Физика. 10 класс. Урок на тему "Элементарные частицы. Закон Кулона".

Урок физики в 10 кл. №84

Тема: «Электрический заряд. Элементарные частицы. Закон Кулона».

Цели урока: познакомить учащихся со значением, структурой и особенностями электродинамики как разделе физической науки; повторить основные понятия электростатики, углубляя и развивая изучаемые ранее; познакомить учащихся с историей открытия закона Кулона, сформулировать основной закон электростатики, формировать умение применять закон при решении качественных, вычислительных задач.

Оборудование: компьютер.

Тип урока: комбинированный, с использованием новых информационных технологий.

План урока.

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

3. Углубление знаний, умений.

4. Итог урока.

Ход урока.

I. Организационный момент.

Знакомство с темой и планом урока.

II. Изучение нового материала.

1. Знакомство с логической структурой раздела «Электродинамика» (Слайд№1).

2. Формирование основных понятий электростатики.

   1. Электростатика – раздел теории электричества, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.

   2. Электрический заряд – физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействия, которая в 10³⁹ раз превышает силу гравитационного притяжения.

   3. Виды зарядов. Существуют два вида электрических зарядов – положительный и отрицательный. Элементарный заряд (е). Минимальным положительным зарядом обладает протон (1е), минимальным отрицательным зарядом – электрон (е = -1,6*10^-19Кл). (Слайд№2).

   4. Взаимодействие зарядов. Заряды одинаковых знаков отталкиваются, а противоположных притягиваются друг к другу. Точечный заряд – заряд, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием его взаимодействия на другие тела.

   5. Дискретность заряда. Суммарный заряд равен сумме зарядов, входящих в состав атомов..

   6. Электризация тел – процесс получения электрически заряженных тел путем перехода электронов с одного вещества на другое как следствие различия их энергии связи. «Опыт по электризации»

   7. Способы электризации: трение, соприкосновение, световое облучение. (Слайд№3).

   8. Закон сохранения зарядов. (Слайд№4).

_.

Алгебраическая сумма зарядов в электрически замкнутой системе является постоянной.

Доказательство:

1. Одновременное появление противоположных по знаку, но равных по модулю зарядов при контактной электризации тел.

2. Появление двух противоположно заряженных частиц в процессах рождения электронно-позитронной пары.

1. Основной закон электростатики – закон Кулона.

Формулировка закона Кулона. (Слайд№5).

Задача, стоящая перед Кулоном, - исследование взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

k – коэффициент пропорциональности. k =9*10⁹ .

Основные особенности кулоновских сил:

1. Направлены вдоль одной прямой, соединяющей заряженные тела;

2. Равны по модулю, противоположны по направлению, приложены к разным телам.

3) Электрическая постоянная - (Слайд№6).

; .

Закон Кулона для вакуума.

4) Диэлектрическая постоянная среды - () (Слайд№7).

Диэлектрическая постоянная характеризует электрические свойства среды.

Для любой среды и зависит от самой среды; показывает, во сколько раз сила взаимодействия точечных зарядов в вакууме больше их силы взаимодействия в среде:

.

Закон Кулона для среды:

III. Углубление знаний, умений.

Решение задач.

1. Определите силу взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов по 1мкКл, находящихся на расстоянии 30см друг от друга в вакууме.

2. Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов , находящихся на расстоянии 0,5м, равна 3,6Н. Найдите величины этих зарядов.

IV. Итоги урока.

На этом уроке ребята узнали, что

• Электрический заряд является характеристикой способности тела к электромагнитным взаимодействиям.

• В природе существует два рода зарядов – положительный и отрицательный. Заряды одинаковых знаков отталкиваются, а противоположных притягиваются друг к другу.

• Заряженные тела обладают избыточным количеством протонов и электронов. Приобрести заряд тело может в процессе электризации.

• Существует заряд называемый – элементарным.

• Закон сохранения заряда утверждает, что алгебраическая сумма зарядов в электрически замкнутой системе является постоянной.

• Закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

• Диэлектрическая проницаемость показывает, насколько электростатическое взаимодействие в данной среде меньше, чем в вакууме.

V. Домашнее задание.

П. 64,65.

Электростатика

Электродинамика - раздел физики, в котором изучают электромагнитное взаимодействие между электрически заряженными телами и частицами.

Электромагнитным называют

взаимодействие (притяжение и

отталкивание), возникающее

между заряженными телами.

Электростатика - раздел

электродинамики, изучающий

взаимодействие неподвижных

(статических) зарядов.

Элементарные частицы. Закон Кулона.

ВСЕ ТЕЛА ПОСТРОЕНЫ ИЗ МЕЛЬЧАЙШИХ ЧАСТИЦ, КОТОРЫЕ НЕ ДЕЛИМЫ НА БОЛЕЕ ПРОСТЫЕ И ПОЭТОМУ НАЗЫВАЮТСЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫМИ.

Электрический заряд

Электрический заряд элементарной частицы - физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействия

Существуют два вида электрических зарядов- положительные и отрицательные

Обозначение - q, Q

Единица измерения- Кулон (Кл)

Элементарный эл e ктрический заряд – это минимальный заряд, существующий в природе.

q=Ne,

где N - целое число.

Электризация

• Электризация трением: а) участвуют два тела; б) оба заряжаются:

одно - положительно, другое- отрицательно. в) заряды обоих тел одинаковы по величине.

• Электризация соприкосновением с заряженным телом.

• Электризация через влияние ( электростатическая индукция).

Закон сохранения заряда

Электрически изолированная система тел - система тел, через границу которой не проникают заряды .

Алгебраическая сумма зарядов электрически изолированной системы тел постоянна .

q 1 + q 2 + q 3 +…+ q n = const

Закон Кулона (1785 год)

Опыт Кулона с крутильными весами.

1 – серебряная нить; 2 – игла; 3,4 – шары; 5 – шкала

Закон Кулона

Шарль Огюстен Кулон

Закон Кулона

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними.

Закон Кулона

Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, а её направление зависит от знаков зарядов: одноимённые заряды- отталкиваются, а разноимённые- притягиваются.

ЗАДАЧА №1

Определите силу взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов по 1мкКл, находящихся на расстоянии 30см друг от друга в вакууме.

ЗАДАЧА №2

Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов , находящихся на расстоянии 0,5м, равна 3,6Н. Найдите величины этих зарядов.

Задача №3

• ? -20нКл

• r =2см
• F=0,4Н

• 1. Электризация- это…
• 2. Существуют два вида электрических заряда:…
• 3. Взаимодействие заряженных частиц называется…
• 4. Электрический заряд обозначается… и измеряется….., записывается формулой…
• 5.Закон сохранения зарядов выполняется для ….
• 6. Закон Кулона….