Электроскоп. Проводники и непроводники электричества. Электрическое поле.
методическая разработка по физике (8 класс) по теме

8 класс.

Электроскоп. Проводники и непроводники электричества. Электрическое поле.

Цель урока:

- познакомить детей с новым прибором и его назначением;

- дать понятие проводников и непроводников электричества;

- воспитание дисциплинированности, аккуратности записи в тетради, внимательности.

- формирование научного мировоззрения: мир познаваем, явления природы подчиняются физическим законам.

- развитие мышления и памяти;

- умение правильно говорить.

Задачи:

Образовательная: раскрыть свойство веществ – электропроводность; ознакомить с применением проводников и диэлектриков на практике; раскрыть принцип работы электроскопа.

Воспитательная: создание ситуаций самостоятельного поиска решения поставленных задач; воспитание уважительного отношения к мнению другого человека.

Развивающая: развитие логического мышления; развитие познавательного интереса.

Форма урока: работа с текстом учебника, групповые формы: работа

(в парах),  самостоятельная работа,  экспериментальное исследование.

Метод обучения: системно-поисковый.

Местоположение урока:  промежуточный: урок может быть проведен после изучения понятия «электрический заряд» и взаимодействия электрических зарядов.

Оборудование к уроку:

1 демонстрационный электрометр, стеклянная и эбонитовая палочки, набор минералов, компьютер, мультимедийный проектор.

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ( http://school-collection.edu.ru/)

Видеоролик "Как установить знак заряда электроскопа"

Видеоролик "Отрицательный заряд электрометра"

План урока.

1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний.
3. Исторический экскурс.
4. Изучение нового материала.
5. Закрепление знаний.
6. Изучение нового материала.
7. Закрепление и коррекция знаний.
8. Итоги урока, домашнее задание.

Ход урока:

1.Организационный момент.

Приветствие, готовность к уроку.

2.Актуализация знаний.

На прошлом уроке мы с вами изучили тему: «Электризация тел при соприкосновении. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов. Дома вы должны были её повторить.

(слайд 1)

1. Что можно сказать про тело, если оно притягивает другие тела?

Про тело, которое может притягивать другие тела, говорят, что оно наэлектризовано

2. А что ещё говорят про тело, если оно наэлектризованное?

Что телу сообщён электрический заряд.

3. Сколько тел может участвовать в электризации?

В электризации может участвовать только два тела.

4. Можно ли передать электрический заряд от одного тела к другому, если да то каким образом?

Электрический заряд можно передать от одного тела к другому прикосновением заряженного тела к не заряженному.

5. Притягиваются или отталкиваются тела имеющие заряды одного рода?

Тела, имеющие заряды одного рода, отталкиваются.

6. Притягиваются или отталкиваются тела имеющие заряды разных родов?

Тела, имеющие заряды одного рода, притягиваются.

7. Сколько родов электрических зарядов вы знаете?

Существует только два рода зарядов.

8. Назовите их.

Положительный и отрицательный

9. Как означают заряды на схемах рисунках и чертежах?

Положительным знаком «+», а отрицательным знаком «–».

Проверочная работа.

Индивидуальная работа в форме теста. Выполняется письменно на листах малого формата.

3. Изучение нового материала.

Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с электроскопом, его назначением и устройством, а также с проводниками и непроводниками электричества.

(слайд 2)

«Запишите число и тему урока» (написаны на доске).

Итак, мы с вами уже знаем, что наэлектризованные тела притягиваются или отталкиваются, по взаимодействию можно судить, сообщён ли телу электрический заряд. Поэтому и устройство прибора, при помощи которого выясняют, наэлектризовано ли тело, основано на взаимодействии заряженных тел. (На стол ставится электроскоп) Этот прибор называется электроскопом, от греческих слов э л е к т р о н, вы знаете как переводится это слово из пошлой лекции, и с к о п е о – наблюдать, обнаруживать.

(слайд 3)

Электроскопом называется прибор, при помощи которого выясняют, наэлектризовано тело или нет. Запишите это определение в тетрадь

У меня на столе стоит школьный электроскоп, посмотрите внимательно в нём через пластмассовую пробку, вставленную в металлическую оправу, пропущен металлический стержень, на конце которого укреплены два листочка из тонкой бумаги, оправа со всех сторон закрыта стёклами. Запишите в тетрадь, что электроскоп состоит из:

1. Пластмассовой пробки;

2. Металлической оправы;

3. Металлического стержня;

4. Двух листочков из тонкой бумаги;

5. Двух стёкл.

(Слабо натираю эбонитовую палочку о мех и касаюсь ею металлического стержня электроскопа.)

1.Посмотрите, лепестки электроскопа разошлись на некоторый угол.

(Сильнее натираю эбонитовую палочку о мех и касаюсь ею металлического стержня электроскопа, не разряжая его.)

2. Посмотрите, лепестки электроскопа разошлись на больший угол.

Отсюда можно сделать вывод, что по изменению угла расхождения листочков электроскопа можно судить, увеличился или уменьшился его заряд.

(слайд 4)

Мы рассмотрели с вами один из видов электроскопа, где индикатором наэлектризованности тела являются листочки. Существует другой вид электроскопа, где индикатором наэлектризованности тела является, лёгкая металлическая стрелочка. В нем стрелочка отклоняется на некоторый угол от заряженного металлического стержня.

Cейчас я коснусь рукой электроскопа. Давайте посмотрим, что произойдёт с лепестками. (Касаюсь рукой стержня электроскопа.) Посмотрите, лепестки электроскопа опустились, значит он разрядился.

Так будет происходить с любым заряженным телом, которого мы прикоснёмся. Электрические заряды перейдут на наше тело и через него могут уйти в землю. Разрядится заряженное тело и в том случае, если соединить его с землёй металлическим предметом, например железной или медной проволокой.

Давайте убедимся в этом на опыте:

(слайд 5)

1.Берём два электроскопа. Один заряжен, а другой нет, соединяю их железным стержнем. Обратите внимание на то, что заряд с заряженного электроскопа перетекает на незаряженный.

(слайд 6)

2. Также берём два электроскопа. Один заряжен, а другой нет, соединяю их длинной стеклянной палочкой. Обратите внимание на то, что заряд с заряженного электроскопа не перетекает на незаряженный.

(слайд 7)

Вывод: итак, из нашего эксперимента можно сделать вывод, что по способности проводить электрические заряды вещества условно делятся на проводники и непроводники электричества. Все металлы, почва, растворы солей и кислот в воде – хорошие проводники электричества.

К непроводникам электричества, или диэлектрикам, относится фарфор, эбонит, стекло, янтарь, резина, шёлк, капрон, пластмассы, керосин, воздух (газы).

Тела, изготовленные из диэлектриков, называются изоляторами, от греческого слова изоляро – уединять.

5. Первичное закрепление знаний.

Заполняем таблицу.

(слайд 8)

металлы, почва, фарфор, эбонит, стекло,

растворы солей, янтарь, резина, шёлк,

кислот в воде капрон, пластмассы

керосин, воздух (газы).

6. Этап получения новых знаний.

Изучение нового материала осуществляется с опорой на демонстрационный эксперимент с двумя электрометрами (электроскопами), на стержнях которых находятся одинаковые сферические кондукторы, и на анализ его результатов. Я заряжаю один из двух одинаковых электрометров и предлагает учащимся ответить на вопрос: «Что произойдет, если соединить эти электрометры стеклянной палочкой?». Ответы проверяются на опыте, который показывает, что никаких изменений не происходит. Это подтверждает, что стекло является диэлектриком.

Если для соединения электрометров использовать металлический стержень, держа его за непроводящую электричество ручку, то первоначальный заряд разделится на две равные части: половина заряда перейдет с первого кондуктора на второй.

Подвесим на нити заряженную гильзу и поднесем к ней наэлектризованную стеклянную палочку. Гильза отклонится от вертикального положения, притягиваясь к палочке. Следовательно, заряженные тела способны взаимодействовать друг с другом на расстоянии. Как при этом передается действие от одного из этих тел к другому? Может быть, все дело в воздухе, находящемся между ними? Выясним это на опыте. Поместим заряженный электроскоп (с вынутыми стеклами) под колокол воздушного насоса, после чего откачаем из-под него воздух. Мы видим, что и в безвоздушном пространстве листочки электроскопа по-прежнему отталкиваются друг от друга. Значит, в передаче электрического взаимодействия воздух не участвует. Тогда посредством чего все-таки осуществляется взаимодействие заряженных тел?

Ответ на этот вопрос дали в своих работах английские ученые М. Фарадей (1791 — 1867 гг.) и Дж. Максвелл (1831 —1879 гг.), которые доказали, что «агентом», передающим взаимодействие, является электрическое поле.

(слайд 9)

Электрическое поле – форма материи, посредством которой осуществляется электрическое взаимодействие заряженных тел. Оно окружает любое заряженное тело и проявляет себя по действию на заряженное тело.

После этого с опорой на простые опыты выясняются основные свойства электрического поля:

1. Электрическое поле заряженного тела действует с некоторой силой на всякое другое заряженное тело, оказавшееся в этом поле. Об этом свидетельствуют все опыты по взаимодействию заряженных тел. Так, отрицательно заряженная гильза, оказавшаяся в электрическом поле положительно наэлектризованной палочки, подвергается действию силы притяжения к ней.
2. Вблизи заряженных тел создаваемое ими поле сильнее, а вдали—  слабее.

Электрическое поле изображается графически с помощью силовых магнитных линий.

(слайд 10)

Изображение магнитного поля

9. Этап обобщения и закрепления нового материала.

(слайд 11)

1. Ребята, скажите, пожалуйста, для чего предназначен электроскоп?

Электроскопом называется прибор, при помощи которого выясняют, наэлектризовано тело или нет.

2. Назовите основные части электроскопа?

Электроскоп состоит из: пластмассовой пробки; металлической оправы; металлического стержня; двух листочков из тонкой бумаги; двух стёкл.

3. Что можно сказать, глядя на изменение угла расхождения листочков электроскопа?

По изменению угла расхождения листочков электроскопа можно судить, увеличился или уменьшился его заряд.

4. На какие две группы делятся вещества по способности проводить электрический ток?

Все вещества условно делятся на проводники и непроводники электричества.

5. Как ещё называют непроводники электричества?

Диэлектрики.

6. Приведите примеры диэлектриков.

К непроводникам электричества относится фарфор, эбонит, стекло, янтарь, резина, шёлк, капрон, пластмассы, керосин, воздух (газы).

7. Назовите вещества, которые относятся к проводникам?

Все металлы, почва, растворы солей и кислот в воде.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ?

В нашей атмосфере действуют сильные электрические поля.  Земля заряжена обычно  отрицательно,
а  низ  облаков – положительно. Воздух, которым мы дышим, содержит заряженные частицы – ионы.  Содержание ионов в воздухе меняется в зависимости от времени года, чистоты атмосферы и  от метеорологических условий. Вся атмосфера пронизана этими частицами, находящимися в непрерывном движении, причем преобладают то положительные, то отрицательные ионы. Как правило, только  положительные ионы отрицательно действуют на здоровье человека. Большое их преобладание в атмосфере вызывает неприятные ощущения. 

Личинки мух двигаются в направлении силовых линий наведенного электрического поля. Это используют, удаляя их из съедобных продуктов.

 Кусты и деревья являются мощным экраном, который сдерживает проникновение электронаводок.

"ЖИВОЕ" ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Первое упоминание об электрических рыбах датируется более чем 5000 лет назад. На древних египетских нагробьях изображен африканский электрический сом.

(слайд 12)

Египтяне полагали, что этот сом является "защитником рыб" - рыбак, вытаскивающий сеть с рыбой, мог получить приличный электрический разряд и выпустить сеть из рук, отпустив весь пойманный улов назад в реку.

«Электрическое» зрение рыб.

Рыбы с помощью электрических органов обнаруживают в воде посторонние предметы. Некоторые рыбы все время генерируют электрические импульсы. Вокруг их тела в воде текут электрические токи. Если в воду поместить посторонний предмет, то электрическое поле искажается и электрические сигналы, поступающие на чувствительные электрорецепторы рыб меняются. Мозг сравнивает сигналы от многих рецепторов и формирует у рыбы представление о размерах, форме и скорости движения предмета.

Наиболее известные электрические охотники - это скаты. Скат наплывает на жертву сверху и парализует ее серией электрических разрядов.  Однако его «батареи»  разряжаются , и на подзарядку ему требуется некоторое время.

Самым сильным  электрическим разрядом обладают пресноводные рыбы, называемые электрическими угрями. Молодые 2-сантиметровые рыбки вызывают легкое покалывание, а взрослые особи, достигающие двухметровой длины, способны более 150 раз в час генерировать разряды напряжением 550 вольт с силой тока в 2 ампера. У южноамериканского угря напряжение тока при разряде может достигать 800 В.

Древние греки и римляне (500 д.н.э.-500 н.е.) знали об электрическом скате. . Плиний в 113 н.э. описывал, как скат использует "магическую силу" для того, чтобы обездвижить свою добычу. Греки знали, что "магическая сила" может передаваться через металлические предметы, например, копья, которыми они охотились на рыб.

Ни в коем случае не берите скатов в руки. Если вы охотитесь на рыбу с гарпуном, смотрите не попадите в электроската - вынимая оружие из его тела, вы переживёте не самые приятые ощущения. Если электроскат попался в трал или сеть, брать его нужно руками в толстых резиновых перчатках либо специальным крючком с изолированной ручкой.

Живые часы.
Африканская рыба гимнархе посылает в окружающую среду электрические сигналы, продолжительность которых настолько точна и периодична, что может сравниться с кварцевым осциллятором. Француз ский инженер  А. Флорион  обработал сигналы, которые издает рыба,  и получил оригинальные «рыбные» биоэлектрические часы. Они могут «ходить» 15 лет, надо лишь ежедневно кормить рыбку.  

Рыбы, обладающие электрическими органами (акулы и скаты) способны обнаружить добычу по работе её сердца, в этом случае регистрируются электрическое поле, которое создает работающее сердце рыбы-добычи.

Рыбы-электроищейки.

Некоторые рыбы, пытаясь спастись, зарываются в песок и замирают там. Но и у них нет никаких шансов, поскольку пока они живы, их тела генерируют электрические поля, которые улавливает, например, своей необычной головой акула-молот, бросающаяся, как кажется, прямо на пустой грунт и вытаскивающая из него бьющуюся жертву.

Скаты могут обнаруживать лакомых для них крабов по их электрическим полям, а сомы могут обнаружить даже электрополя, создаваемые закопавшимися в грунт червями. Акула, реагируя на электрическое поле, тоже может очень точно напасть на камбалу, зарывшуюся в песок.

Электрические органы акул и скатов отличаются очень высокой чувствительностью: рыбы реагируют на эл. поля напряженностью 0,1 мкВ/см.

Электрические рыбы используют электрические сигналы для общения между собой. Они оповещают других особей, что данная территория занята или, что ими обнаружена пища. Есть электрические сигналы: «вызываю на бой « или «сдаюсь». Все эти сигнали хорошо принимаются рыбами на расстоянии порядка 10 метров.

8. Подведение итогов. Домашнее задание.

Итак, сегодня на уроке вы познакомились с электроскопом, его назначением и устройством, с проводниками и непроводниками электричества, познакомились с понятием электрического поля, а также повторили ранее изученный материал и закрепили новый. Те, кто активно работал на уроке, отвечая на вопросы, получили соответствующие оценки. Всем спасибо! До свидания!»

1. §§ 27,28
2. Сделать электроскоп в домашних условиях.