

ЛИТЕРАТУРА

Горбушин Ш. А. Азбука физики. Опорные конспекты для изучения физики за курс средней общеобразовательной школы: Экспериментальные материалы. – Ижевск: Удмуртия, 1992.
Халапова Г. М., Юлку С. В. Рабочая тетрадь по физике.: Учебное пособие для 10 класса.-С-П.: Издательский дом "МиМ", 1998.