Открытый урок по физике в 8-м классе по теме: "Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов"
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

Открытый урок по физике в 8-м классе по теме:

"Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов"

Учитель физики МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №3» г. Козельска Митрофанова Г.Т.

                      «Отыщи всему начало, и ты многое поймёшь».

ЦЕЛИ УРОКА:

Образовательная:

• Изучить явление электризации тел, на опытных фактах установить получение двух видов электрических зарядов на макроскопических телах.
• Добиться четкого усвоения законов взаимодействия зарядов одноименных и разноименных знаков.
• Уметь решать качественные задачи по теме.

Воспитательная: 

• Показать объективность проявления законов физики в быту и технике.
•  Воспитание творческой инициативы.
• Поддержание эмоциональной и доброжелательной атмосферы.
• Дальнейшее развитие групповой работы на уроке.

Развивающая: 

• Выделять электрические явления в природе и технике.
•  Познакомить с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов.
• Определять знак заряда наэлектризованного тела.
• Познакомить с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов.
• Развивать навыки исследовательской работы, учить анализировать полученный результат эксперимента, делать выводы.
• Учить видеть физические явления в жизни, научно объяснять их.

Вступительное слово учителя.

Ребята! Сегодня, нам представилась уникальная возможность провести урок в лаборатории “Статического электричества”.

Слова “электричество”, “электрический ток ”, знакомы каждому. Но, вот объяснить, что это такое, мы сможем, лишь, изучив большой круг явлений, которые называются электрическими.

 Вы наверняка встречались в своей жизни с такими явлениями:
- вы расчесываете чистые сухие волосы пластмассовой расческой, а они притягиваются к ней, или даже искрят;
- после этого расческа может притягивать и другие мелкие предметы, например, мелкие бумажки;
- когда вы снимаете свитер или синтетическую рубашку, вы слышите треск и чувствуете покалывания, а в темноте даже видны вспышки света;
- если поднести руку к экрану работающего телевизора, то можно услышать легкое потрескивание и даже увидеть маленькие искорки.          

        Молния – это величественное грозное явление природы, невольно вызывающее у нас чувство страха. Долгое время человек не умел объяснить причин грозовых  явлений. Люди считали грозу деянием богов, наказывающих человека за грехи. Природа молнии стала проясняться после исследований, проведенных в 18 столетии русским ученым М.В. Ломоносовым и Г. Рихманом и американским ученым Б. Франклином.

Вспомним русскую пословицу: “Пока гром не грянет — мужик не перекрестится”. А какой же гром без молнии? Сколько же миллионов раз должна сверкнуть молния, чтобы мужик, перекрестившись, наконец-то задумался:

                      а что же это такое?

А ведь все это — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Почему происходят эти явления?

 В чем суть этих явлений?

Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем и ближайших уроках.

 Давайте сформулируем и запишем тему нашего урока

В тетрадях записываем дату, классная работа, тема урока.

Электризация. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов

  Каждый из вас, к концу урока должен научиться объяснить:

 что такое электрический заряд и электризация,

как взаимодействуют друг с другом заряженные тела,

какие заряды существуют в природе

План урока.

1. Краткая история открытия  
    электрических явлений.
2. Демонстрация электризации тел.
3. Передача электрического заряда от
   одного тела к другому.
4. Виды электрических зарядов.
5. Примеры взаимодействия заряженных
    тел.
6. Интересные факты об электризации

Задание на дом: 

§§25, 26 

№1169, 1171,1172.  Провести эксперимент по электризации с имеющимися дома предметами.

Открытие электрических явлений легенда приписывает мыслителю древней Греции Фалесу, жившему более двух тысячелетий назад. В окрестностях города Магнезия Фалес  находил  таинственные камешки,  красивые и легкие. Эти дары моря обладали любопытным свойством: если их натирали шерстяной тряпочкой, то к ним прилипали пушинки, легкие кусочки дерева, травы. Такие камешки, выбрасываемые морем, мы сейчас называем янтарем.

 Древние же греки янтарь называли электроном. Древние греки любили украшения и мелкие поделки из янтаря. Названного ими за цвет и блеск «электрон» - что значит «солнечный камень». Отсюда и произошло слово электричество. Первый исследователь
Фалес Милетский (VI век до н.э.)

 Легенда гласит.

Дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном и уронила его случайно в воду. Девушка стала обтирать веретено краем своего шерстяного хитона и заметила, что к нему пристало несколько ворсинок. Чем сильнее она вытирала, тем больше ворсинок прилипало. Это и заметил ее отец. Объясни, почему у меня путаются нити, когда я работаю с веретеном, к пряже прилипают пыль, соломинки. Это очень неудобно.

Фалес берет янтарное веретено, потирает его и видит маленькие искорки.

Опыт 1: Демонстрация учителем опыта.

Опыт по взаимодействию  янтаря, потёртого о шерсть, и мелких бумажек.

Почему это произошло? В чем суть физического явления? Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем уроке.

 - Ребята, мы сегодня тоже попытаемся исследовать это явление доступными для нас научными методами. Какие вы знаете научные методы исследования?

- эксперимент;

- наблюдение;

-обобщение (дедукция) и др

Фронтальный опыт №1

В качестве исследовательской работы учащимся предлагается блиц - лабораторная работа:

  Мелкие частицы бумаги притягиваются к наэлектризованной стеклянной палочке.

Результат, достигнут за счет электризации.

История развития электричества интересна и поучительна. Еще в Древней Греции Плутарх писал: «В янтаре содержится огненная и бестелесная сила, которая выходит из него скрытыми путями, если потереть поверхность янтаря, и производит то же действие, что и магнитный камень». Шло время, представления об электричестве развивались, устанавливались новые факты, и более чем через 1000 лет, в 16 веке, английский врач Гильберт на основании ряда опытов установил, что аналогичными свойствами обладают многие другие вещества.

Немецкий ученый Отто Герике (1650г.)изобрёл электрическую машинку.

Он изготовил шар из серы и установил на оси в особом стакане. Вращая с помощью рукоятки шар и прижимая к нему ладонь, его можно было наэлектризовать. Он заметил, что кусочки бумаги и пушинки, коснувшись шара отскакивают от него. Наэлектризованный шар притягивал листочки золота, серебра, бумаги. С помощью этого прибора Герике обнаружил, что, кроме притяжения, существует электрическое отталкивание.

. Наэлектризованный шар притягивал листочки золота, серебра, бумаги. С помощью этого прибора Герике обнаружил, что, кроме притяжения, существует электрическое отталкивание.

 Фронтальный опыт №2

Наэлектризуйте трением о полиэтиленовые  полоски две бумажные, поднимите полоски за концы, разведите и медленно подносите их друг к другу.

Затем  тоже самое - с полиэтиленовой и бумажной полосками.

Ответьте на вопросы:

                1)Как они взаимодействуют?

                2) Как можно объяснить различные взаимодействия?

                3) Как взаимодействуют одноименно заряженные тела?  

                4) Как взаимодействуют разноименно заряженные тела?

   В настоящее время электрофорная машина выглядит такой, какая она стоит перед вами. Основные части электрофорной машины – два вращающихся в противоположные стороны пластмассовых диска и две лейденские банки. Внешние обкладки банок соединяются между собой подвижной пластиной, расположенной между двумя зажимами, а внутренние соединены с отдельными кондукторами. За изолирующие ручки кондукторы можно поворачивать и изменять расстояние между ними. С внешней стороны на диски нанесены алюминиевые секторы, с которыми соприкасаются щетки, укрепленные в щеткодержателях.

Опыт 2: Демонстрация учителем опыта.

Опыт  с электрическими султанчиками

К кондукторам электрофорной машины подсоединяют бумажные султанчики, которые устанавливают на изолирующих подставках.

Вращая ручку машины, наблюдают за их поведением.

 Английский физик Стефан Грей (1729г.) открыл существование проводников и непроводников электричества.

   Грей обнаружил, что трением можно электризовать любые тела. Только в одних, например, в смоле, янтаре, стекле, электрическая сила сохраняется долго, а из других (например, из металлов) она тут же уходит, стоит к этим телам прикоснуться.

   Шарль Франсуа Дюфе (на рубеже 17-18 веков) впервые высказал утверждение, что существует два типа зарядов.

           «Этот принцип таков, что имеется два существенно - различных вида электричества, одно из них я назову стеклянным, а другое - смоляным. Первое появляется на потертых стекле, кварце, драгоценных камнях, волосах животных, шерсти и многих других телах. Второе – на потертых янтаре, пряже, бумаге и многих других веществах.

. В ходе многочисленных опытов выяснилось, что заряд, полученный при натирании стеклянной палочки о шелк, иного рода, чем заряд, образовавшийся у эбонитовой палочки, натертой о мех.

Два разных рода электрических зарядов были условно названы положительный и отрицательный.

Условно заряды назвали положительный (на стекле потертым о шелк) и

 отрицательным (на янтаре, эбоните, сере, резине потертых о шерсть).

Положительный заряд в физике обозначается +q или q

Отрицательный заряд — -q

Итак, электрический заряд - это мера свойств заряженных тел взаимодействовать друг с другом.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.

 Опыт 3: Демонстрация учителем опыта

Приборы и материалы:

• линейка,
• лампа, вкрученная в патрон на подставке,
• эбонитовая палочка.

Линейку уравновешиваем на лампе. Натираем эбонитовую палочку о мех и подносим к линейке.

Результат: Линейка начинает вращаться.

Опыт 4: Наэлектризованная эбонитовая палочка подносится к струйке воды.

Струйка отклоняется к эбонитовой палочке.

Сейчас вы выполните практическое задание по группам.

Изучение электризации различных тел.

У каждого есть свой рабочий листок, который будет заполняться в процессе вашей деятельности. (Учащиеся работают с рабочим листом, который готовится на каждого.)

Задание 1.

Изучение электризации различных тел.

Приборы и материалы (рис 1.) 1) пленка полиэтиленовая, 2) полоска бумажная, 3) полоска резины, 4) эбонитовая палочка, 5) штатив, 6) нить, 7) карандаш, 8) кусочек меха.

Порядок выполнения работы

1. На нитях подвешен карандаш к лапке штатива, как показано на рисунке 1.

2. Положите полиэтиленовую пленку на стол и натрите ее полоской резины. Поднесите полиэтилен и резину поочередно к концу подвешенного карандаша. Что вы при этом наблюдаете? Карандаш ___________________.

3. Натрите эбонитовую палочку о мех и проделайте тоже самое, поднося поочередно к подвешенному карандашу.

Карандаш ___________________.

4. Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и сильно прижмите полоски рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их друг к другу.

Полоски ______________________.

Вывод: тела можно наэлектризовать ____________________. В электризации участвуют всегда _____________ тела и электризуются после разделения_____________ тела.

Мы сделали очень важный вывод:

1) Один из видов электризации - это трение, соприкосновение тел.

2) При этом участвуют всегда два (или больше) тела.

3) Электризуются оба тела.

Следующий этап в нашей работе. Мы должны выяснить, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела. Какие два рода зарядов существуют.

Задание 2.

Изучение взаимодействия заряженных тел. Два рода зарядов.

Приборы и материалы: 1) пленка полиэтиленовая на нити, 2) пленка полиэтиленовая, 3) полоска бумажная, 4) штатив, 5) эбонитовая палочка, 6) полоска резины.

Порядок выполнения работы.

1. Полиэтиленовую пленку, подвешенную на нити к лапке штатива, потрите осторожно кусочком бумаги

2. Наэлектризуйте бумажную и полиэтиленовую полоски. Для этого на бумажную полоску положите полиэтиленовую пленку и разгладьте рукой. Поднимите полоски за концы, разведите их и медленно поднесите друг к другу.

Как они взаимодействуют? _______________________.

3. Поднесите поочередно бумажную и полиэтиленовую полоски к пленке, висящей на нити, и наблюдайте их взаимодействие:

Пленка с пленкой ________________________________;

Бумажная полоска с пленкой _____________________________;

4. Поднесите к заряженной полиэтиленовой пленке, висящей на нити, эбонитовую палочку, натертую о резину. Пленка и эбонитовая палочка ________________________.

Пленка и резина _______________________________.

Вывод: в природе существуют ____________________ вида электрических зарядов. Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака _____________________, а тела имеющие заряды противоположного знака _________________________.

Последний опыт показывает учащимся, что одно и то же тело при электризации может зарядиться в одном случае положительно, а в другом — отрицательно в зависимости от вещества тела, с которым оно соприкасается.

Задание 3

Два рода зарядов. Взаимодействие зарядов. Взаимодействие двух заряженных тел

Приборы и материалы: два детских воздушных шарика, газета, стеклянная палочка, кусочек шелковой ткани (бумаги).

Порядок выполнения работы

1. Наэлектризуйте шарики трением о газету (поочередно).
2. Подвесьте их на длинных нитях рядом.
3. Наблюдайте отталкивание шаров.
4. Объясните наблюдаемые явления.
5. Подумайте, как, имея в своем распоряжении стеклянную палочку и кусочек шелковой ткани (бумаги), определить знак заряда на шарике. Проделайте опыт, подтверждающий ваше предположение.
6. Объясните результаты опыта.

Какие выводы можно сделать из  серии экспериментов?

• В природе существуют два вида электрических зарядов.
• Одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные – притягиваются.
• Одно и то же тело при электризации может зарядиться в одном случае положительно, а в другом – отрицательно, в зависимости от вещества тела, с которым оно соприкасается. Один из видов электризации тел - это трение, соприкосновение.
• При этом участвуют всегда два (или больше) тела.
• Электризуются оба тела.
• Чем больше расстояние, тем меньше сила взаимодействия.
• Чем больше заряд, тем больше сила взаимодействия.

Работа с кейсами

Учитель: Прочтите внимательно кейс.

Обсудите реальность данного кейса.

Ответьте на вопросы после кейса

КЕЙС №1

Мастеру прядильного цеха Волохову 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 к кейсу:

 - 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?

КЕЙС №2

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.

Вопросы к кейсу:

 - Кто прав?  Иван Иванович или комиссия?

- Как повысить производительность труда и себестоимость печатной продукции?

Кейс №3

Механик автоколонны по перевозке нефти Сидоров Пётр Кузьмич не подписал путёвку в рейс Синицину  Дмитрию Викторовичу, так как на его бензовозе цепь утратила несколько звеньев и была недостаточно длинной. Однако Синицин самовольно покинул автогараж и уехал в рейс, так как не хотел, чтобы пропал рабочий день. На посту ДПС бензовоз был остановлен и отправлен на принудительную стоянку за несоблюдение правил перевозки опасных грузов. По решению суда Синицин был лишён водительских прав сроком на 1 год.

Вопросы к кейсу: 

- Зачем к бензовозам прицепляют цепь до земли?

- Прав ли был механик автоколонны?

- Не слишком ли суровое наказание понёс Синицин?

 Польза и вред  электризации

Мы постоянно находимся в океане электрических зарядов, создаваемых многочисленными машинами, станками и самим человеком. Эти разряды, конечно, не так мощны, как природная молния, поэтому мы обычно не замечаем их, если не считать легких уколов, которые мы иногда испытываем, коснувшись рукой металлического предмета или другого человека. Но ведь такие разряды существуют и могут также, как и большие молнии вызвать пожары и взрывы. Для этого мы должны знать природу электризации тел, как это происходит т почему.

Польза  электризации

 На птицефабриках с целью уменьшения запыленности воздуха устанавливают электрофильтры. Частицы пыли осаждаются на пластинчатые электроды, которые по мере накопления на них пыли, освобождаются от нее. Ионизация воздуха увеличивает яйценоскость кур, лучше развивается молодняк.

Трубы газовых котельных снабжают электрофильтрами, уменьшающими выброс в атмосферу продуктов сгорания. На Себряковском цементном заводе такие фильтры установлены для улавливания вредных  отработанных частиц.

При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а к отрицательным электродам подсоединяют, например, тушки рыбы. Заряженные частицы дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются. Весь процесс электрокопчения продолжается несколько минут.

 Движущиеся на конвейере, окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд и они устремляются к положительно заряженной детали.

 Движущиеся на конвейере, окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд и они устремляются к положительно заряженной детали.

Мелкие частички шерсти и хлопка продувают через заряженную металлическую сетку. Двигаясь к тканевой основе, обработанной клеем и заряженной противоположно, равномерно распределяются по ней и после просушки создают ворс. Аналогично можно наносить на любую поверхность волокна звукоизолирующих и теплоизолирующих веществ, делать толь, рубероид, линолеум, наждачную бумагу.

Вред  электризации

 В типографских машинах  электризация бумаги вызывает ее свертывание и брак при печати. При этом могут возникнуть искры, которые вызывают пожар. Водители бензовозов страдают от электризации ежесекундно: во время накачивания горючего в автоцистерну образуются электрические заряды; во время перевозки горючее взаимодействует с поверхностью автоцистерны – заряды продолжают накапливаться. Переливая бензин по трубам, например в баки самолета, они подвергают себя опасности взрыва. ( Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют).

 В текстильной промышленности нити прилипают к гребням чесальных машин, при этом путаются и часто рвутся. В процессе обработки отдельных тканей ворс на них может подвергаться стрижке. Лезвия ножей работают с большой скоростью, и при этом ткань и ножи сильно электризуются. Также, если ссыпать сахарный песок, муку, порох, порошковые химические реактивы – возникают заряды.

На предприятиях резиновой промышленности при вальцовке каучук пропускают между двумя вращающимися валами. Если поднести руку к такому каучуку, то появится искра. Недалеко и до пожара. Такой же эффект можно получить на клеепромазочной машине, которая смазывает резиновым клеем тканевые материалы.

Правила техники безопасности

Чтобы нейтрализовать вредное действие статического электричества:

на производстве заземляют станки и машины, увлажняют воздух, используют специальные нейтрализаторы зарядов

возле домов, учреждений  устанавливают  молниеотводы,

увлажняют помещения, используют специальные добавки к воде при мытье полов, антистатик для одежды.

Вариант 1

1. Стекло при трении о шелк заряжается:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно заряжено:

А) положительно; Б) отрицательно.

3. Три пары легких шариков подвешены па нитях. Какая пара шариков не заряжена? Рисунок 3.

А) 1; Б) 2; В) 3.

4. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет одноименные заряды?

А) 1; Б) 2; В)3.

5. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет разноименные заряды?

А) 1; Б) 2; В)3.

Вариант 2

1. Если резину потереть о шерсть и коснуться ею некоторого тела, то это тело электризуется:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. К стеклянной палочке М, рисунок 4. натертой о шелк, подносят палочку N, и палочка М приходит в движение по направлению, указанному стрелкой. Какой заряд имеет палочка N?

А) Положительный; Б) Отрицательный.

3. Какой заряд имеет шарик, к которому поднесена наэлектризованная палочка? Рисунок 5.

А) Положительный; Б) Отрицательный.

4. Какой заряд имеет наэлектризованная палочка, поднесенная к гильзе? Рисунок 6.

А) Положительный; Б) Отрицательный.

5. Одноименно заряженные тела..., а разноименно заряженные ....

А) Отталкиваются; притягиваются; Б) притягиваются; отталкиваются.

Вариант 3

1. При натирании о мех каучук электризуется:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. Если заряженное тело притягивается к стеклянной палочке, натертой о шелк, то оно заряжено:

А) положительно; Б) отрицательно.

3. Три пары легких шариков подвешены на нитях рисунок 7. Какая пара шариков имеет одноименные заряды?

А) 1; Б) 2; В)3.

4. Какая пара шариков имеет разноименные заряды (см. тот же рисунок)?

А) 1; Б) 2; В)3.

5. Какая пара шариков не заряжена (см. тот же рисунок)?

А) 1; Б) 2; В)3.

Вариант 4

1. Стеклянная бутылка при натирании о бумагу или шелк электризуется:

А) положительно; Б) отрицательно.

2. К эбонитовой палочке, натертой о мех, притягиваются тела, заряженные:

А) положительно; Б) отрицательно.

3. К заряженной палочке М подносят заряженную палочку N. Рисунок 8. При этом палочка М приходит в движение по направлению, указанному стрелкой. Что можно сказать о знаках заряда на этих палочках?

А) Палочки имеют одноименные заряды; Б) палочки имеют разноименные заряды.

4. Какой заряд имеет большой шар? Рисунок 9.

А) Положительный; Б) отрицательный.

5. Тела 1, 2 и 3 заряжены. Рисунок 10. Какие из них притягиваются друг к другу?

А) 3 и 1; 2 и 1; 3 и 2; Б) 1 и 2; 1 и 3; В) 2 и 3; 1 и 2.

Проверка результатов теста.

Прочитайте пословицу и ответьте на вопросы:

О каком физическом явлении (понятии, законе) в ней говориться?

Каков физический смысл пословицы? Верна ли она с точки зрения физики?

В чем житейский смысл этой пословицы?

ПОСЛОВИЦЫ

Как соломинка и янтарь (персидская)

Что шелкова ленточка, к стене льнет (русская)

КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ

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).

2. 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)

3. 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.)

Мы постоянно находимся в океане электрических разрядов, создаваемых многочисленными машинами, станками и самим человеком (например, когда мы ходим, причесываемся). Эти разряды, конечно, не так мощны, как природные молнии, поэтому мы обычно не замечаем их, если не считать легких уколов, которые мы иногда испытываем, коснувшись рукой металлического предмета или другого человека. Но ведь такие разряды существуют и могут так же, как и большие молнии, вызывать пожары и взрывы, приводить к значительным убыткам, повреждениям и увечьям, если мы не будем знать, отчего они возникают и как от них защищаться.

Поведение итогов.