Методическая разработка урока по теме «Электростатика»

              Методическая  разработка  урока  по теме «Электростатика»

                                                                     Сазанова  Е.В., преподаватель физики

Эпиграф:        Всё проходящее, быстротечно, и лишь наука долговечна.

                                                                                                С. Брант  (15 век)

Цели урока:

    Образовательные:

        Выявить уровень теоретических знаний учащихся по теме                                                                                                                                                                                     «Электростатические поля», его основные характеристики и  особенности, умение применять знания при решении  расчётных и качественных задач.

Развивающие:

        Развивать коммуникативную и информационную компетенции

учеников.          

        Развивать целостное восприятие окружающего мира.

        Развивать навыки исследовательского труда, умения анализировать

фактическую информацию и делать выводы.

Воспитательные:

        Воспитывать навыки работы в группе.

        Воспитывать ответственное отношение к окружающему миру,

своим поступкам, развитие к предмету.

Оборудование:

1.Мультимедийный проектор, презентации.

2.Учебник.

3.Реквизит к мюзиклу «Электростатика».

4.Листы бумаги  форматом А4. Маркеры.

5.Набор конденсаторов.

                                               План урока

1.Выступление учащихся (повторение основных понятий электростатики)

2. Физический диктант (проверка знания формул)

3.Выполнение заданий связанных с графическим представлением полей.

4.Объяснение  демонстраций

5.Решение задач.

6.Перевертыши.

7.Сравнение гравитационного и электростатического поля (заполнение сравнительной таблицы)

8.Подведение итогов урока.

Сегодняшний урок- это повторение, обобщение и систематизация знаний, полученных при изучении темы «Электростатическое поле» На этом уроке вы не только вспомните основы данной темы, но и сможете выявить пробелы в своих знаниях.

Понятие поля было впервые введено М. Фарадеем. Даже если бы Фарадей подарил миру лишь одну эту идею, его имя стало бы бессмертным.

Джейм Клерк Максвелл писал: «Фарадей своим мысленным взором видел силовые линии, пронизывающие всё пространство».

Фарадей искал сущность реальных  явлений, происходящих в среде мы же ограничиваемся лишь обсуждением электрического поля. Вспомним  его основные характеристики и свойства.

(к доске выходят по очереди учащиеся)

               1 этап. МЮЗИКЛ «ЭЛЕКТРОСТАТИКА»

Отрицательный заряд.      Мы наш урок сегодня посвящаем

                                                Электростатике родной

                                                И так, мы Поле представляем,

                                                 А это главный наш герой.

       ( выходит электрическое поле)

Поле:               Нет ничего приятней роли:

                         Ведь я таинственно и всемогущно

                         Я, как вы догадались электрическое поле

                         На уроке я ведущий.

Отрицательный заряд:  Не понимаю, в чём ваша таинственность?

Поле:        В чём? А в том, что … Мы ничего про то не знаем,

                 Из чего состоит это поле

                 И откуда оно взялось

                 Но зато мы все понимаем

                 То, чего мы изучаем

                 То есть ряд необычных, новых,

                 Целый ряд дивных поля свойств.

Положительный заряд:   Свойство первое!

Поле:       А я существую и денно и нощно,

                  Тела заряженные я окружаю.

                 На каждое тело я действую точно

                 И в действии этом себя проявляю.

Положительный заряд: Свойство второе!

Поле:   Я материально, хоть не тело,

             Не вещество и не частица

              Я существую, хоть глазами

              Меня увидеть вам нельзя

              Но как я только что сказало,

              Могу я ясно, проявится,

              Когда подействую на тело,

              И этим покажу себя.

Положительный заряд:     Свойство третье!

Поле:    Позвольте, прежде чем перейти к третьему свойству, познакомить вас с одной своей знакомой.              

         (выходит напряженность)

Напряженность:                Я силовая характеристика его

                                                 (показывает на поле)

                                             И силе численно равна я,

                                             С которой действует оно

                                              на единичный, на заряд,

                                              что в точку данную внесён

                                              и я сегодня очень рада,

                                              что мой визит к вам нанесён.

Поле:  Ну вот! Теперь можно перейти к следующему свойству.

Положительный заряд:  Свойство третье!

Напряженность:    Если во всех точках пространства напряженность

                                электрического поля одинакова, то тогда такое поле однородно.

                               Если же во всех точках пространства напряженность

                               электрического поля неодинакова, то тогда такое поле неоднородно.

Положительный заряд:  Свойство четвёртое!

Работа:         Себе заряженное тело представьте,

                      которое перемещается где- то

                       от формы его траектории, катета,

                       Поля работы не зависят при этом.

                       Когда ж траектория замкнута эта,

                       То поля работу к нулю приравняем.

                        И поле такое мы в случаях этих

                       Потенциальным всегда называем.

Положительный заряд:     Свойство пятое!

Поле:    Позвольте же, куда вы так торопитесь? Сейчас выход другого героя.

Потенциал:     Поле всегда характеризовал

                         Я - очень важный потенциал!

                         Кстати, характеристика я

                         Поля энергетическая.

Отрицательный заряд:    Что же вы такое?

Потенциал:  Я просто отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. Ясно?

Отрицательный заряд:  Вполне.

Положительный заряд:    Свойство пятое!

Потенциал:      Вот есть у нас дивная точка пространства

                          Частицы, допустим, здесь две заряженные

                          Поля создают в одной точке, представьте.

                          И есть у полей этих две напряженности,

                          А напряженность вообще в результате

                          У поля у этого в точке пространства

                          Их геометрической сумме равняется

                          И принцип такой суперпозицией называемся.

Все:  Поле- это пространство, в котором, поверьте нам друзья, проявляется действие сил электрических на заряженные тела.

                                      2 этап.    ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ.

Учитель:       Повторив основные понятия темы «Электрическое поле» мы проверим сейчас знания математического аппарата темы. Построим, как вы знаете существующие зависимости между физическими величинами. Для этого предлагаю диктант. (слайд1)  

(диктант по двум вариантам, двое учащихся у доски; проверка: взаимоконтроль- каждый ставит соседу оценку. Для перевода результатов в оценку по 5- бальной шкале пользуясь следующими критериями). Слайд 3,4.

   3 этап. Выполнение заданий связанных с графическим представлением полей.

Учитель:      Со времен Фарадея для графического изображения  электрического поля принято использовать силовые линии.

Следующий этап нашей работы проверка того как вы умеете изображать электрическое поле и читать эти изображения  (слайд 5)

Задание 1:   Начертите и определите по рисунку знаки зарядов, ответ обоснуйте.

Задание 2: Какое напряжение имеет вектор напряженности электрического поля, созданного двумя разноименными равными по модулю зарядами в точке О.

                                       4 этап. Объяснение демонстраций.

Учитель:     Посмотрите демонстрацию постарайтесь обьяснить увиденные явления.

(мультимедийный диск с программой  «Открытая физика»

Учитель:    Следующий 5 этап нашего урока «Решение задач»

                   Все превращения в микромире происходят с учетом закона сохранения электрического заряда.(слайд 6 )

1. Имеется два одинаковых металлических шарика заряд одного равен 4 нКл, а другого равен -10 нКл. шарики привели в соприкосновение и затем раздвинули.

Каков заряд будет у шариков после этого?

2. Паспортные данные конденсаторов даны перед вами. Какой из предложенных конденсаторов имеет большую энергию при полной разрядке.

( учащиеся работают по группам)      

1)  0, 05 мкФ,   400В.                                     1) W= CU/2 = 0,5 *10 *(4*10 )/2 = 0,4*10 Дж  

2)  6200 пФ,     1000В                                    2)  W = 62*10 *(10 )/2 = 31*10    

3)  1300 пФ,      1500В                                   3) W= 13*10 *( 15*10 )/2 = 1462,5*10Дж

4)  4 мкФ,         200В                                      4)W= 8*10 Дж

5)  6 мкФ,         200В                                      5) W= 12*10Дж

6 ) 2 мкФ,         200В                                      6)W= 4*10Дж

7)  0,5 мкФ,      200В                                      7) W= 2*10Дж

Какой вывод можно сделать? Из конденсаторов большую энергию имеет при полной разрядке, тот конденсатор, у которого емкость и напряжение больше.

3.Модуль силы взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равен F.Чему станет равен модуль силы взаимодействия между телами  если заряд одного из них увеличить в 4 раза, а заряд второго уменьшить в 2 раза?

1)  F           2) 2F            3) F/2               4) 8F

4. Генеральная уборка на кухне была в разгаре. Вымыв пол Шерлок Холмс взялся за мебель. Полированные поверхности кухонных шкафов и полок он энергично протирал сухой тряпкой из синтетической ткани, а окрашенные масляной краской- сырой. Почему он по- разному относился к своей мебели?

                                   6 этап.   ПЕРЕВЁРТЫШИ.

УЧИТЕЛЬ:     Перед вами картинка, на которой изображены простые физические явления. Картинки- перевертыши: когда рисунок висит прямо, он изображает одно физическое явление, а когда перевернешь - другое. Попробуйте определить, какие две ситуации изображены.(слайд 7)

      7этап. СРАВНЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННЫХ И  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  ПОЛЕЙ.                  

УЧИТЕЛЬ:

 На очереди работа по сопоставлению двух полей- гравитационного с проявлением которого вы встречались в 9 классе, и электростатического ,изученного только что.

(Заполняется сравнительная таблица, в порядке ответов на поставленные вопросы)

(слайд 8)

 Сейчас вы впишите нужную информацию в эту таблицу и подклейте лист в свою тетрадь.

1. Напишите формулы закона Кулона и закона всемирного тяготения, и назовите физические величины, вошедшие в эти законы и единицы их измерения.
2. Что определяют эти законы?
3. Чему равны силы, порождаемые этими полями?
4. Чему равна работа силы тяжести по перемещению в нем тела массой m?Чему равна работа электростатического поля по перемещению в нем заряда? Чему равна работа по замкнутой траектории?
5. Какой энергией обладает тело в гравитационном и электрический заряд в электростатическом поле?
6. Чему равна работа в этих полях?

Итак,- По словам русского поэта 19 века Якова Петровича Полонского,

                                               Царство науки не знает предела-

                                               Всюду следы её вечных побед,

                                               Разума слово и дело,

                                                Сила и свет..

Этими слова по праву можно отнести к замечательной науке- электродинамике, подарившей нам столько открытий, осветившей нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько всего непознанного вокруг. Какое поле деятельности, для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры! Так что запускайте свой «вечный двигатель» и вперёд!                                

        ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА,