§ 1 Электризация тел

В этом уроке обсудим такое понятие, как электричество, и узнаем, откуда произошло это слово.

Сейчас невозможно представить себе современный мир без электричества, а тем более без компьютера, холодильника, телевизора, электроосвещения и т. д. Все названные приборы, работают с использованием электрического тока и окружают нас в нашей жизни повсеместно. Изначально не зависящие полностью от электричества технологии, например такие, как двигатель внутреннего сгорания, постепенно становятся историей, электродвигатели активно занимают их место. Так откуда же произошло такое слово, как «электричество»?

Слово «электрический» произошло от слова «электрон» (греч.), оно в переводе означает «янтарь» (ископаемая смола). Хотя, конечно же, следует заметить, что непосредственной связи между янтарем и всеми электрическими явлениями нет, так как же появилась такая ассоциация у древних ученых?

По одной из легенд, дочь известного философа Древней Греции Фалеса Милетского, который жил в IV до нашей эры, пряла шерсть веретеном, изготовленным из дорогого камня - янтаря. Она сказала Фалесу, что не может очистить веретено от мелких кусочков шерсти, пуха, ниток. Причем, чем больше она чистит своим шерстяным хитоном, тем больше мусора прилипает к веретену. Фалес не смог сразу ответить дочери на вопрос.

Вечером он решил попробовать очистить веретено и увидел, что при натирании его в темноте заметны искры. «Тут есть о чём подумать и поразмыслить с моими учениками», - сказал Фалес.

Явление, которое было замечено девушкой, Фалес назвал электричеством (от слова электрон - «янтарь»).

При натирании кусочка янтаря о шерстяной клочок ткани или стеклянной палочки о бумагу можно услышать легкое потрескивание, а в темноте даже увидеть маленькие искорки, причем сама палочка способствует притяжению к себе мелких предметов.

Про тело, которое притягивает к себе другие тела после натирания, говорят, что ему сообщен электрический заряд или что оно наэлектризовано.

Электризация - явление, в котором тела приобретают свойства притягивать другие тела.

Тела, сделанные из разных веществ, могут электризоваться. Так, можно легко наэлектризовать натиранием о шерсть палочки из серы, эбонита, пластмассы. Тела натирают лишь только для того, чтобы увеличивать площадь их соприкосновения.

В электризации всегда участвуют два тела, и оба при этом электризуются. Так, при натирании стеклянной палочки и листка бумаги электризуются и палочка, и бумага. Следовательно, бумага, как и стекло, притягивает к себе мелкие предметы.

Электрическим зарядом обладает тело, которое притягивает или отталкивает другие тела. О таком теле говорят, что оно заряжено (имеет заряд).

Заряд - это свойство тел или способность к электромагнитному взаимодействию.

Электроскоп -прибор, который позволяет обнаружить наличие у тела заряда и оценить его.

Проводящий изолированный стержень является основной частью электроскопа, на нем закрепляется стрелка, которая способна свободно вращаться. Когда появляется заряд, стрелка и стержень заряжаются зарядами одного знака, вследствие чего они, отталкиваясь, создают угол отклонения, значение которого пропорционально полученному заряду.

§ 2 Способы электризации тел

Электризация тел происходит в различных случаях.

Способы электризации тел:

·соприкосновение

Рассмотрим некоторые из них.

Эбонит получит отрицательный заряд, а шерсть - положительный заряд, если потереть эбонитовую палочку о шерсть. С помощью электроскопа обнаруживается наличие этих зарядов. Для достижения такого результата необходимо коснуться стержня электроскопа эбонитовой палочкой или шерстяной тряпкой. В этом случае часть заряда испытуемого тела переходит к стержню. Обратите внимание, что происходит кратковременный электрический ток.

Можно рассмотреть взаимодействие двух бумажных гильз, подвешенных на нити, один заряженный от эбонитовой палочки, а другой - от шерстяной тряпочки.

Заметим, что они притягиваются друг к другу. А это значит, что тела с разноименными зарядами притягиваются. Электрические заряды может передать не каждое вещество.

Проводниками называют вещества, через которые передаются заряды, а вещества, через которые заряды не передаются, называют непроводниками - диэлектриками (изоляторами). Это можно выяснить с помощью электроскопа, если соединить его с заряженным телом, веществами различного рода.

Описывая электризацию трением, для опыта всегда берутся только хорошие изоляторы - янтарь, эбонит, стекло, шелк. Вопрос - почему? Поясним: в изоляторах заряд где возник, там и остается, и не может через всю поверхность тела перейти на другие тела, соприкасающиеся с ним. Если оба трущиеся тела - металлы с изолированными ручками, то опыт не удастся, так как невозможно отделить их друг от друга сразу по всей поверхности.

Из-за шероховатости поверхности тел в момент отрыва должны оставаться какие-то последние точки соприкосновения, через которые в последний момент сбегают избыточные электроны, и оба металла становятся не заряженными.

Рассмотрим электризацию соприкосновением. Если погрузим шарик из парафина в дистиллированную воду, а затем вынем оттуда, то и парафин, и вода будут заряжены.

Так почему же электризация воды и парафина произошла без трения? Разъясним: оказывается, что при электризации трением лишь увеличивается площадь соприкосновения и уменьшается расстояние между атомами трущихся тел. В опыте с водой и парафином шероховатости не могут помешать сближению их атомов.

Таким образом, можно сказать, что трение не является обязательным условием для электризации тел. Какова же причина того, что происходит электризация в этих случаях?

§ 3 Принцип работы электрофорной машины

Работа электрофорной машины основана на электризации тела через влияние. Наэлектризованное тело взаимодействует с любым электрически нейтральным проводником.

При сближении таких тел за счет электрического поля заряженного тела во втором теле происходит перераспределение зарядов. Заряды, которые по знаку противоположны заряженному телу, располагаются ближе к заряженному телу. Далее от заряженного тела в проводнике (гильза или цилиндр) располагаются одноименные с заряженным телом заряды.

Расстояние до положительных и отрицательных зарядов в цилиндре от шара разное, поэтому преобладают силы притяжения, цилиндр отклоняется в сторону наэлектризованного тела. В том случае, если коснуться рукой дальней стороны тела от заряженного шара, то тело прыгнет к заряженному шару. Уменьшая силы отталкивания, электроны перескакивают к руке.

§ 4 Краткий итог урока

Электризацией называют явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела.

Электризация может происходить следующими способами:

·соприкосновением;

·через влияние;

·при ударе;

·трением.

Вещества бывают: электроположительные и электроотрицательные.

Можно предугадать, какие заряды получат взаимодействующие тела, если знать принадлежность веществ.

Трение лишь увеличивает площадь соприкосновения.

Вещества - проводники и диэлектрики.

Изоляторы накапливают заряды в местах соприкосновения (там, где они образовались).

Заряды в проводниках распределяются равномерно по всему объему.

Список использованной литературы:

1. Пёрышкин А.В. Физика 8.- М.: Дрофа, 2004.
2. Кабардин О.Ф. Справочник по физике. - М.: Дрофа, 1997.
3. Лукашик В.И. Сборник задач по физике. – М.: Яхонт, 2000.

Использованные изображения:

Физика! Какая емкость слова!
Физика для нас не просто звук!
Физика – опора и основа
Всех без исключения наук!

• объяснить учащимся механизм электризации тел,
• развивать исследовательские и творческие навыки,
• создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу,
• помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений.

Оборудование:

• электрофорная машина,
• электрометр,
• султанчики,
• эбонитовые и стеклянные палочки,
• шелковые и шерстяные ткани,
• электроскоп,
• соединительные провода, дистиллированная вода, парафиновые шарики,
• алюминиевые и бумажные цилиндрики, шелковые нити (крашеные и некрашеные).

На доске: Проводники, изоляторы, смоляной и стеклянный заряды.

ХОД УРОКА

1. Вступительное слово учителя

В повседневной жизни человек наблюдает огромное количество явлений и, возможно, гораздо большее количество явлений остаются незамеченными.

Существование этих явлений “толкает” человека на их поиски, открытия и объяснения этих явлений. Такое явление как падение тел на землю у человека не вызывает уже никакого удивления. Но, следует заметить, что земля и данное тело взаимодействуют, не касаясь друг друга. Они взаимодействуют между собой самым известным действием – гравитационным притяжением (гравитационными полями). Мы привыкли, что тела действуют друг на друга, в основном, непосредственно. Есть еще и такие явления, известные еще древним грекам, которые каждый раз вызывают интерес у детей и взрослых. Это электрические явления.

Примеры электрических взаимодействий весьма разнообразны и не так хорошо знакомы нам с детского возраста как, например, притяжение Земли. Этот интерес объясняется и тем, что здесь мы имеем большие возможности создания, изменения экспериментальных условий, обходясь несложным оборудованием.

Проследим за ходом выявления и изучения некоторых явлений.

2. Историческая справка (докладывает ученик)

Греческий философ Фалес Милетский, живший в 624–547 гг. до н.э., открыл, что янтарь, потертый о мех, приобретает свойство притягивать мелкие предметы – пушинки, соломинки и т.д. Позже такое явление было названо электризацией.

В 1680 году немецкий ученый Ото фон Герике построил первую электрическую машину и открыл существование электрических сил отталкивания и притяжения.

Первым ученым, аргументировано отстаивавшим точку зрения о существовании двух видов зарядов, был француз Шарль Дюфе (1698–1739). Электричество, которое появляется при натирании смолы, Дюфе назвал смоляным, а электричество, которое появляется при натирании стекла – стеклянным. В современной терминологии “смоляное” электричество соответствует отрицательным зарядам, а “стекольное” положительным. Самым убедительным оппонентом теории существования двух видов зарядов был знаменитый американец Бенджамин Франклин (1706 - 1790). Он впервые ввел понятие о положительных и отрицательных зарядах. Наличие этих зарядов у тел он объяснил избытком или недостатком в телах некоей общей электрической материи. Это особая материя, впоследствии названная “флюидом Франклина”, по его мнению, обладала положительным зарядом. Таким образом, при электризации тело либо приобретает, либо теряет положительные заряды. Нетрудно догадаться, что Франклин перепутал положительные заряды с отрицательными и тела обмениваются электронами (которые несут отрицательный заряд). Во многом благодаря этому факту впоследствии ошибочно за направление тока в металлах было принято направление движения положительного заряда.

Англичанин Роберт Симмер (1707 - 1763), обратил внимание на необычное поведение своих шерстяных и шелковых чулков. Он носил две пары чулок: черные шерстяные для тепла и белые шелковые для красоты. Снимая с ноги сразу оба чулка и выдергивая один из другого, он наблюдал, как оба чулка раздуваются, принимая форму ноги и притягиваясь друг к другу. Однако чулки одинакового цвета отталкивались, а разных цветов притягивались. Основываясь на своих наблюдениях, Симмер стал рьяным сторонником теории двух зарядов, за что был прозван “раздутым философом”.

Выражаясь современным языком, его шелковые чулки имели отрицательные, а шерстяные – положительные заряды.

3. Явление электризации тел

Учитель: Какое тело называется заряженным?

Ученик: Если тело может притягивать или отталкивать другие тела, то оно обладает электрическим зарядом. О таком теле говорят, что оно заряжено. Заряд – свойство тел, – способность к электромагнитному взаимодействию.

(Демонстрация действия заряженного тела).

Учитель: Что называется электроскопом?

Ученик: Прибор, который позволяет обнаружить наличие у тела заряда и оценить его, называется электроскопом.

Учитель: Как устроен и работает электроскоп?

Ученик: Основной частью электроскопа является проводящий изолированный стержень, на котором закрепляется стрелка, способная свободно вращаться. При появлении заряда стрелка и стержень заряжаются зарядами одного знака и поэтому они, отталкиваясь, создают угол отклонения, значение которого пропорционально полученному заряду.

(Демонстрация работы прибора).

Учитель: Электризация тел может происходить в различных случаях, т.е. существуют различные способы электризации тел:

• трением,
• ударом,
• соприкосновением,
• влиянием,
• под действием световой энергии.

Рассмотрим некоторые из них.

Ученик: Если потереть эбонитовую палочку о шерсть, то эбонит получит отрицательный заряд, а шерсть – положительный заряд. Наличие этих зарядов обнаруживается с помощью электроскопа. Для этого надо коснуться стержня электроскопа эбонитовой палочкой или шерстяной тряпкой. При этом часть заряда испытуемого тела переходит к стержню. Кстати, в этом случае происходит кратковременный электрический ток. Рассмотрим взаимодействие двух бумажных подвешенных на нити гильз, заряженных один - от эбонитовой палочки, другой – от шерстяной тряпочки. Заметим, что они притягиваются друг к другу. Значит, тела с разноименными зарядами притягиваются. Не каждое вещество может передать электрические заряды. Вещества, через которые могут передаваться заряды, называют проводниками, а вещества, через которые заряды не передаются, называют непроводниками – диэлектриками (изоляторами). Это можно выяснить также с помощью электроскопа, соединяя его с заряженным телом, веществами различного рода.

Белая шелковая нить не проводит заряд, а крашенная шелковая нить проводит. (Рис. А)

Белая шелковая нить Крашеная шелковая нить

Разделение зарядов и возникновение двойного электрического слоя в местах их соприкосновения, всяких двух различных тел, изоляторов или проводников, твердых тел, жидкостей или газов. Описывая электризацию трением, мы всегда брали для опыта только хорошие изоляторы – янтарь, стекло, шелк, эбонит. Почему? Потому что в изоляторах заряд остается на том месте, где он возник и не может через всю поверхность тела перейти на другие соприкасающиеся с ним тела. Опыт не удается, если оба трущиеся тела будут металлами с изолированными ручками, так как мы не можем отделить их друг от друга сразу по всей поверхности.

Вследствие неизбежной шероховатости поверхности тел, в момент отрыва всегда остаются какие-то последние точки соприкосновения – “мостики”, через которые в последний момент сбегают все избыточные электроны и оба металла оказываются не заряженными.

Учитель: Теперь рассмотрим электризацию соприкосновением.

Ученик: Если мы погрузим шарик из парафина в дистиллированную воду и потом вынем из воды то и парафин, и вода окажутся заряженными. (Рис.B)

Электризация воды и парафина произошла без всякого трения. Почему? Оказывается, что при электризации трением мы лишь увеличиваем площадь соприкосновения и уменьшаем расстояние между атомами трущихся тел. В случае вода – парафин всякие шероховатости не мешают сближению их атомов.

Значит, трение не является обязательным условием для электризации тел. Существует другая причина, по которой происходит электризация в этих случаях.

Ученик: На электризации тела через влияние основана работа электрофорной машины. Наэлектризованное тело может взаимодействовать с любым электрически нейтральным проводником. При сближении этих тел, за счет электрического поля заряженного тела во втором теле происходит перераспределение зарядов. Ближе к заряженному телу располагаются заряды по знаку противоположные заряженному телу. Дальше от заряженного тела в проводнике (гильза или цилиндр) располагаются одноименные с заряженным телом заряды.

Так как расстояние до положительных и отрицательных зарядов в цилиндре от шара разное, то преобладают силы притяжения и цилиндр отклоняется в сторону наэлектризованного тела. Если же дальней стороны тела от заряженного шара коснуться рукой, то тело прыгнет к заряженному шару. Это происходит из-за того, что при этом электроны перескакивают к руке, уменьшая тем самым силы отталкивания. Рис. D.

Учитель: Как долго сохранится такое положение? (Рис.D)

Ученик: Через несколько секунд произойдет деление зарядов и цилиндр оторвется от шара. Характер их в дальнейшем будет зависеть от значения суммы их зарядов. Если их сумма равна нулю, то их силы взаимодействия равны нулю. Если Fp < 0, то они оттолкнутся друг от друга, но на меньший угол .

Учитель: Рассмотрим электризацию тел под действием световой энергии (фотоэффект).

Ученик: Направим на цинковый диск (пластину) прикрепленную к электрометру сильный световой луч. Под действием световой энергии из пластины вылетает некоторое количество электронов. Сама пластина оказывается заряженным положительно. О величине этого заряда можно судить по углу отклонения стрелки электрометра. (Рис. Е)

Учитель: Мы убедились в том, что при уменьшении расстояния между атомами явление электризации происходит эффективнее. Почему?

Ученик: Потому что при этом увеличиваются кулоновские силы притяжения между ядром атома и электроном соседнего атома.

Перескакивает тот электрон, который слабо связан со своим ядром.

Учитель: Рассмотрим как располагаются химические элементы в периодической системе химических элементов.

Ученик: Существуют около 500 форм Периодической системы химических элементов. Из них в одной, 18-клеточной, элементы размещены согласно строению электронных оболочек их атомов и приведена в справочнике по общей и неорганической химии Н.Ф.Стась.

С периодическим законом согласуются свойства и характеристики атомов, в том числе электроотрицательность и валентность элементов.

Радиусы атомов и ионов в периодах уменьшаются, т.к. электронная оболочка атома или иона каждого последующего элементов в периоде по сравнению с предыдущим уплотняется из-за увеличения заряда ядра и увеличения притяжения электронов к ядру.

Радиусы в группах увеличиваются, т.к. атом (ион) каждого элемента отличается от вышестоящего появлением нового электронного слоя. При превращении атома в катион (положительный ион) атомные радиусы резко уменьшаются, а при превращении атома в анион (отрицательный ион) атомные радиусы почти не изменяются.

Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома и превращение в положительный ион называется ионизацией. Напряжение, при котором происходит ионизация, называют ионизационным потенциалом.

Ионизационный потенциал – физическая характеристика, является показателем металлических свойств элемента: чем он меньше, тем легче отрывается электрон от атома и тем сильнее выражены металлические (восстановительные) свойства элемента.

Таблица 1. Потенциалы ионизации атомов (эВ/атом) элементов второго периода

Учитель: Существует такое понятие, как электроотрицательность, которое играет определяющую роль при электризации тел. От него зависит знак заряда, получаемый элементом при электризации. Электроотрицательность – что это такое?

Ученик: Электроотрицательностью называется свойство химического элемента притягивать к своему атому электроны от атомов других элементов, с которыми элемент образует химическую связь в соединениях.

Электроотрицательность элементов определяли многие ученые: Полинг, Олред и Рохов. Они пришли к выводу, что электроотрицательность элементов в периодах увеличивается, а в группах уменьшается подобно ионизационным потенциалам. Чем меньше значение ионизационного потенциала, тем больше вероятность потери электрона и превращения в положительный ион или положительно заряженного тела, если тело однородное.

Таблица 2. Относительная электроотрицательность (ЭО) элементов первого, второго и третьего периодов.

Учитель: Из всего этого можно сделать следующий вывод: если взаимодействуют два однородных элемента из одинакового периода, то заранее можно сказать, который из них окажется заряженным положительно, а который отрицательно.

Вещество, атом которого имеет большую валентность (больше номер группы) по отношению к атому другого вещества, окажется заряженным отрицательно, а второе вещество положительно.

Если взаимодействуют однородные вещества с одной группы, то вещество с меньшим номером периода или ряда окажется заряженным отрицательно, а второе взаимодействующее тело – положительно.

Учитель: На этом уроке мы попытались раскрыть механизм электризации тел. Мы выяснили, по какой причине тело после электризации получает заряд того или иного знака, т.е. ответили на главный вопрос – почему? (как, например, раздел механики “Динамика” отвечает на вопрос: почему?)

Теперь перечислим положительные и отрицательные значения электризации тел.

Ученик: Статическое электричество может иметь негативное влияние:

Притяжение волос к расческе;

Отталкивание волос друг от друга, подобно заряженному султанчику;

Прилипание к одежде различных мелких предметов;

На ткацких фабриках прилипание нитей к бобинам, что ведет к частым обрывам.

Накопленные заряды могут вызвать электрические разряды, которые могут иметь различные последствия:

Молния (приводит к пожарам);

Разряд в бензовозе приведет к взрыву;

При заправке горючей смесью любой разряд может привести к взрыву.

Чтобы снять статическое электричество, заземляют все устройства и оборудование и даже бензовоз. Используют специальное вещество антистатик.

Ученик: Статическое электричество может принести пользу:

При окраске мелких деталей краскораспылителем, краску и тело заряжают противоположными зарядами, что приводит к большой экономии краски;

В лечебных целях используют статический душ;

Для очистки воздуха от пыли, сажи, кислотных и щелочных паров используются электростатические фильтры;

Для копчения рыбы в специальных электромерах (рыба заряжается положительно, а электроды отрицательно, копчение в электрическом поле происходит в десятки раз быстрее).

Подведение итогов занятия .

Учитель: Давайте вспомним цель нашего занятия и сделаем краткие выводы.

• Что на уроке было новым?
• Что было интересным?
• Что на уроке было важным?

Выводы учащихся:

1. Явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией.
2. Электризация может происходить соприкосновением, через влияние, при облучении светом.
3. Вещества бывают: электроотрицательные и электроположительные.
4. Зная принадлежность веществ, можно предугадать какие заряды получат взаимодействующие тела.
5. Трение лишь увеличивает площадь соприкосновения.
6. Вещества бывают проводниками и непроводниками электричества.
7. Изоляторы накапливают заряды там, где они образовались (в местах соприкосновения).
8. В проводниках заряды распределяются равномерно по всему объему.

Обсуждение и выставление оценок участникам урока.

Литература.

1. Г.С.Ландсберг. Элементарный учебник физики. Т.2. – М., 1973.
2. Н.Ф.Стась. Справочник по общей и неорганической химии.
3. И.Г.Кириллова. Книга для чтения по физике. М., 1986.

Электризация тел

Повторительно-обобщающий урок
с выполнением экспериментальных заданий по карточкам

8-й КЛАСС БАЗОВЫЙ КУРС

Задачи урока: продолжить развитие умений наблюдать физические явления, проверять теоретические положения с помощью эксперимента, пользоваться приборами; обеспечить возможность выполнения экспериментов с учетом уровня развития каждого учащегося (дифференцированный подход при составлении индивидуальных карточек-заданий); показать учащимся способ очистки воздуха от вредных примесей, акцентировать внимание на необходимости соблюдения техники безопасности для предотвращения пожаров и аварий на производстве и в быту.

План урока (на доске)

1. Выполнение экспериментальных заданий по карточкам.
2. Обсуждение результатов экспериментов по основным вопросам:

 электризация, способы электризации тел;
 два рода зарядов, взаимодействие зарядов;
 электрическое поле.

3. Объяснение. Статическое электричество, его использование и борьба с ним.

Ход урока

Наш урок я бы хотела начать с отрывка из стихотворения Елизаветы Кульман «Молния»:

- Со мною кто сравнится?
– Я! – Дуб сказал могучий,
Взмахнув вершиной гордой.
Из облаков зловещих
Летучею змеею
Вдруг Молния блеснула
И крепкий Дуб сломила,
Как бы дитя, играя,
Цветка согнуло стебель.
- Со мною кто сравнится?
– Я! – прозвучала Башня,
Чье золотое темя
Пожаром гордо блещет,
Когда не покрывают
Его, как флером, тучи.
Но небеса разверзлись
Для Молнии гремучей.
Летит драконом страшным
С зияющею пастью;
Мгновенье – и не стало
Главы у гордой Башни,
Лишь черными ручьями
Вниз по стенам стекает
Расплавленное злато.
- Нет. Мне никто не равен! -
Сказала и стрелою
Нырнула в волны моря,
Где только что спесиво
Корабль военный несся.
В минуту с треском
Горящие остатки
На воздух разметало.
Потом опять все в море
Упало, потонуло,
И дивного строенья
Как будто не бывало...

Молния – это величественное и грозное явление природы, невольно вызывающее у нас чувство страха. Долгое время человек не умел объяснять причин грозовых явлений. Люди считали грозу деянием богов, наказывающих человека за грехи. Природа молнии стала проясняться после исследований, проведенных в XVIII столетии русскими учеными М.В.Ломоносовым и Г.Рихманом и американским ученым Б.Франклином.

Объяснение М.В.Ломоносова было таким. В земной атмосфере воздух находится в постоянном движении. Благодаря трению восходящих и нисходящих воздушных потоков друг о друга частички воздуха электризуются и, сталкиваясь с капельками воды в облаках, отдают им свой заряд. Таким образом, в облаках с течением времени скапливаются весьма большие заряды. Они-то и являются причиной молний.

Мы постоянно находимся в океане электрических разрядов, создаваемых многочисленными машинами, станками и самим человеком (например, когда мы ходим, причесываемся). Эти разряды, конечно, не так мощны, как природные молнии, поэтому мы обычно не замечаем их, если не считать легких уколов, которые мы иногда испытываем, коснувшись рукой металлического предмета или другого человека. Но ведь такие разряды существуют и могут так же, как и большие молнии, вызывать пожары и взрывы, приводить к значительным убыткам, повреждениям и увечьям, если мы не будем знать, отчего они возникают и как от них защищаться.

На сегодняшнем уроке мы не только закрепим знания, которые получили при изучении тем «Электризация тел», «Строение атома», но и рассмотрим ряд других вопросов. Например, как бороться на производстве и в быту со статическими зарядами? Нельзя ли заставить их работать на пользу людям?

Приступаем к выполнению экспериментальных заданий. Необходимое оборудование и карточки-задания находятся на ваших столах (за каждым столом сидят по двое учащихся). На выполнение каждой серии экспериментов, а их будет три, вам отводится 7–10 минут.

Первая серия экспериментов
Электризация. Способы электризации тел

1 Исследование электризации различных тел

Приборы и материалы: полиэтиленовая пленка, бумажная полоска, кусок ацетатного шелка, пластмассовая ручка, штатив, нить, карандаш.

Порядок выполнения работы

1. Подвесьте карандаш на двух нитях к лапке штатива.
2. Положите полиэтиленовую пленку на стол и натрите ее куском ацетатного шелка. Поднесите полиэтилен и шелк поочередно к концу подвешенного карандаша. Что вы при этом наблюдаете?
3. Проделайте подобные опыты с пластмассовой ручкой, линейкой, бумагой, натирая их о полиэтилен или шелк.
4. Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и сильно прижмите их друг к другу рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их друг к другу. Взаимодействуют ли они между собой?
5. Ответьте на вопросы:

а) Как можно наэлектризовать тело?
б) Оба ли тела электризуются при соприкосновении?
в) Как обнаружить электризацию тела?

2 Наблюдение электризации при соприкосновении двух разнородных тел (резины и движущегося воздуха)

Приборы и материалы: толстостенная резиновая трубка, насос, электрометр.

Порядок выполнения работы

1. Наденьте резиновую трубку на штуцер насоса и сделайте 10–15 резких качков, стараясь не касаться трубки руками.
2. Поднесите трубку с насосом к шару электрометра.
3. Наблюдайте отклонение стрелки электрометра.

5. Подумайте, где на практике мы можем встретиться с подобным явлением.

Комментарии учителя (после разбора опыта).
Аналогичное явление наблюдается при перекачивании через шланги различных газов, жидкостей, в особенности нефтепродуктов – бензина, керосина и т.д. Послушайте заметку из газеты:
«Было уже за полночь, когда рабочий Камбарской перевалочной нефтебазы И.Третьяков, заправив восемь цистерн авиационным бензином, перевел наливной шланг в очередную порожнюю емкость. Едва шланг коснулся горловины цистерны, как высоко вверх взметнулся 15-метровый оранжево-яркий столб огня. Мощной взрывной волной Третьякова отбросило далеко от цистерн. Взрыв произошел в результате соприкосновения наконечника шланга со стенкой цистерны и образовавшегося при этом разряда статического электричества...»

3 Наблюдение электризации песка и воронки как двух разнородных тел в процессе соприкосновения

Приборы и материалы : пластмассовая воронка, штатив, электрометр.

Порядок выполнения работы

1. Возьмите пластмассовую воронку и закрепите ее в лапке штатива над шаром электрометра.
2. Сыпьте на край воронки сухой речной песок так, чтобы он скатывался по воронке в шар электрометра. 3. Наблюдайте отклонение стрелки электрометра.
4. Попробуйте объяснить наблюдаемое явление.
5. Подумайте, где на практике мы можем встретиться с подобными явлениями.

Комментарии учителя (после разбора опыта).
Послушайте заметку из журнала: «Когда шофер переливал из ведра через пластмассовую воронку бензин в топливный бак мотоцикла, неожиданно между краем воронки и ведром проскочила искра, а затем из горловины бака возник факел горящего бензина. Источником воспламенения бензино-воздушной смеси стал разряд статического электричества».
Во избежание подобных разрядов при хранении, транспортировке и заправке горючего рекомендуется применять только металлические ведра, канистры и воронки и не использовать пластмассовые емкости.

4 Электризация. Способы электризации тел. Наблюдение электризации бумаги при движении по ней резинового валика

Приборы и материалы: сухая стеклянная пластина (текстолит, эбонит), лист бумаги, резиновый валик, электрометр.

Порядок выполнения работы

1. Положите на стеклянную пластину лист бумаги.
2. Проведите несколько раз по бумаге резиновым валиком, плотно прижимая его к листу во время движения.
3. Поднесите лист бумаги к шару электрометра и наблюдайте отклонение его стрелки.
4. То же самое проделайте с резиновым валиком.
5. Попробуйте объяснить наблюдаемое явление.
6. Подумайте, где на практике мы можем встретиться с подобными явлениями.

Комментарии учителя (после разбора опыта).
Этот опыт показывает, как происходит электризация бумаги в типографских машинах (резиновый валик играет роль цилиндров этой машины). На одном из целлюлозно-бумажных комбинатов некоторое время не могли установить причину частых обрывов быстро движущейся бумажной ленты. Были приглашены ученые. Они выяснили, что причина заключалась в электризации ленты при трении ее о валки. Такая самопроизвольная электризация очень опасна, т.к. может стать причиной пожара.

Прежде чем переходить к обсуждению второй серии экспериментальных заданий, ответьте на вопросы:

 Когда про тело можно сказать, что оно наэлектризовано или что ему сообщен электрический заряд? (Ответы учащихся.)
 Какой еще вывод можно сделать из первой серии опытов? (Наэлектризовать можно практически все тела; наэлектризованное тело взаимодействует с любым телом.)

Переходим к опытам.

Вторая серия экспериментов
Два рода зарядов. Взаимодействие зарядов

5 Исследование электризации различных тел

Приборы и материалы : бумажная гильза на шелковой нити, подвешенная на штативе, измерительная линейка длиной 30 см из оргстекла с миллиметровыми делениями, резиновая полоска размером 300 ґ 300 мм, бумажная полоска размером 30 ґ 300 мм, кусок капроновой ткани.

Порядок выполнения работы

1. Наэлектризуйте трением, прижатием, ударами друг о друга резиновую полоску и линейку из оргстекла. (Оргстекло при взаимодействии с резиной заряжается положительно.)
2. Зарядите бумажную гильзу, висящую на нити, при помощи заряженной линейки.
3. Подносите заряженные линейку и резиновую полоску поочередно к заряженной гильзе, не касаясь ее, и наблюдайте их взаимодействие. Какими зарядами заряжены гильза и резиновая полоска?
4. Определите с помощью заряженной гильзы знаки зарядов у предложенных вам тел после их электризации друг о друга. Результаты сведите в таблицу:

Электризуемые тела

Об оргстекло

О резину

О полиэтилен

О бумагу

О капрон

Оргстекло

0

+

Резина

-

0

Полиэтилен

0

Бумага

0

Капрон

0

6 Изучение взаимодействия заряженных тел. Два рода зарядов

Приборы и материалы: полиэтиленовая пленка, бумажная полоска, пластмассовая ручка, штатив.

Порядок выполнения работы

1. Маленький кусочек полиэтиленовой пленки подвесьте на нити к лапке штатива и потрите осторожно (чтобы не порвалась нить) кусочком бумаги.
2. Наэлектризуйте бумажную и полиэтиленовую полоски. Для этого на бумажную полоску положите полиэтиленовую пленку и разгладьте рукой. Поднимите полоски за концы, разведите их и медленно поднесите друг к другу. Как они взаимодействуют?
3. Поднесите поочередно бумажную и полиэтиленовую полоски к пленке, висящей на нити, и наблюдайте их взаимодействие.
4. Ответьте на вопросы:

 Как взаимодействует каждая полоска с пленкой?
 Как можно объяснить различие взаимодействия?
 Какие два рода зарядов существуют в природе?
 Как взаимодействуют одноименно заряженные тела?
 Как взаимодействуют разноименно заряженные тела?

5. Поднесите к заряженной полиэтиленовой пленке, висящей на нити, пластмассовую ручку, натертую сначала о бумагу, а затем о полиэтилен. Одинаковые ли по знаку заряды возникали на пластмассовой ручке в обоих случаях?

7 Два рода зарядов. Взаимодействие зарядов. Взаимодействие двух заряженных тел

Приборы и материалы: два детских воздушных шарика, газета, стеклянная палочка, кусочек шелковой ткани (бумаги).

Порядок выполнения работы

1. Наэлектризуйте шарики трением о газету (поочередно).
2. Подвесьте их на длинных нитях рядом.
3. Наблюдайте отталкивание шаров.
4. Объясните наблюдаемые явления.
5. Подумайте, как, имея в своем распоряжении стеклянную палочку и кусочек шелковой ткани (бумаги), определить знак заряда на шарике. Проделайте опыт, подтверждающий ваше предположение.
6. Объясните результаты опыта.

Какие выводы можно сделать из второй серии экспериментов?

 В природе существуют два вида электрических зарядов.
 Одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные – притягиваются.
 Одно и то же тело при электризации может зарядиться в одном случае положительно, а в другом – отрицательно, в зависимости от вещества тела, с которым оно соприкасается.

Переходим к третьей, последней серии опытов.

Третья серия экспериментов
Электрическое поле

8 Изучение зависимости силы взаимодействия заряженных тел от абсолютного значения зарядов и расстояния между ними

Приборы и материалы: полиэтиленовые пленки (2 шт.), бумажная полоска.

Порядок выполнения работы

1. Положите две полиэтиленовые пленки рядом на стол (параллельно друг другу) и проведите по ним один раз рукой. Поднимите пленки за концы, разведите их и, медленно сближая, наблюдайте за их взаимодействием.
2. Повторите опыт с этими же пленками, натерев их рукой. Как изменилась сила взаимодействия пленок?
3. Проделайте аналогичные опыты с полиэтиленовой пленкой и бумажной полоской. Для их электризации положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и потрите их рукой (первый раз – слегка, второй раз – сильнее). Каждый раз разводите полоски и, медленно поднося друг к другу, наблюдайте за их взаимодействием.
4. Ответьте на вопросы:

 По какому признаку вы судите о силе взаимодействия заряженных тел?
 Как взаимодействуют заряженные полиэтилен с полиэтиленом и полиэтилен с бумагой?
 На оба ли заряженных тела действует электрическая сила?
 От чего зависит сила взаимодействия заряженных тел?
 Как зависит сила взаимодействия заряженных тел от значения зарядов и расстояния между ними?

9 Наблюдение парения заряженной пушинки в электрическом поле

Приборы и материалы : пластмассовая линейка, комочек ваты.

Порядок выполнения работы

1. Положите пластмассовую линейку на стол и натрите ее бумагой.
2. Распушите очень маленький комочек ваты и положите его на линейку.
3. Поднимите наэлектризованную линейку и легонько сдуйте с нее пушинку вверх.
4. Поместите быстро линейку снизу пушинки и наблюдайте за ее парением в электрическом поле заряженной линейки. (Если пушинка прилипнет к линейке, сдуйте ее и снова повторите опыт, пока не добьетесь парения пушинки.)
5. Ответьте на вопросы:

 Какой заряд получила пушинка относительно заряда линейки – одноименный или разноименный?
 Какие силы действуют на пушинку во время ее парения?
 Почему пушинка не падает в электрическом поле?

Комментарий учителя (после разбора опыта).
Этот опыт показывает возможность уравновешивания силы тяжести, действующей на тело, силой электрического поля. Заряженная вата, плавающая в электрическом поле линейки, играет роль капельки масла (или пылинки цинка) в опытах Иоффе и Милликена.

10 Опыт по защите от электрических полей

Приборы и материалы: электрометр, пластина из оргстекла, штатив, металлический стакан (из фольги), пластмассовый стакан, кусочки шерстяной материи.

Порядок выполнения работы

1. Наэлектризуйте пластину и закрепите ее в лапке штатива выше электрометра, но несколько в стороне, на небольшом расстоянии.
2. Наблюдайте отклонение стрелки электрометра.
3. На шар электрометра наденьте металлический стакан. (Внимание! Рука экспериментатора должна быть изолирована от стакана.) Наблюдайте возвращение стрелки электрометра в нулевое положение.
4. Снимите стакан. Стрелка должна принять первоначальное положение.
5. Наденьте на шар электрометра пластмассовый стакан. Наблюдайте уменьшение угла отклонения стрелки электрометра.
6. Снимите стакан и наблюдайте возвращение стрелки электрометра в первоначальное положение.
7. Попробуйте объяснить наблюдаемые явления.

Комментарий учителя (после разбора опыта).
Опыт доказывает, что внутри металлического тела поле отсутствует.

Какие выводы можно сделать по третьей серии опытов?

 В пространстве, где находится электрический заряд, существует электрическое поле, и его действие вблизи заряженных тел сильное, а вдали от них – слабее.
 Можно «защититься» от действия электрического поля металлическим экраном.

Обсуждение результатов. Учащиеся в определенной последовательности, соответствующей плану, кратко
(1–2 мин) рассказывают о своих экспериментах и дают ответы на вопросы, предложенные в карточке-задании. Учитель комментирует, поправляет, дополняет (примерные комментарии даны ранее по тексту). Названия экспериментов учащиеся записывают в тетрадь для последующего отчета в письменной форме.

Использование статического электричества и борьба с ним. Мы сегодня экспериментально изучили явление накопления электрических зарядов, т.е. статическое электричество. Оно может служить человеку:

 в лечебных целях – используется так называемый статический душ, положительно воздействующий на организм, для лечения органов дыхания используются специальные электроаэрозоли;
 для очистки воздуха от пыли, сажи, кислотных и щелочных паров с помощью электростатических фильтров;
 для быстрого размножения чертежей, графиков, текстов в электрокопировальных устройствах (в частности ксероксах), для быстрой и прочной окраски тканей в красильнях;
 для копчения рыбы на рыбокомбинатах – в специальных электрокамерах, где движется конвейер с рыбой, заряженной положительным зарядом, а электроды заряжены отрицательно. Копчение таким методом происходит в десятки раз быстрее, чем без электрического поля.

Статическое электричество может причинять вред как на производстве, так и в быту, так что зачастую с ним приходится бороться. Так, при трении о воздух самолет электризуется, поэтому после посадки к нему нельзя сразу же приставлять металлический трап: может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолет разряжают, для чего опускают на землю металлический трос, соединенный с обшивкой самолета, и разряд происходит в землю. Микроразряды возникают, когда человек ходит по полу, покрытому полимерным покрытием, или снимает синтетическую одежду. Чтобы нейтрализовать вредное действие статического электричества:

– на производстве заземляют станки и машины, увлажняют воздух, используют специальные нейтрализаторы зарядов;
– дома увлажняют помещения, используют специальные добавки к воде при мытье полов, антистатик для одежды.

Домашнее задание: написать отчет по данной теме, в котором сделать выводы по всем экспериментам, проведенным на данном уроке (названия всех экспериментов заранее написаны учителем на доске ).

Литература

Буров В.А., Иванов А.И., Свиридов В.И. Фронтальные экспериментальные задания по физике. 9-й класс. – М.: Просвещение, 1986.
Буров В.А., Кабанов С.Ф., Свиридов В.И. Фронтальные экспериментальные задания по физике в 6–7-х классах. – М.: Просвещение, 1981.
Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. – М.: Просвещение, 1985.
Книга для чтения по физике. / Сост. И.Г.Кириллова. – М.: Просвещение, 1986.
Луппов Г.Д. Молекулярная физика и электродинамика в опорных конспектах и тестах. – М.: Просвещение, 1992.
Перышкин А.В., Родина Н.А. Физика-8. – М.: Просвещение, 1993.

Цели урока:

образовательные:

формирование первоначальных представлений об электрическом заряде, о взаимодействии заряженных тел, о существовании двух видов электрических зарядов.

выяснение сущности процесса электризации тел.

определение знак заряда наэлектризованного тела.

развивающие:

развитие навыков выделять электрические явления в природе и технике.

ознакомление с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов.

воспитательные:

воспитание умения работать в коллективе,

воспитание любознательности.

Оборудование: электроскоп, электрометры, гильза из фольги на подставке стеклянная и эбонитовая палочки, кусок меха и щелка, полиэтилен, бумага, телевизор, видеомагнитофон.

План урока

Организационный момент.

Запись домашнего задания: § 25, 26, 27. Заполнить таблицу.

Объяснение нового материала:

Первичный контроль.

Закрепление изученного материала.

Подведение итогов. Выставление оценок.

Ход урока

“Отыщи всему начало и ты многое поймёшь”. (Козьма Прутков.)

1 ученик: Представьте себе такую сцену:

В Древней Греции, в красивом городе Милете жил философ Фалес. И, вот однажды вечером к нему подходит его любимая дочь. Объясни, почему у меня путаются нити, когда я работаю с янтарным веретеном, к пряже прилипают пыль, соломинки. Это очень не удобно.

Фалес берет веретено, потирает его и видит маленькие искорки.

2 ученик: Правду говорят: “Гром не грянет - мужик не перекрестится”. А какой же гром без молнии? Сколько же миллионов раз должна сверкнуть молния, чтобы мужик, перекрестившись, наконец-то задумался: а что же это такое?

Учитель: Между натертым янтарным веретеном, притягивающим предметы, и молнией, казалось бы ничего общего. А ведь все это -ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Почему происходят эти явления? В чем суть этих явлений? Это нам предстоит выяснить на сегодняшнем и ближайших уроках.

В тетрадях записываем дату, классная работа, тема урока.

Электрические явления

Каждый из вас, к концу урока должен научиться объяснить, что такое электрический заряд и электризация, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела, и как устроен простейший прибор электроскоп.

Рассмотрим сначала происхождение термина “электричество”

История развития электричества начинается с Фалеса Милетского. Вначале, свойство притягивать мелкие предметы приписывалось только янтарю (окаменевшая смола хвойных деревьев). От названия которого произошло слово электричество, т.к греч. elektron-янтарь. (запись на доске)

3 ученик: Лишь в конце XVI века и начале XVII века вспомнили об этом открытии. Английский врач и естествоиспытатель Ульям Гильберт(1544-1603) выяснил, что при трении могут электризоваться многие вещества. Он был одним из первых ученых, утвердивших опыт, эксперимент как основу исследования.

Научное исследование электрических явлений началось в книге Гильберта, которому и принадлежит и термин “электричество”. Гильберт кропотливо исследовал множество самых различных тел и построил для этой цели специальный электрический указатель, который он описывает таким образом: “Сделай себе из любого металла стрелку длиной три или четыре дюйма, достаточно подвижную на своей игле, наподобие магнитного указателя”. С помощью этого указателя, прототипа современных электроскопов, Гильберт установил, что способностью притягивать обладают многие тела, “не только созданные природой, но и искусственно приготовленные”. Он показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и многие другие вещества: алмаз, сапфир, сургуч и что притягивают они не только соломинки, но и металлы, дерево, листья, камешки, комки земли и даже воду и масло. Однако он нашел, что многие тела “не притягиваются и не возбуждаются никакими натираниями”. К числу их относится ряд драгоценных камней и металлы: “серебро, золото, медь, железо, также любой магнит”. Тела обнаруживающие способность притяжения, Гильберт назвал электрическими, тела не обладающие такой способностью, - неэлектрическими.

Учитель: Если кусочек янтаря потереть о шерсть или стеклянную палочку - о бумагу или шелк, то можно услышать легкий треск, в темноте искорки, а сама палочка приобретает способность притягивать к себе мелкие предметы

Про тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, говорят что оно наэлектризовано или что ему сообщили электрический заряд.

Опыт 1. Давайте наэлектризуем расческу о сухие волосы

По притяжению тел друг к другу можно судить, сообщен ли телам электрический заряд Существуют приборы при помощи которых можно судить о наэлектризованности тел - электроскоп (электрон – наблюдаю)

Электроскопом называют физический прибор, который используют для обнаружения у тела электрического заряда.

Электроскоп имеет цилиндрический корпус в который проходит металлический стержень, изолированный от корпуса пластмассовой пробкой. На одном конце стержня находится металлический шарик, а на другом? два подвижных лепестка.

При соприкосновении заряженного тела с шариком электроскопа, его лепестки отклоняются на некоторый угол, зависящий от величины заряда, чем больше заряд электроскопа, тем больше сила отталкивания листочков. Аналогично устроен электрометр, в нем легкая стрелочка отталкивается от стержня.

Чтобы разрядить электроскоп можно просто дотронуться до него рукой. Можно это сделать, например железной или медной проволокой, но по стеклянной или эбонитовой палочке заряды не уйдут в землю.

Электризация может происходить несколькими способами:

1. СОПРИКОСНОВЕНИЕМ

Электрическими опытами занимался и Ньютон, который наблюдал электрическую пляску кусочков бумаги, помещенных под стеклом, положенным на металлическое кольцо. При натирании стекла бумажки притягивались к нему, затем отскакивали, вновь притягивались и т.д. Эти опыты Ньютон проводил еще в 1675 г.

2. УДАРОМ (резиновый шланг резко ударить о массивный предмет и поднести к электроскопу)

3.ТРЕНИЕМ

Гильберт указывает, как производится электризация трением: “Их натирают телами, которые не портят их поверхность и наводят блеск, например, жестким шелком, грубым немарким сукном и сухой ладонью. Трут так же янтарь о янтарь, об алмаз, о стекло и многое другое. Так обрабатываются электрические тела”.

Тела трут друг о друга, чтобы увеличить площадь их соприкосновения.

Опыт 2. Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и сильно прижмите полоски рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их друг к другу.

Полоски ______________________.

Вывод: тела можно наэлектризовать ___трением ___________.

В электризации участвуют всегда ____два _______ тела.

электризуются после разделения_____оба _____ тела.

Мы сделали очень важный вывод:

Один из видов электризации - это трение тел.

При этом участвуют всегда два (или больше) тела.

Электризуются оба тела.

Как вы заметили, в электризации всегда участвуют два тела: янтарь с мехом; стекло с шелком и т.д. При этом электризуются оба тела.

4 ученик: 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 30 0 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.

Все наэлектризованные тела притягивают к себе другие тела, например листочки бумаги. По притяжению нельзя отличить электрический заряд стеклянной палочки, потертой о шелк, от заряда полученной от эбонитовой палочки, потертой о мех. Ведь обе наэлектризованные палочки притягивают к себе кусочки бумаги.

5 ученик: Шарль Дюфэ (1698-1739) установил два рода электрических взаимодействий: притяжение и отталкивание. Сначала он установил, что “наэлектризованные тела притягивают ненаэлектризованные и сейчас же их отталкивают, как только они наэлектризуются вследствие соседства или соприкосновения с наэлектризованными телами”. В дальнейшем он открыл “другой принцип, более общий и более замечательный, чем предыдущие”. “Этот принцип, - продолжает Дюфэ, - состоит в том, что существует электричество двух родов, в высокой степени отличной один от другого: один род я называю “стеклянным” электричеством, другой -“смоляным”…Особенность этих двух родов электричества: отталкивать однородное с ним и притягивать противоположное. Так, например, тело, наэлектризованное стеклянным электричеством, отталкивает все тела со стеклянным электричеством, и, обратно, оно притягивает тела со смоляным электричеством. Точно так же смоляное отталкивает смоляное и притягивает стеклянное”.

Учитель: Итак, электрический заряд? это мера свойств заряженных тел взаимодействовать друг с другом.

Какие виды взаимодействия вы знаете? (притяжение и отталкивание)

Условно заряды назвали положительный (на стекле потертым о шелк) и отрицательным (на янтаре, эбоните, сере, резине потертых о шерсть).

Положительный заряд в физике обозначается +q или q

Отрицательный заряд - -q

6 ученик: 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.

Учитель: Давайте посмотрим как взаимодействуют заряженные тела

Видеодемонстрация.

Итак, тела, имеющие электрические заряды одного знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются. (см. опорный конспект)

По способности проводить электрические заряды все тела делятся на проводники и непроводники (диэлектрики).

Откройте учебник на стр.62-63, найдите определение проводников и диэлектриков.

Проводники: металлы, почва, водные растворы или расплавы электролитов.

Диэлектрики: Пластмассы, воздух, газы, стекло, резина, шелк, фарфор, керосин, капрон и т.д.

Какие тела называются изоляторами

Тела изготовленные из диэлектриков называются - изоляторами

Первичный контроль: 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:

положительно

отрицательно.

2. Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно заряжено:

положительно;

отрицательно.

3. Три пары легких шариков подвешены па нитях. Какая пара шариков не заряжена?

4. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет одноименные заряды?

5. Какая пара шариков (см. тот же рисунок) имеет разноименные заряды?

Вариант 2.

1. При натирании о мех каучук электризуется:

положительно;

отрицательно.

2. Если заряженное тело притягивается к стеклянной палочке, натертой о шелк, то оно заряжено:

положительно;

отрицательно.

3. Три пары легких шариков подвешены на нитях. Какая пара шариков имеет одноименные заряды?

4. Какая пара шариков имеет разноименные заряды (см. тот же рисунок)?

5. Какая пара шариков не заряжена (см. тот же рисунок)?

Ответы:

1 вариант АБАВБ

2 вариант ББАВБ

Закрепление: Послушайте пословицу и ответьте на вопросы:

О каком физическом явлении (понятии, законе) в ней говориться?

Каков физический смысл пословицы? Верна ли она с точки зрения физики?

В чем житейский смысл этой пословицы?

ПОСЛОВИЦЫ

Как соломинка и янтарь (персидская)

Что шелкова ленточка, к стене льнет (русская)

КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ

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).

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)

Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно? (Может, в зависимости от того, чем ее натирают)

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.)

Электрические заряды выполняют так много полезных дел, что всех их и не перечислить.

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.

Итог урока. Выставление оценок

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!

Развлекались ли вы в детстве таким нехитрым фокусом: если потереть о сухие волосы надутый воздушный шарик, а потом приложить его к потолку, то он как бы «прилипает»?

Нет? Попробуйте, это забавно. Не менее забавно потом торчат во все стороны волосы. Такой же эффект получается иногда при расчесывании длинных волос. Они торчат и липнут к расческе. Ну и всем знакомы ситуации, когда походив в шерстяных или синтетических вещах, прикасаешься к чему-то или к кому-то и чувствуешь резкий укол. В таких случаях говорят – бьешься током. Все это примеры электризации тел. Но откуда возникает электризация, если мы все прекрасно знаем, что электрический ток живет в розетках и батарейках, а не в волосах и одежде?

Явление электризации тел: способы электризации

Явление электризации тел начинают изучать в восьмом классе. И начинают изучение с рассмотрения электризации тел при соприкосновении. Для этого на уроках проводят опыты с применением простейших способов электризации тел трением эбонитовой или стеклянной палочки о мех или шелк. Вы можете проделать такие опыты самостоятельно, вместо палочки можно взять пластмассовую ручку или линейку. Потрите ручку о шерсть или мех, а затем поднесите к мелко нарезанным кусочкам бумаги, соломинкам или шерстинкам. Вы увидите, как эти кусочки притягиваются к ручке. То же произойдет с тонкой струей воды, если поднести к ней наэлектризованную ручку.

Два рода электрических зарядов

Впервые подобные эффекты были обнаружены с янтарем , потому и были названы электрическими от греческого слова «электрон» – янтарь. И способности тел притягивать другие предметы после соприкосновения, а натирание – это лишь способ увеличить площадь соприкосновения, назвали электризацией или приданием телу электрического заряда. Опытным путем установили, что существует два рода электрических зарядов. Если натереть стеклянную и эбонитовую палочки, то они будут притягиваться между собой. А две одинаковые – отталкиваться. И это происходит не потому, что они не нравятся друг другу, а потому, что у них разные электрические заряды. Электрический заряд стеклянной палочки условились называть положительным, а эбонитовой – отрицательным. Обозначаются они, соответственно, знаками «+» и «-». Опять-таки, эти названия взяты не в смысле того, то один вид заряда хороший, а второй плохой. Имеется в виду, что они противоположны друг другу.

В наше время широко используют легко электризующиеся предметы – пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты. При трении таких веществ возникает электрический заряд, который иногда бывает как минимум неприятен, как максимум он может быть вреден. В промышленности с ними борются специальными средствами. В быту же самый простой способ избавиться от электризации – это смочить наэлектризованную поверхность. Если воды под рукой нет, то поможет прикосновение к металлу или земле. Эти тела снимут электризацию. А чтобы вообще не ощущать на себе эти неприятные эффекты рекомендуется пользоваться антистатиками.

Конспект урока физики в 8 классе.

Тема: «Электризация тел. Два рода заряда».

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Цель урока: сформировать у школьников понятие электризации; показать существование двух типов зарядов и объяснить их взаимодействие; сформулировать меры предупреждения электризации при выполнении парикмахерских работ.

Задачи образовательные:

1. формирование первоначальных представлений об электрическом заряде, о взаимодействии заряженных тел, о существовании двух видов электрических зарядов;
2. формирование понятия электризация и выяснение сущности процесса электризации тел;
3. формирование знаний о способах электризации;
4. определение знака заряда наэлектризованного тела;
5. изучение практической направленности полученных знаний;

Задачи развивающие:

1. ознакомление с краткими историческими сведениями изучения электрических зарядов;
2. способствовать развитию умения анализировать, наблюдать и экспериментировать;
3. способствовать развитию логического мышления;
4. развитие навыков выделять электрические явления в природе и технике;
5. развивать умение применять полученные знания для выполнения профессиональных функций.

Задачи воспитательные:

1. способствовать воспитанию культуры мышления и речи;
2. воспитывать интерес к предмету и позитивное отношение к учебе.

Оборудование: эбонитовая и стеклянная палочка, мех, шелк, штатив, султаны, листочки бумаги, полиэтилен, бумага, резина, расчески, хлопок, шерсть, капрон, линейки из оргстекла.

План урока

1. Вступительное слово учителя

Ребята мы знаем, что физика занимается изучением физических явлений, к которым относятся:

Механические

Тепловые

Электрические

Магнитные

Световые

Звуковые.

В седьмом классе мы начали знакомиться с механическими явлениями, изучению тепловых явлений мы посвятили почти 2 четверть, а теперь вплотную займемся изучением электрических явлений. Что же мы с вами будем изучать? На этот вопрос вы ответите мне сами. Выберете из предложенных физических явлений электрические.

На доске вывешиваю явления:

Таяние снега

Молния

Радуга

Электрический ток

Дождь

Движение автомобиля.

Заполняем примерами схему:

Электрические явления

Давайте дополним схему примером электрического явления, с которым вы сталкиваетесь при выполнении профессиональных обязанностей парикмахера. Это электризация. Это явление полезное в вашей деятельности или вредное? Сегодня мы с вами должны выработать меры по предупреждению электризации при выполнении парикмахерских работ. Но для этого нам нужно очень подробно познакомиться с явлением электризации. Поэтому тема нашего урока: «Электризация тел. Два рода зарядов». Записываем в тетради тему урока.

Каждый из вас, к концу урока должен научиться объяснять, что такое электрический заряд и электризация, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела, а это вам поможет выработать меры по предупреждению и уменьшению электризации при выполнении парикмахерских работ.

2. Изучение нового материала

Запишем план урока:

2) понятие электризации

3) способы электризации

7) меры по предупреждению и уменьшению электризации при выполнении парикмахерских работ.

В Древней Греции в 6 веке до нашей эры, в красивом городе Милете жил философ Фалес Милетский. И, вот однажды вечером к нему подходит его любимая дочь. Объясни, почему у меня путаются нити, когда я работаю с янтарным веретеном, к пряже прилипают пыль, соломинки. Это очень не удобно. Фалес берет веретено, потирает его и видит маленькие искорки. С этого момента и начинается история развития термина «электричество». Вначале, свойство притягивать мелкие предметы приписывалось только янтарю (окаменевшая смола хвойных деревьев). От названия которого произошло слово электричество, т.к греч. elektron-янтарь. (запись на доске).

Английский врач и естествоиспытатель Ульям Гильберт конце 16 –начале 17 века выяснил в, что при трении могут электризоваться многие вещества: алмаз, сапфир, сургуч и что притягивают они не только соломинки, но и металлы, дерево, листья, камешки, комки земли и даже воду и масло.

Давайте проверим действительно ли могут электризоваться разные тела. Возьмите в руки расчески и потрите их о волосы. После этого поднесите к листочкам бумаги. Наблюдаем явление электризации. Возьмите линейку, лежащую на столе потрите ее о бумагу, поднесите к мелким листочкам. Наблюдаем явление электризации. Надуйте шарики, лежащие у вас на столе, потрите их о полиэтилен, поднесите к новогодней мишуре.

Демонстрации. Эбонитовая палочка натертая о мех притягивает к себе листочки султана. Стеклянная палочка потертая о шелк притягивает листочки бумаги.

Эбонитовая палочка потертая о мех притягивает к себе струю воды. (по рисунку в учебнике стр. 58 рис. 28)

Из всех этих опытов делаем выводы. (Записывают в тетрадь)

1. Электризоваться может не только янтарь, но и другие вещества.

2.Электризация – явления, в которых тела приобретают свойство притягивать другие тела.

3. В электризации участвуют два тела.

Продолжим.

Демонстрация. Наэлектризуем эбонитовую палочку о мех. Поднесем ее к листочкам бумаги. Листочки притягиваются. Поднесем мех. Листочки притягиваются.

Возьмите линейку и потрите ее резину. Поднесите линейку к листочкам. Поднесите резину к листочкам.

Делаем еще один вывод. (Записывают в тетрадь)

4. Электризуются оба тела.

Итак, мы уже с вами знаем, что такое электризация. Познакомимся с ее способами.

Заполним схему.

Способы электризации

Трение Соприкосновение Удар

При выполнении предыдущих опытов мы уже с вами познакомились с одним из способов. Давайте назовем его.(Трение)

Демонстрация. Эбонитовую палочку натираем о мех и подносим к султану. Он электризуется. Проверяем поднесением бумажек.

В данном случае мы уже не совершали трение, чтобы наэлектризовать султан, мы только прикоснулись к нему. Этот способ электризации – соприкосновение.

Попробуйте сами. Возьмите линейку потрите ее о мех. Коснитесь султана. Поднесите султан к листочкам бумаги.

Демонстрация. Ударим несколько раз линейкой полиэтилен. Поднесем линейку к листочкам бумаги. Они притягиваются. Продемонстрировали электризацию ударом.

Итак, тело можно наэлектризовать трением, ударом, соприкосновением.

Продолжаем.

Полиэтиленовую пленку, подвешенную на штативе, осторожно потрите кусочком бумаги. Наэлектризуйте бумажную и полиэтиленовую полоски. Для этого на бумажную полоску положите полиэтиленовую и разгладьте ее. Разъедините их и поднесите друг другу. Как они взаимодействуют?

Поочередно бумажную и полиэтиленовую полоски поднесите к полоске на штативе. Наблюдайте их взаимодействие.

Демонстрация. Наэлектризуем эбонитовую палочку о резину и поднесем к полиэтиленовой полоске. Как они взаимодействуют? Наэлектризуем эбонитовую палочку о мех. Поднесем к полоске. Как они взаимодействуют?

Таким образом, наэлектризованные тела могут либо притягиваться, либо отталкиваться. Чем может вызвано такое различие во взаимодействии?

На основании проделанных опытов можно заключить, что любое тело содержит два рода 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.

Представление о видах заряда, было введено в 1747 году американским ученым Бенджамином Франклином. Эбонитовая палочка от электризации о шерсть и мех приобретает отрицательный заряд. 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 поразному. Эбонит приобретает отрицательный заряд от соприкосновения с шерстью (мехом) и капроном, но положительный от соприкосновения с полиэтиленом.

Два рода заряда

Отрицательный Положительный

(эбонит о мех) (стекло о шелк)

Мы уже узнали, что существует два рода заряда, положительный и отрицательный. Выясним как они взаимодействуют.

Демонстрация. Наэлектризуем эбонитовую палочку о мех. Получим отрицательный заряд, сообщим его султану. Зарядим стеклянную палочку о шелк и поднесем ее к султанам. Султан будет притягиваться к палочке. Наэлектризуем эбонитовую палочку о мех, поднесем к султану. Листочки султана оттолкнуться.

Делаем вывод и записываем в тетрадь:

Заряды одного знака отталкиваются

Заряды разного знака притягиваются.

3. Первичный контроль:

Теперь давайте проверим, что вы усвоили о взаимодействии заряженных тел.

Ответьте на вопросы по карточкам.

Какие бумажные цилиндрики, из показанных на рисунке заряжены, а какие нет? (Рис.1)

Какие цилиндрики заряжены одним знаком? (Рис.1)

Какие цилиндрики заряжены разным знаком? (Рис.1)

Найди ошибку (Рис. 2)

Определите знак заряда на неподписанном шарике.(Рис.3).

Теперь давайте посмотрим, как вы усвоили, что такое электризация.

Ответьте на вопросы теста.

Тест.

а) нагревается

б) охлаждается

в) приходит в движение

2 . Электрические заряды бывают…

А) положительными.

Б) отрицательными.

г) разными.

3. Если наэлектризованное тело отталкивается

а) положительно;

в) отрицательно

г) не заряжено.

а) нагреванием

б) трением

в) растяжением

г) соприкосновением

д) ударом.

Сначала работают над тестом самостоятельно, а потом проверяем все вместе.

4. Закрепление

Мы уже с вами знаем, что такое электризация, каковы ее способы. Мы выяснили, какие существуют заряды и как они взаимодействуют. Теперь давайте назовем причины электризации волос при выполнении парикмахерских работ.

Записываем в тетрадь.

- трение волос об одежду

Трение волос о расчески

Сушка волос феном

Недостаточная влажность воздуха.

Зная причины электризации волос, попробуем назвать меры по предупреждению этого. Во-первых, давайте попробуем экспериментально определить, какую лучше выбрать одежду, чтобы уменьшить электризацию волос.

Возьмите в руку шерсть и потрите его о волосы. Затем поднесите мех к волосам. Обратите внимание на то, с какой силой волосы притягиваются к меху.

Возьмите в руку хлопок и потрите им волосы. Затем поднесите хлопок к волосам. Обратите внимание на то, с какой силой волосы притягиваются к хлопку.

Возьмите в руку шелк и потрите им волосы. Затем поднесите хлопок к волосам. Обратите внимание на то, с какой силой волосы притягиваются к шелку.

Сделайте вывод о том какой материал уменьшает электризацию волос.

Давайте отметим в тетради первую меру по предупреждению электризации волос.

Выбирать одежду из хлопка, льна.

Возьмите в руки пластиковую расческу и потрите ее о волосы, затем поднесите ее к волосам. Так как при электризации одно тело заряжается положительно, а другое отрицательно, то если понести расческу к волосам – они притянутся. Тоже самое проделайте с деревянной расческой.

Сделайте вывод о том, какие лучше использовать расчески.

Запишите в тетрадь.

Использовать расчески из дерева.

Как уменьшить электризацию при сушке феном?

Использовать кондиционеры.

Что необходимо делать с воздухом в рабочем помещении?

Увлажнять воздух.

Мы сегодня на уроке справились с поставленной задачей. Меры которые мы сегодня выработали помогут вам в профессиональной деятельности.

5. Запись домашнего задания и выставление отметок

Подготовить сообщение о применении электризации в быту и промышленности.

Приложение 1

ПЛАН УРОКА

1) происхождение слова «электричество»

2) понятие электризации

3) способы электризации

4) виды электрического заряда

5) взаимодействие заряженных тел

6) причины электризации при проведении парикмахерских работ

Тест.

1. Тело, которое наэлектризовано …

а) нагревается

б) охлаждается

в) приходит в движение

г) притягивает к себе другие тела

А) положительными.

Б) отрицательными.

в) положительными и отрицательными

г) разными.

От эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно заряжено:

а) положительно;

в) отрицательно

г) не заряжено.

4. Тело можно наэлектризовать …

а) нагреванием

б) трением

в) растяжением

г) соприкосновением

д) ударом.

Тест.

1. Тело, которое наэлектризовано …

а) нагревается

б) охлаждается

в) приходит в движение

г) притягивает к себе другие тела

2. Электрические заряды бывают…

А) положительными.

Б) отрицательными.

в) положительными и отрицательными

г) разными.

3. Если наэлектризованное тело отталкивается

От эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно заряжено:

а) положительно;

в) отрицательно

г) не заряжено.

4. Тело можно наэлектризовать …

а) нагреванием

б) трением

в) растяжением

г) соприкосновением

д) ударом.

ПЛАН УРОКА

1) происхождение слова «электричество»

2) понятие электризации

3) способы электризации

4) виды электрического заряда

5) взаимодействие заряженных тел

6) причины электризации при проведении парикмахерских работ

7) меры по предупреждению и уменьшению электризации при выполнении парикмахерских работ

ПЛАН УРОКА

1) происхождение слова «электричество»

2) понятие электризации

3) способы электризации

4) виды электрического заряда

5) взаимодействие заряженных тел

6) причины электризации при проведении парикмахерских работ

7) меры по предупреждению и уменьшению электризации при выполнении парикмахерских работ