Урок-исследование "Точечный заряд в электрическом поле"

Дистанционное обучение педагогов по ФГОС по низким ценам

Вебинары, курсы повышения квалификации, профессиональная переподготовка и профессиональное обучение. Низкие цены. Более 14500 образовательных программ. Диплом госудаственного образца для курсов, переподготовки и профобучения. Сертификат за участие в вебинарах. Бесплатные вебинары. Лицензия.

Конспект урока – исследования «Точечный заряд в электрическом поле»

Тип урока: систематизация и закрепление знаний по пройденному материалу

Выделить основные структурные элементы знаний по теме: "Закон Кулона", «Характеристики электрического поля»

Продолжить формирование приемов исследовательской деятельности – анализа, синтеза, сравнения, систематизации, работы в группе.

Закрепить ранее изученный материал и решать задачи.

углубление знаний по электростатике;

организация повторения и систематизации основных формул, понятий, способов и методов решения задач;

установление связей внутри физических понятий, теорий, законов; выделение существенных признаков изучаемых явлений, понятий;

стимулирование у учащихся познавательного интереса, творческих способностей, самостоятельности;

умения использовать свой интеллект;

аккуратности и точности при проведении эксперимента;

умения работать с физическим оборудованием, обрабатывать результаты эксперимента;

соблюдение правил техники безопасности;

электрофорная машина, электрические султаны, соединительные провода, оргстекло, бумага, компьютер, мультимедийный проектор, вата, линейка, весы лабораторные с разновесами. Приложение – электронная презентация

1. Организационный момент, постановка целей и задач урока, повторение правил техники безопасности. 2 мин

2. Актуализация знаний. 7 мин

Повторение и систематизация знаний о физических величинах (Устный опрос)

3.Проведение эксперимента и решение исследовательских задач. 30 мин.

4.Подведение итогов исследования. 3 мин.

5. Подведение итогов урока, выставление оценок, домашнее задание. 2 мин.

Организационный момент, цели и задачи урока, правила техники безопасности.

Слайды 1-3 Приложения

Слайды 4 -11 Приложения.

Что называют точечным электрическим зарядом?

В каких единицах измеряется электрические заряды?

Как взаимодействуют одноименные и разноименные электрические заряды?

Как формулируется закон Кулона для взаимодействия зарядов в вакууме?

Дать понятие силовой характеристики электрического поля - напряженности

В чем заключается принцип суперпозиции?

Дать понятие энергетической характеристики электрического поля - потенциала

III . Основная часть урока.

Мини – исследование, для этого создаются

а) группа « Наноэкспериментаторы»

б) группа «Масс-определители

в) группа «Точный расчет»

Опыт 1 - «летающая ватка» с целью определения величины точечного заряда, количества заряженных частиц на ней, напряженности поля заряженной пластины

Слайд 12 Приложения.

Трудности расчета - определение зарядов заряженного тела – ватки и пластины.

определение напряженности заряженной пластины

Р абота группы а) F k

F k = F т = mg В нашем случае q 2 = 50 q 1 Определим заряд q 2.

Подставив значения, получим: q 1=

Работа группы б)

Заполнить таблицу, используя результаты измерений:

Определяем массу ватки с зарядом q 1. Для этого использовать метод рядов.

Минимальное значение разновесов равно 10 мг или 10  10 -6 кг. Уравновешиваем некоторое количество ватки и делим на 10 равных частей. 1 часть имеет массу ватки, использованной в опыте

Слайд 14 Приложения

Таким образом мы определяем заряды q 1 и q 2.

Подсчитаем число протонов на ватке. Для этого заряд q 1 делим на заряд протона.

По формуле Гаусса подсчитаем напряженность заряженной пластины

 -поверхностная плотность заряда пластины S = a  b

Площадь рабочей части пластины составляет 0,1  0,05=0,005 м 2 = 5  10 -3 м 2

Результаты помещаем в таблицу 3

Слайд 15 Приложения

Возвращаемся к таблице 1 и заполняем пустые ячейки.

Выводы по эксперименту:

а) Использовав методы дифференцирования и сравнения, определили:

1. массу ватки m

2. заряд ватки q 1

3. заряд пластины q 2

б) определили число избыточных протонов N на заряженном теле

в) по формуле Гаусса нашли значение напряженности заряженной пластины Е

см. Приложение Слайд 16

Опыт 2 - «прыгающая ватка» с целью определения скорости и ускорения ватки в электрическом поле

Слайд 17 Приложения

Работа группы а)

Трудности расчета- определение времени полета ватки в электрическом поле.

Для определения времени полета воспользуемся вышеиспользованным методом дифференцирования. Для этого подсчитаем время 7-10 прыжков, вычитаем время, необходимое

на перезарядку и находим время 1 прыжка t = t об/ n

Измерим расстояние S между кондукторами электрофорной машины.

Работа групп б) , в)

По формулам скорость и ускорение ватки в электрическом поле

Слайд 18 Приложения

Результаты заносим в таблицу 4

Слайд 19 Приложения

Выводы по эксперименту:

а) Использовав методы дифференцирования и исключения, определили:

скорость и ускорение ватки в электрическом поле

IV . Подведение итогов исследования, рефлексия

Что нового узнали на уроке?

Все ли получилось так, как задумывалось?

Какие элементы вам понравились?

Было ли вам комфортно на уроке?

С каким настроением вы заканчиваете урок?

Слайд 20 Приложения

Решать задачи можно вечно,

Спасибо всем вам за урок,

А главное, чтоб он был впрок

V . Подведение итогов урока, выставление оценок, домашнее задание

Слайд 21 Приложения

Список использованной литературы:

1. Учебник Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев Физика 10 изд.Просвещение

2. Сборник задач по физике П.А.Рымкевич

3. Справочник по физике Б.М Яворский

Ссылки на источники в сети Интернет

Методические рекомендации по использованию презентации:

Количество слайдов – 21

Среда (редактор), в которой выполнена презентация- MicrosoftOfficePowerPoint

Цель использования презентации и задачи, решение которых реализуется с помощью презентации:

Цель: выделение основных структурных элементов урока;

стимулирование у учащихся познавательного интереса;

акцентирование наглядности материала

Задачи: организация повторения и систематизации основных формул и понятий:

выделение основных этапов урока;

обработка результатов эксперимента;

Рекомендации по подготовке и проведению экспериментов.

Классное помещение должно быть сухим!

Для электризации воспользоваться пластинкой оргстекла

Электризацию проводить лучше всего бумагой. На стекле образуются положительные заряды

Экспериментально подобрать размер и массу ватки, в нашем случае она составила 0,1 части от минимального разновеса лабораторных весов

Опыт с летающей ваткой обычно получается хорошо, высота полета ватки в нашем случае была 20-22 см.

Ватку в данном эксперименте можно считать точечным зарядом, т.к. ее размерами можно пренебречь, расстояние от ватки до пластины в десятки раз больше размеров ватки, такого рода задачи есть в сборниках Степановой и Рымкевича.ымкевичаР

Опыт с прыгающей ваткой надо отрепетировать, для этого надо подобрать нужное расстояние между кондукторами (5 - 8 см) и заряд конденсаторов электрофорной машины

Заряд пластины мы взяли в 50 раз больше заряда ватки, исходя из рабочей части пластины, для этого мы разместили 100 кусков ватки на пластине и учли, что рабочая площадь пластины в 2 раза меньше всей площади, поскольку стекло оказывается диполем при взаимодействии с рукой и только половина всего заряда участвует во взаимодействии с летающей ваткой.

Для получения расчетных данных эти параметры вполне пригодны, т.к. ученики ведут приблизительную проверку закона Кулона и определения заряда ватки.

В свое время сам Кулон не смог определить заряд шара в крутильных весах и поэтому такой подход к эксперименту считаю допустимым.

Напряженность поля пластины придется считать по формуле Гаусса, которая не входит в школьную программу

Практическая ценность экспериментов и расчетов в том, что ученик может осознать результаты в микро-и наноединицах