Электростатиканың негізгі заңы - Кулон заңы

Сабақ

Пәні: ФизикаСабақ тақырыбы:

Электростатиканың негізгі заңы Кулон заңы. Есептер шығару.

Мектеп:

ХББ НЗМ Атырау қаласы

Мерзімі: 27.10.2014ж.

Мұғалімнің аты: Алдигулова Н.Ж.

Сынып: 8

Оқушылар саны: 9

Оқу мақсаты:

• F=kq₁q₂ /r² вакуумда н/е ауада екі нүктелік қозғалмайтын зарядтар үшін Кулон заңы формуласын білу

• Осы заңға негізделген модельдерге ғылыми тәжірибе жөнінде пікір қалыптастыру

• Оқушылардың әртүрлі дерек көздерінен өздеріне қажетті ақпаратты іздену (мәтін, сурет, кесте, видео және анықтама жиынтығы)

Сабақтың мақсаты:

Нүктелік заряд ұғымын, зарядтардың өзара әсерлесу күші Кулон заңының физикалық мағынасын түсіндіру. Оның қолдану аясын, Кулон заңын қолданып сапалық есептерді шешуге оқушылардың білімін қалыптастыру

Тілдік мақсаттар

Оқушылар нүктелік заряд туралы ұғымға ие болады. Кулон заңының физикалық мағынасын және формуласын біледі.

Арнайы пәндік лексика және терминология:

Электрлік құбылыстар- phenomena

Заряд- charge

Оң заряд- positive charge

Теріс заряд- negative charge

Тебісу- repulsion

Тартысу- attraction

Зарядтың сақталу заңы- The law of conservation of charge

Үйкелу - трение - friction

Электрон -electron

Электроскоп- electroscope

Электрометр- electrometer

Электр өрісі - Electric field

Кулон заңы - Coulomb's law

Нүктелік заряд - точечный заряд + point charge

Диалог үшін пайдалы баянды сөйлемдер:

Нүктелік заряд - ...

Кулон заңы - ...

Күтілетін нәтиже

Оқушылар:

Түсінеді:

• Зарядталған дененің өзара әсерлесу күші Кулон тәжірибесі арқылы анықталғанын; Кулон заңының орындалу шарттарын, өзара әркеттесетін зарядталған денелердің қозғалмайтындығын

Біледі:

• Нүктелік заряд мағынасын;

• Кулон заңын;

• Кулон заңының физикалық тұжырымдамасын;

• Кулон заңның қолданыс аясын;

Қолдана алады:

• Кулон заңына мысалдар келтіре отырып, сапалық есептер шығару;

• Зарядталған дененің өзара әсерлесуіне есептер шығару;

Өтілген материалдар

Денелердің электрлену құбылысын күнделікті өмірде бақылау

Табиғаттағы электрлік құбылыстары жөнінде мағлұмат жинақтау (шығармашылық жұмыс)

ЖОСПАР

Уақытша жоспарлау

Жоспарланған іс-шаралар

Ресурстар

Сабақ басы

10 мин

Ұйымдастыру.

Сәлематсыздарма! 8 сыныпқа физика сабағын бастайық. Сабақтың тақырыбы: «Электростатиканың негізгі заңы - Кулон заңы». Бүгінгі сабағымызда бір - біріне қатысты қозғалмайтын электр зарядтардың өзара әсерлесуімен танысамыз. Сонымен қатар Кулон заңының ұғымын енгізе отырып есептер шығаруға үйрету. Ал сабағымызды бастайық

І. Еске түсіру

А)(Миға шабуыл)

1. «Электр», «Электр заряды» деген не?

2. Электр зарядының қандай түрлері бар және денелердің зарядталғанын қандай құрал арқылы білеміз?

3. Денелерді қандай әдістермен электрлеуге болады, зарядың сақталу дегенді қалай түсінеміз?

Ә)(Күнделікті өмірде байқаған жағдайларға байланысты денелердің электрленуіне мысалдар келтіріңдер.

Табиғаттағы электрлік құбылыстары жөнінде мағлұмат жинақтау (шығармашылық жұмыс)

Видео (оқушылар дайындаған видео жіберіледі)

Ортасы

20 мин

ІІ. Түсіну

Жаңа сабақ

Кулон заңын ашу (видео)

Міне оқушылар қазір біз тәжірибе жасап көрейік. Жіпке ілулі тұрған эбонит таяқшаны электрлейік. Екінші бір эбонит таяқшаны да жүнге үйкеп электрлейік те, ілулі тұрған таяқшаға жақындатайық. Таяқшалар бір - бірінен тебіліп қашықтайды. Себебі таяқшалар бір заттан жасалғандықтан және бір денеге үйкелгендіктен олар заряд тегі бірдей яғни теріс заряд болады.

Ал енді ілулі тұрған эбонит таяқшаға жібеккке үйкелген шыны таяқшаны жақындатайық. Біз енді шыны таяқша мен эбонит таяқша бір - бірімен тартылатынын байқаймыз. Бұл жерде эбонит таяқшалары әртүрлі заттан жасалғанын көреміз сол себепті олардың тебілетін байқап отырмыз.

Яғни бұл екі денелер өзара әсерлесіп жатқанын тартылатынын және тебілетініне көз жеткіздік. Себебі арасында белгілі күш болады. Бұл күштің ашылу тарихына тоқталып өтелік.

Тарихи мағлұмат

Шарль Огустен Кулон (1736-1806) - Электр және магнетизм тәжірибелерімен танымал француз физигі. Оның ең басты жетістігі денелердің өзара әсерлесу күшін өлшейтін құрал - иірілмелі таразыны ойлап тапты.

Құрал - жабдық: шыны таяқша ол серпінді таяқшаға бекітілген. Таяқшада А және оған қарама қарсы С метал шарлары бекітілген. В шары таразының аузында орнатылған және ол қозғалмайтын. Тәжірибесі : Ол жіңішке серпімді сымға ілінген және шыны цилиндр тәрізді ыдыста орналастырылған шыны таяқшадан тұратын қондырғы - иірілмелі таразыны қолданды.Таяқшаның бір ұшына кішкене металл шар бекітті,ал екінші ұшына оны теңгеріп тұратын жүк ілді.Жіптің жоғарғы ұшын оның ширатылу бұрышын анықтауға арналған бөліктері бар шкалаға бекітті. Ыдыс тығынындағы саңылау арқылы дәл сондай басқа сынақ шар енгізді. Содан соң шарларға оң заряд берді және олар бір-бірімен өзара әрекеттесті. Ал олардың әрекеттесу күшінің шамасын жіптің ширатылу бұрышына қарап анықтады. Өлшемдері электрленген шардың өлшемдерімен бірдей,заряды жоқ үшінші шардың көмегімен Кулон алдыңғысының зарядын тең екіге бөлді. Осылайша, Кулон тәжірбиесін қорыта келе,шарлардың өзара әрекеттесу күшін анықтады.Бұл күшті Кулондық деп атады.

Арақашықтығымен салыстырғанда өлшемі кішкентай зарядталған денелер үшін Кулон заңы жүзеге асатынын көреміз. Мұндай денелерді нүктелік зарядтар деп атайды. Дәптерлеріне анықтаманы жазып алыңдар.

Нүктелік заряд - әсерлесетін басқа зарядты денелерге дейінгі ара қашықтықпен салыстырғанда сызықтық мөлшерін ескермеуге болатын денеде жинақталған заряд

Кулон заңы

Кулон заңы - екі нүктелік зарядтардың өзара әсерін сипаттайды

Тұжырымдамасы тыныштықтағы екі нүктелік зарядтар зарядтардың модульдерінің көбейтіндісіне тура пропорционал, ара қашықтықтың квадратына кері пропорционал, таңбасы зарядтардың таңбаларының көбейтіндісімен бірдей, ал бағыты екі зарядты қосатын түзу бойымен бағыттас күшпен өзара әсер етеді.

Мұндағы

F - 1 заряд 2 зарядқа әсер ететін күш;

- зарядтар шамасы;

r - радиус-вектор (1 зарядтан 2 зарядқа бағытталған вектор);

- пропорционалдық коэффициенті.

Осылайша, заңға сәйкес біртекті зарядтар бір-бірін итереді

(ал әртекті - тартады)

Енді формуладағы k - пропорционалдық коэффициентi,

сандық мәнi бiрлiк зарядтардың бiрлiк ұзындығына тең арақашықтықта өзара әсерлесу күшiне тең.

k коэффициентiн мынадай түрде жазу қабылданған

мұндағы

ɛ₀-электр тұрақтысы,

ХБЖ жүйесi бойынша мынаған тең:

ɛ₀=8,85*10^-12 Кл²/(Н*м²)

Коэффициент k ХБЖ бiрлiгiнде жазылуы бойынша келесi түрде өрнектеледi:

k=

Басқа жағдайларда берілуі.

- электр тұрақтысы(грек әріпі «Эпсилон»)

- диэлектр өтімділік ортаға байланысты.

Ортаның диэлектрлік өткізгіштігі - бұл заттың электрлік және зарядтардың берілген ортадағы өзара әрекеттесу күші вакуумдағы өзара әрекеттесу күшінен неше есе аз болатынын көрсететін физикалық шама.

Басқа заңға ұқсастығы:

1687 ж Бүкіл әлемдік тартылыс заңы

Ерекшелігі:

Гравитациялық күштен артық, әсері көзге көрінеді

Біз 7 сыныпта күш ұғымымен таныстық. Сонда ауырлық күші тартылыс заңының көрінісі екенін білдік. Енді біз Кулон заңын

бүкіләлемдік тартылыс заңымен салыстырамыз. Электррлік өзара әрекеттерді гравитациялық өзара әрекеттесулерімен салыстыра отырып, тек олардың ұқсас белгілерін ғана емес, сонымен қатар айырмашылықтарына да көңіл аударған жөн. Мысалы, гравитациялық өзара әрекеттесулерді тек денелердің бір - біріне тартылуынан байқасақ, электрлік өзара әрекеттесулер тартырып та, тебіліп те көрініс бере алады.

Кулон заңының қолдану аясы:

• Зарядталған дене нүктелік болу керек.

• Міндетті түрде қозғалмайтын болу керек.

• Кулон заңының тек нүктелік зарядтар үшін ғана дұрыс екенін ұстау қажет.

• табиғатта нүктелік зарядтар болмайды, бірақ зарядталған денелер арасындағы қашықтық олардың өлшемдерінен көп үлкен болса, онда денелерді нүктелік деп есептеуге болады.

• Кез - келген заттың ядросының оның электроның біреуімен электрлік әрекеттесу күшін есептеуде қолданылады

Кулон заңының қолдану шегі анықталған. Себебі заң неше қайтара тәжірибе жүзінде тексерілген, соның нәтижесінде оның шамамен 10^-15м (10^-13см) , ядролық қашықтық аясында орындалатыны анықталған. Зерттеулер Кулон заңының 10^-16м шамасындағы қашықтықта орындалмайтынын дәлелдеген.

ІІІ. Қолдану

Есеп шығару үлгісі

1-есеп

Әраттас зарядталған екі бірдей метал шар берілген. Бірінші шардың заряды -15 мкКл, ал екіншісі +25мкКл. Шарларды бір - біріне түйістіріп, қайтадан ажыратамыз. Түйістіргеннен кейінгі шарлардың зарядын және екі шардың 5см арақашықтықтағы әсерлесу күшін анықтаңыз.

Есептер шығару

1. Бір - бірінен 3см қашықтықта тұрған, әрқайсысы 20нКл екі заряд өзара қандай күшпен әрекеттеседі?

2. 1мкКл және 10нКл екі заряд 9мН күшпен біріне - бірі қандай қашықтықтан әсер етеді?

3. Бір - бірінен 10см қашыктыкта орналасқан кішкентай екі шардың бірдей теріс зарядтары бар және олар 0,23 мН күшпен өзара әсерлеседі. Әр шардағы "артық" электрондардың санын табындар.

www.youtube.com/watch?v=6Du0_gcn5_I

3phet.colorado.edu/en/simulation/balloons

fizportal.ru/physics-book-36-4‎

www.nuffieldfoundation.org/practical-physics/forces-due-electric-charges

www.edu.delfa.net/CONSP/elctrostat3.html

festival.1september.ru/articles/310156/

www.youtube.com/watch?v=6Du0_gcn5_I

Соңы

12мин

IV Қорытындылау

1.Сұрақ - жауап арқылы өрмекшенің торын толықтыру

V Бағалау

2.Tarsia программасымен сабақты қорытындылау

VІ Бағалау

Рефлексия

Пайдаланды көп ғалымдар,

Физиканың заңдарын.

Сол заңдармен таныдық,

Табиғаттың сырларын.

Оқушылар хабарламасы

</<font face="Times New Roman, serif">Таратпа парақшалар

Үйге тапсырма

1 мин

§28-31

Тәжірибелік жұмыс

Металл фольгадан кішкентай шар жасаңдар да, оны изоляциялаушы (жібектен немесе капроннан жасалған) жіпке іліп қойыңдар. Пластмасса сызғышты теріге ( жібеккке немесе қағазға) үйкелеп, оған заряд беріңдер. Сонан кейін сызғышты тағы да сол денеге үйкеп, оған заряд беріңдер.

Электрленген сызғышты шарға жақындата беріп, олардың арақашықтығын бірте - бірте ( мысалы 20см, 15см, 10см) кеміте беріңдер. Осы құбылысты бақылап, тиісті қорытынды жасаңдар.

8-сынып

Дүйсембаев, Байжасарова

Медетбекова

Дифференциация - қосымша көмекті қалай жоспарлайсыз? Қабілетті оқушыларға қандай тапсырмалар жоспарлайсыз?

Бағалау -оқушылардың

білімін қалай тексересіз

Пәнаралық байланыс

Қауіпсіздік ережелерін сабақ барысында сақтау

ИКТ -ні қолдану

Барлық оқушылар:

Тақырып бойынша керекті мәліметтер мен формулаларды дәптерге түсіреді

Оқушылардың көпшілігі:

Сұрақтарға жауап береді

Кейбір оқушылар

Деңгейлік есептер шығарады

Өзін-өзі бағалау.

Информатика, химия, ағылшын тілі

• өз бетімен жұмыс істеуге дағдыланып, есептер шығарады

• күнделікті өмірмен байланыстырады

Рефлексия

Сабақтың мақсаты / оқу мақсаты дұрыс па?

Оқушылар бүгін не оқып-үйренді?

Оқу атмосферасы қандай болды?

Мен дифференцияланған жұмысты сәтті дайындай алдым ба?

Мен уақытты сақтадым ба?

Мен жоспарда қандай өзгеріс енгіздім және қандай?

Төменде қалдырылған орынды жүргізілген сабақ бойынша түсіндірмелер үшін қолданыңыз. Сол жақтағы бағанда берілген сабақ бойынша неғұрлым маңызды сұрақтарға жауап беріңіз.

Оқу мақсаттары толығымен ашылды деп ойлаймын