Ашық сабақ тақырыбы: Электростатика. Кулон заңы. Электр өрісі

Сабақ жоспары

Пән атауы: Физика Күні: « » желтоқсан 2021 ж

Тобы: « » / 1 курс

Пән оқытушысы: Куанышова Мереке Бисеновна

Сабақтың тақырыбы: Электростатика. Электр заряды. Электр зарядының сақталу заңы. Кулон заңы

Сабақтың түрі: жаңа білімі және іс-әрекет түрлерін, оқып үйренуін есте қалдыру

Сабақтың әдісі: баяндау, түсіндіру, сұрақ-жауап, топтық жұмыс, ой қозғау, есеп шығару

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: білім алушылардың электр заряды, электрлену,Кулон заңы туралы бұрынғы біліміне сүйене отырып, жаңа білім дағдысын қалыптастыру

Дамытушылық: Білім алушылардың ой-өрісін кеңейту, белсенділігін арттыру,ойын жүйелі түрде жеткізе білу белсенділіктерін дамыту. Есептеу және танымдық қызығушылықтарын арттыру

Тәрбиелік: Жауапкершілікті сезіне отырып жұмыс жасауға, өз жолдасының пікірін тыңдауға, техникалық шеберлік пен ұқыптылыққа баулу

Құрал-жабдықтары: интарактивті тақта, электрондық оқулық, презентация, тест тапсырмалары, кеспе қағаздар,электроскоп, шыны эбонит таяқшалары.

Пәнаралық байланыс: математика, химия, биология

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

1. Білім алушылармен амандасу;

2. Дәрісхананың сабаққа дайындығын тексеру;

3. Білім алушылардың сабаққа қатысуын тексеру;

4. Білім алушыларды сабаққа зейіндерін аударту.

ІІ. Үй жұмысын тексеру: «Ой қозғау»

1. Заттың неше күйі бар?

2. Қатты күйден сұйық күйге өту процесін қалай атаймыз?

3. Сұйық күйден газ күйге өту процесін қалай атаймыз?

4. Газ күйден сұйық күйге өту процесін қалай атаймыз?

5. Сұйық күйден қатты күйге өту процесін қалай атаймыз?

6. Диффузия дегеніміз не?

7. Атом дегенімз не?

8. Молекула дегеніміз не?

9. Жылулық қозғалтқыш деген не?

10. Термодиенамиканың бірінші заңы

11. Термодиенамиканың бірінші заңы

12. Адиабаталық процесс деген не?

Білімді тексеру кезеңі: «Қызығушылықты ояту»

«Электростатика» сөзжұмбағын шешу.

ІІІ. Жаңа материалды оқыту:

Қарастырылатын сұрақтар:

· Электр заряды.

· Электр зарядының сақталу заңы.

· Кулон заңы.

· Кулон заңына есептер шағарту.

1. Жаңа сабаққа кіріспе. Фронтальды сұрау

Оқушыларға тақырыпқа байланысты әртүрлі мысалдар келтіре отырып сұрақтар қоямын.

а) Құрғақ шүберекпен айнаны сүрткенде қандай құбылыс болады? (шыны мен пластинка тозаңды және басқа ұсақ бөлшектерді өзіне тартады)

ә) Синтетикалық киімді шешекенде нені байқайсыңдар?( шытырлаған дыбыс ести аласыңдар, ал қараңғы бөлмеде тіпті жарқылды да байқайсыңдар)

б) Мысықты сипағанда? (шытырлаған дыбыстар естіледі)

в) тарақты алып құрғақ шашты тарағанда, содан кейін кішкене қағазды жақындатқанда нені байқадыңдар? (ұсақ қағаз қиындыларын өзіне тартатынын көресіңдер) Оњ заряд

2. Жаңа сабақта қаралатын сұрақтардың түсінігі

І. Бұл құбылыстар өте ертеден белгілі болған. Біздің заманымызға дейін 600-жылдары ертедегі гректер сары янтарьдың ерекше қасиеті бар екенін байқаған. Яғни янтарьды теріге немесе жүнге үйкегенде оның әртүрлі денелерді өзіне тартанын байқаған. Сол кезде гректер сары янтарьды өндірген.

«Янтарь» - Жер бетінде әлденеше жүздеген мың жылдар бұрын өсіп-өрген қылқан жапытарқы ағаштардың қатып тасқа айналған шайыры. Грек тілінде «янтарь» -электрон дегенді білдіреді. Гректер осы шайырды «электрон», ал оған қатысты денелердің электрленуі деп атаған. Янтарь өзіне басқа денелерді тарту қабілетіне ие болғанда, оны электрленген күйде деп атайды. «Электрон» сөзінен «электр» деген сөзі шықты. Электрлену барысында пайда болатын күштерді электр күштері деп атаған.

Тәжiрибеге сүйенейiк. Шыны таяқшаны алып қағаз түйiршiктерiне жақындатайық. Бiз ешқандай өзгерiс болмағанын көремiз. Бұдан қалыпты күйде басқа заттар сияқты шыны да электрлiк бейтарап болатындығын көремiз. Ендi шыны таяқшаны қағазға үйкегеннен кейiн, тағы да қағаз түйiршiктерiне жақындатамыз. Бiз олардың таяқшаға тартылатынын көремiз.Осыған ұқсас құбылыс құрғақ шашты тарағанда да байқалады.

Шаштың тараққа тартылуы да электрлену нәтижесi болып табылады Оњ заряд

Электрленген таяқшаны жіңішке су ағынына жақындатып, тек қана қатты денелер емес сұйықтардың да тартылу қасиетiне ие болатындығына көз жеткiзуге болады.

ІІ. Денелердің электрленуі құбылысы түрлі тектегі екі дененің жанасуы кезінде ғана байқалады. Оны жоғарыда келтірілген мысалдардан байқаған боларсыңдар. Күнделікті өмірде мұндай құбылыстар жиі кезедеседі. Көп жағдайда жанасқан заттардың бір-біріне тартылатындығын байқауға болады. Денелер өзара электрленеді де, олардың арасында электр күштерінің тартылысы пайда болады. Бұл құбылыс үйкелу арқылы электрлену деп аталады.

Үйкеліс арқылы электрлену нәтижесiнде екi дене де электр зарядын алатынын есте ұстау керек. Мысалы, шыны таяқша мен резина үйкелгенде шыны да, резина да электрленедi. Демек, резина да шыны таяқша сияқты өзiне ұсақ денелердi тарта бастайды. Денелердi электрлеу үшiн бiр-бiрiне жай ғана бiр рет тигiзу жеткiлiксiз. Денелердi бiр-бiрiне қатты қысып үйкелеу керек. Сол кезде олардың арасындағы ара қашықтық азайып, беттесу ауданы ұлғаяды.

Денелердің электрленуі тек үйкелу арқылы ғана пайда болмайды. Үйкелу – денелердің жанасып, ажырау процесі.

Денелер соқтығысқанда және жарылыс кезінде де электрленуі мүмкін. Қолымызды электрленген затқа немесе iстеп тұрған телевизор экранына, экран бетiнде электр заряды бар, жақындатқанда шытырлаған дыбыс естуге болады, ал қараңғыда кiшкентай ұшқындарды көруге болады. Бұл да электрлiк құбылыс көрiнiсi. Үйкеліс кезiнде пайда болатын электр зарядтарын кейде статикалық электр деп атайды. Көбiне бұл елеусiз құбылыс (мысалы, сiз синтетикалық материалдан жасалған киiмдi шешкенде, кiлем үстiнде аяғыңызбен сырғанай жүргенде және т. б.). Бiрақ кейде бұл құбылыс қауiптi болуы мүмкiн. Мысалы, металл бетiмен аққан сұйықтың электрлену мүмкiндiгiн бензин құю кезiнде ескеру керек. Бензиндi зарядсыздандыру үшiн жүргiзiлетiн арнайы қауiпсiздiк шараларын қолданбаған жағдайда бензин өртенiп, жарылыс болуы мүмкiн.

ІІІ. Жоғарыда қарастырылған құбылыстар электрлену кезінде түрлі заттардан жасалған денелердің электрлі өзара әрекеттесу қабілетіне ие болатындығын дәлелдей түседі. Деннелердің осы қасиетін электр заряды деп аталатын физикалық шамамен сипаттайды. Денелердің өзара электрлік әрекеттесу қабілетіне ие болуы –олардың электрленуі деп аталады.

Бұл мысалдардың барлығы, беттер арасындағы үйкеліс нәтижесінде электр зарядының пайда болатынын көрсетеді. Әр жағдайда екі денеде қарама –қкарсы зарядтарының бірдей мөлшері пайда болады.

ІV. Электр зарядтарының өзара әрекеттесу сипатын анықтайық.

Сонымен, электрленген таяқшадан екі шар да бірдей электр зарядына ие болады. Мұндай бірдей электр зарядтарын аттас зарядтар деп атайды. Демек, электрленген аттас зарядтар бір- бірінен тебіледі. Бұл қорытындыны эбонит таяқшаны сол шарларға тигізгенде де олардың бір-бірінен тебілуі арқылы дәлелдеуге болады. Егер шарлардың біреуін теріге үйкелеген эбонит таяқшаны тигізіп, ал екіншісіне жібекке үйкелген шыны таяқшаны тигізсе, онда олар бір-біріне тартылады.

Осы тәжiрибелер табиғатта электр зарядының екi тегi болатындығын көрсетедi.

Жiбекке үйкелген шыныда пайда болған заряд тегi оң (+) деп, ал жүнге үйкелген янтарьда пайда болған зарядты терiс (–) деп атаған.

Қоршаған ортаның денелерімен әрекеттеспейтін денелер жүйесін оқшауланған немесе тұйықталған деп атайды.

Бұл жүйедегі электрлену құбылысы электр зарядының сақталу заңына бағынады:

Тұйықталған жүйедегі денелердің электрленуінің барлық құбылыстарында электр зарядтарының қосындысы сақталады:

q1 + q2 + … + qn = const

Осы заң бойынша, егер бір дене оң электр зарядына ие болса, онда екінші дене одан модулі бойынша өзара тең, бірақ теріс заряд алады. ( Электр зарядының сақталу заңы электронды оқулықты пайдалану)

Бейтереп денелерде бірдей мөлшерде оң және теріс зарядтарда болады. Бейтарап денелердегі қарама-қарсы зарядтардың қосындысы нөлге тең болғандықтан, оларды байқау қиын.Заттардың электрленуiн бақылау үшiн жүргiзiлген тәжiрибелер нәтижесiнде барлық заттардың электрлену тегіне қарай қатарларға қоюға болатындығы анықталды. Мұндай қатарда бiрiншi дене екiншiсiне үйкелгенде оң, ал екiншiсi терiс зарядталады. Мысалы, сондай қатарлардың бiрi мынадай: қоян терiсi, шыны, кварц, жүн, жiбек, мақта, ағаш, янтарь, каучук.

Тыныштық күйдегі электр зарядтарының өзара әсерлесуі Кулон заңымен сипатталады. Ол екі нүктелік зарядталған дененің вакуумдегі өзара әсерлесу күшінің осы денелердің q1 және q2 зарядтарына және олардың r ара қашықтығына тәуелділігін тағайындайды. Халықаралық бірліктер жүйесінде заң былай жазылады:

, мұндағы e–ортаның салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі, ол берілген зарядтардың берілген ортадағы өзара әсерлесу күшінің вакуумдегіден қанша есе кіші екендігін көрсетеді, e0=8,85*10-12 – электр тұрақтысы деп аталады.

Халықаралақ бірліктер жүйесінде зарядтың бірлігіне Кулон алынады. Кулон – ток күші 1А шамасына тең болғанда өткізгіштің көлденең қимасы арқылы 1с ішінде өтетін заряд.

Электроскоп. Электр зарядының бөлiнуi І. Электрленуді байқауға арналған ең ыңғайлы аспап электроскоп деп аталады. Электроскопта ұшына екi жеңiл жапырақша iлiнген металл өзекше, металл сақинаға кигiзiлген пластмасса тығын арқылы өткiзiлген. Металл сақинаның екi жағы да шынымен жабылған.

Электрленген таяқшаны электроскоптың өзекшесiне тигiземiз. Жапырақшалар таңбасы бiрдей зарядтар (таяқшадағы заряд) алып бiр-бiрiнен ажырайды (8, б-сурет). Жапырақшалардың + + - - - +

ажырау бұрышы, оларға берiлген зарядқа тәуелдi. Оларға берiлген заряд неғұрлым көп болса, олар соғұрлым күштiрек тебiледi, демек соғұрлым үлкен бұрышқа ажырайды. (Электроскоптың оң зарядталғаны электронды оқулық)

Құрылысы басқаша болып келетін электроскоптарда бар. Суретте электрометр деп аталатын тағы бiр құрал көрсетiлген. Мұнда жапырақшалар орнына бағыттауыш орнатылған. А өзекшеге (немесе, сол өзекшеге орнатылған металл шарға) заряд берiлгенде, оның бiр бөлiгi В бағыттауышқа өтедi. Өзекшеден тебiлген бағыттауыш белгiлi бiр бұрышқа бұрылады. Осы бұрыштың өзгерiсiне қарай электр зарядының көбеюiн немесе азаюын бақылауға болады. Теріс зарядОњ заряд

Егер зарядталған дененi (мысалы, электрометр шарын) қолмен ұстаса, онда ол дене разрядталады. Электр заряды қолымыз арқылы денемiздiң бетiне таралады. Тура осы жағдай электрометр шарына тiкелей қолмен емес металл сызғышпен тигенде де қайталанады. Зарядтыњ саќталуы: зарядтардыњ бµлінуі

ІV. Сергіту сәті: «Кім жылдам?» формулалар құрастыру.

– Абсолюттік температура

– Кулон заңы

– Менделеев – Клапейрон теңдеуі

– Электр заряды

-зат мөлшері

V.Бекіту кезеңі

Тестілеу.

Тақырыптық тест

1. Үйкелген дененің басқа денені тарту құбылысы алғаш қай жерде белгілі болды?

А. Англия

В. Греция

С. Ресей

2. Янтарь грек тілінен аударғанда қандай мағана білдіреді?

А. Элементар

В. Электрон

С. Эбонит

3. Бір-бірімен жанасқанда денелердің өзара әсерлесу құбылысы не деп атайды?

А. Денелердің электрленуі

В. Денелердің әсерлесуі

С. Денелердің беттесуі

4. Аттас зарядтар бірін-бірі

А. Тартады

В. Тебеді

С. Еш әрекет болмайды

5. Электр зарядының неше тегі бар?

А. Екі. Оң заряд

В. Бір. Теріс

С. Екі. Оң және теріс

6. Электр зарядының сақталу заңы

А.

В.

С.

7. Денелердің электрленгендігін білуге арналған прибор

А. Динамометр

В. Калориметр

С. Электроскоп

8. Электр заряды еркін қозғала алатын заттар не деп аталады?

А. Өткізгіштер

В. Жартылай өткізгіштер

С. Диэлектриктер

9. Электр заряды еркін қозғала алмайтын заттар не деп аталады?

А. Өткізгіштер

В. Жартылай өткізгіштер

С. Диэлектриктер

10. Жүнге үйкелген янтарьда болатын заряд.

А. Оң заряд

В. Теріс

С. Оң және теріс

VІ. Сабақты қорытындылау: сабаққа белсене қатысқан оқушыларды бағалау.

VІІ. Үй тапсырмасы:

Есеп шығару: А.П.Рымкевичің «Физика есептерінің жинағы» № 677, 678, 681- есептер

Әдебиеттер:

1. Конграт Б.А., Кем В.И., Қойшыбаев Н. ФИЗИКА /Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытына арналған оқулық/ -Алматы:Мектеп,2006

2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. ФИЗИКА / Орта мектептің 10-11 сыныптарына арналған оқулық/ - Алматы: Мектеп: 2001

3. Рымкевич А.П. Физика есептерінің жинағы. Алматы: Рауан, 1998г

Сабақтың аяқталуын хабарлау: Құрметті оқушылар, осымен бүгінгі сабағымыз аяқталды. Көңіл қойып тыңдағандарыңызға және сабаққа белсенді қатысқандарыңызға рахмет. Сау болыңыздар!