Урок по физике 8 класс. Электризация тел. Два рода зарядов

Урок по физике в 8-м классе по теме:
«Электризация тел. Два рода зарядов».
Козлова Елена Валерьевна, учитель физики
МОУ СОШ № 51 г. Архангельск.
Объявление
ЦЕЛИ УРОКА:
(слайд 1)
(слайд 2)
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:


Воспитание умения работать в коллективе и в группах.
Воспитание любознательности.
Развивающая:



Выделять электрические явления в природе и технике.
Определять знак заряда наэлектризованного тела.
Познакомить с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов.
1 этап.
Вступительное слово учителя. (слайд
3)
Молния-это величественное и грозное явление природы - невольно вызывает у нас
чувство страха. Долгое время человек не умел объяснить причин, вызывающих
грозовые явления.
Другое явление, которое поражает незнающих людей своей загадочностью,
носит название «огни святого Эльма». Эти огни известны очень давно. Их видели
Колумб и Магеллан, о них писал даже Юлий Цезарь. Описанное явление часто
наблюдается на высоких острых металлических предметах: на мачтах кораблей,
на шпилях высоких башен, на крестах церквей.
И поэтому в народе такое свечение называлось по имени церквей: «огни святого
Эльма», «огни святого Николая», «огни святой Елены».По внешнему виду свечение
напоминает кисть размером до нескольких десятков сантиметров.
Учитель: (слайд 4)
А вот в том, в чем причина этих загадочных явлений в природе нам предстоит
узнать . И к концу изучения темы вы сможете сами объяснить причину этих и
других явлений.
Электрическая природа молний, огней «Эльма", полярного сияния стала
известна после исследований, проведенных в 18 столетии русскими учеными М.В.
Ломоносовым, . Рихманом и американским ученым В. Франклином.
М.В.Ломоносов
Г.В. Рихман
В.Франклин
Эти явления были названы ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ.
2 этап.
История развития электричества интересна и поучительна (слайд 5).
1. Фалес Милетский (слайд 6)
Легенда об янтаре: Дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном, изделием финикийских
мастеров. Как-то уронив веретено в воду, девушка стала обтирать его краем своего шерстяного
хитона и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок. Думая, что они прилипли к
веретену, потому что оно все еще влажно, она принялась вытирать его еще сильнее. И что же?
Шерстинок налипало еще больше. Девушка обратилась к отцу… Фалес понял, что причина в
веществе, из которого сделано веретено (янтарь).
3 этап.
2. Гильберт Ульям – обнаружил, что различные тела после натирания притягивают к себе другие
тела. Убедимся в этом.
Опыты.(слайд 7)
1. Учащиеся на местах наблюдают притяжение мелких бумажек к пластмассовым предметам.
2. Опыт с вращением линейки (лампа, линейка, эбонитовая палочка, шерсть).
3. Опыт с воздушным шариком.
4. Отклонение струи воды от эбонитовой палочки, потертой о шерсть.
5. Взаимодействие наэлектризованной палочки и бумажки через стакан.
Вывод: а) после натирания тело притягивает к себе другие тела;
б) участвуют два тела;
в) электризуются оба.
Электризация –
явление, в котором тела приобретают свойства притягивать другие тела.
Тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела – наэлектризовано, или ему
сообщен электрический заряд.
Электрический заряд –
это свойство тела или частиц участвовать в электрическом взаимодействии.
Обозначение – q, единица измерения – Кл (Кулон).
Мы рассмотрели электризацию трением. Но существуют и другие способы электризации тел:
- соприкосновением
- ударом
- деформацией
Демонстрация: резина и электрометр (после удара и деформации поднесем к электрометру).
Для чего мы натираем? Лишь для того чтобы увеличить площадь соприкосновения тел.
4 этап.
Рассмотрим, как взаимодействуют наэлектризованные тела? (слайд 8).
Практическое задание для учащихся «Изучение взаимодействия заряженных тел».
Оборудование: полоски из полиэтилена, бумаги и шелка.
Ход работы: полоски положить одна на другую и разгладить рукой, поднять и развести в
стороны. Наблюдаем, что происходит.
Демонстрация: опыт с султанчиками.
Вывод: одни притягиваются, а другие отталкиваются. ПОЧЕМУ?
Что такое статическое электричество
Статическое электричество возникает в случае нарушения внутриатомного или внутримолекулярного
равновесия вследствие приобретения или потери электрона. Обычно атом находится в равновесном
состоянии благодаря одинаковому числу положительных и отрицательных частиц - протонов и
электронов. Электроны могут легко перемещаются от одного атома к другому. При этом они формируют
положительные (где отсутствует электрон) или отрицательные (одиночный электрон или атом с
дополнительным электроном) ионы. Когда происходит такой дисбаланс, возникает статическое
электричество.
У положительного иона отсутствует один электрон, следовательно, он может легко принимать электрон от
отрицательно заряженной частицы. Отрицательный ион в свою очередь может быть либо одиночным
электроном, либо атомом/молекулой с большим числом электронов. В обоих случаях существует
электрон, способный нейтрализовать положительный заряд.
На основании проделанных опытов и дополнительных демонстраций с другими телами учитель должен
показать учащимся, что любое тело содержит два вида электрических зарядов. Если заряды в теле равны,
то тело не проявляет электрических свойств. Эти свойства обнаруживаются только при электризации,
которая приводит к нарушению равновесия электрических зарядов в теле. Причем, пока тела не
разъединены, их электрические свойства не обнаруживаются. Чтобы обнаружить электризацию, тела надо
разъединить.
Положительный ион – атом, потерявший электрон.
Отрицательный ион – атом, принявший электрон.
(слайд 9)
Учитель: Представление о положительном и отрицательном зарядах, было введено в 1747 году
Франклином. Эбонитовая палочка от электризации о шерсть и мех заряжается отрицательно, потому что
отрицательным назвал заряд, образующийся на каучуковой палочке В.Франклин. А эбонит это каучук с
большой примесью серы. Заряд, который образуется на стеклянной палочке, потертой о шелк, Франклин
назвал положительным. Но во времена Франклина существовал только натуральный шелк и натуральный
мех. Сегодня порой трудно бывает отличить натуральный шелк и мех от искусственного. Даже разные
сорта бумаги электризуют эбонит по-разному. Эбонит приобретает отрицательный заряд от
соприкосновения с шерстью (мехом) и капроном, но положительный от соприкосновения с полиэтиленом.
Условились обозначать положительный заряд “+”, а отрицательный “-”. В последствии было установлено,
что все вещества можно расположить в так называемый ряд, в котором предыдущее тело электризуется
при трении о последующее положительно, а последнее отрицательно. Мех, фланель, слоновая кость,
перья, горный хрусталь, флинтглас, дерево, металлы, сера – ряд Фарадея. (слайд 10).
В тетради: q > 0 – положительный (стекло + шелк)
q < 0 – отрицательный (эбонит + шерсть)
Схема взаимодействий: одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются.
Учитель:
-Как вы думаете, есть в жизни людей такое явление, как притяжение или
отталкивание?
-В чем может проявляться такое явление в общении людей, во внешности, в
характерах? ( маленький дружит с высоким, холерик с флегматиком, мы
ищем в других то, чего нет в нашем характере, что может нас дополнить, мы
чаще всего дружим с теми, кто является нашими антиподами)
Физкультминутка.
А теперь давайте поиграем. Я задам вопросы, а вы молча будете отвечать поднятием рук. Напоминаю,
девочки играют роль положительных, а мальчики – отрицательных зарядов. Внимание. Вопрос. Как
заряжена палочка? (Показывает стеклянную палочку). А почему девочки не поднимают руки?
Ученики. Палочка не наэлектризована, значит, на ней нет зарядов.
Учитель. (Шёлком проводит по палочке). А сейчас?
Ученики. (Девочки подняли руки).
Учитель. А как заряжена эта палочка (показывает эбонитовую палочку.) Почему никто не поднимает руки
(трёт палочку мехом). А сейчас? (Мальчики поднимают руки).
Теперь все поднимите руки вверх, если вы хотите сказать, что заряженные тела отталкиваются, и
разведите в стороны, прикоснувшись ладонями к ладоням соседа, если хотите сказать, что заряженные
тела притягиваются.
Ответьте, что будет, если один из электрических султанов (показывает на приборы, стоящие на
демонстрационном столе) зарядить положительным зарядом, а второй – отрицательным. (Ученики
поднимают руки).
Опустите руки. Хотите увидеть правильный ответ? (Заряжает султаны от электрофорной машины).
Да, вы ответили правильно. Султаны притягиваются, т. к. заряды на них разноимённые.
5 этап.
(слайд 11).
Это интересно.
Электризация наблюдается также при трении жидкостей о металлы в процессе течения, а также
разбрызгивания при ударе. Впервые электризация жидкости при дроблении была замечена у водопадов в
Швейцарии в 1786 году. С 1913 года явление получило название баллоэлектрического эффекта.
Покоритель Джомолунгмы Н. Тенсинг в 1953 году в районе южного седла этой горной вершины на высоте
7,9 км над уровнем моря при 300 С и сухом ветре до 25 м/с наблюдал сильную электризацию
обледеневших брезентовых палаток, вставленных одна в другую. Пространство между палатками было
наполнено многочисленными электрическими искрами. Движение лавин в горах в безлунные ночи иногда
сопровождается зеленовато-желтым свечением, благодаря чему лавины становятся видимыми.
6 этап.
(слайд 12)
Ребята! Сейчас мы выполним небольшое тестовое задание, которое проверите сами друг у друга и сразу
поставите оценки. На выполнение дается пять минут.
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. 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.
Ответы:
1 вариант: А Б А В Б
2 вариант: Б Б А В Б
7 этап.
Качественные задания.
1) Прочитайте пословицу и ответьте на вопросы: (слайд 13)
а) о каком физическом явлении (понятии, законе) в ней говорится?
б) каков физический смысл пословицы?
в) верна ли она с точки зрения физики?
г) в чем житейский смысл пословицы?
ПОСЛОВИЦЫ:
1. Как соломинка и янтарь. (персидская)
2. Что шелкова ленточка, к стене льнёт. (русская)
2) 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).
3) 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)
4) Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении
электризоваться то отрицательно, то положительно? (Может, в зависимости от того, чем
ее натирают)
5) 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.)
6) Вопрос Шерлока Холмса: Генеральная уборка кухни была в разгаре. Вымыв полы,
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 «относится» к своей мебели?
(полированные поверхности при трении их синтетической тканью электризуются и
приобретают вместе с находящейся на них пылью электрический заряд; ткань при этом
тоже приобретает заряд, но другого знака. Вследствие этого пыль и ткань притягиваются
друг к другу, и пыль плотно оседает на тряпке. Окрашенные масляной краской
поверхности при трении не электризуются, поэтому пыль с них удаляют влажной
тряпкой, которая смачивает пыль, заставляя её «прилипнуть» к ткани).
8 этап.
(слайд 14)
Применение электризации.
Покраска автомобилей.
Объяснение. "Окрашиваемое" изделие вы зарядили положительно, а "капельки краски" — отрицательно.
Значит, во-первых, ни одна капелька мимо изделия не пролетает: все они притягиваются к экрану и
оседают на нем. Во-вторых, окраска получается прочной благодаря электрическим силам притяжения.
В-третьих, так как все капельки заряжены одноименно, то во время полета они отталкиваются друг от
друга и оседают на поверхности изделия очень равномерным тонким слоем.
Конечно! В электрических полях успешно и быстро сушат древесину, делают искусственный мех,
сортируют пшеницу, производят холодное копчение рыбы. Электрические поля выполняют так много
полезных дел, что всех их и не перечислить.
Копчение рыбы.
Например, копчение это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают
продуктам особый вкус, но и предохраняют их от порчи. 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.
9 этап.
Вредное проявление электризации.
(слайд 15).
В авиации:
- при трении о воздух электризуется самолет. Поэтому после посадки к самолету нельзя
сразу же приставлять металлический трап, может возникнуть разряд, который вызовет
пожар. Сначала самолет «разряжают»: спускают на землю металлический трос,
соединенный с обшивкой самолета, и разряд происходит между землей и концом троса.
- при перекачке горючего из бензозаправщика в баки самолета происходит электризация
шлангов. Чтобы не произошло искрового разряда и взрыва, повышают
электропроводность бензина, добавляя в него соединения хрома.
10 этап.
(слайд 16)
Способы предупреждения электризации.





тщательное заземление станков, машин;
применение токопроводящих пластиков для полов;
увлажнение воздуха;
ионизация воздуха;
использование различного рода «нейтрализаторов».
11 этап.
(слайд 17,18)
Статическое электричество: когда накапливается и его устранение.
 ходит по полу с полимерным покрытием;
 сидит на мебели из синтетических материалов;
 снимает с себя синтетическую одежду.




повышение влажности воздуха;
протирать пластиковые поверхности глицирином;
обрабатывать синтетические ткани антистатиком;
при стирке белья пользоваться средством « Ленор ».
12 этап.
Подведение итогов (рефлексия – что узнали, чему научились, что решили)
(слайд 19)
Домашнее задание.
 Найти описание интересных природных явлений, связанных с электризацией тел.
 § 25, 26
И в конце урока хочу прочитать стихотворение шотландского поэта XVIII в.
Роберта Бернса:
Зачем одевают кольцо золотое
На палец, когда обручаются двое?—
Меня любопытная дева спросила.
Не став пред вопросом в тупик,
Ответил я так собеседнице милой:
Владеет любовь электрической силой,
А золото — проводник!