Сабақ тақырыбы: Электр зарядының сақталу заңы. Қозғалмайтын зарядтың өзара әрекеттесуі. Кулон заңы. Элементар электр заряды.

Сабақ тақырыбы: Электр зарядының сақталу заңы. Қозғалмайтын зарядтың өзара әрекеттесуі. Кулон заңы. Элементар электр заряды.

Оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме)

8.4.1.4. Электр зарядының сақталу заңын түсіндіру.

8.4.1.5. Кулон заңын есептер шығаруда қолдану

Сабақ мақсаты

Электр зарядының сақталу заңын түсінеді және зарядтың қасиеттеріне мысалдар келтіреді.

Кулон күшінің формуласындаңы шамалар атаулары мен өлшем бірліктерін біледі. Есеп шығаруда қолданады.

Бағалау критериі

Элементар электр зарядын және электр зарядының сақталу заңын түсінеді.

Кулон заңының формуласын біледі, есеп шығаруда қолданады. Ауызша есептеу жүргізеді.

Кулон заңының формуласын түрлендіріп, есеп шығаруда қолданады. Есеп құрастырады.

Жаратылыстану пәнінен заряд, оның түрлері туралы түсініктері қалыптасқан. Денелердің электрленуі туралы біледі.

Психологиялық ахуал туғызу

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)

Миға шабуыл

Сұрақ-жауап

а) Құрғақ шүберекпен айнаны сүрткенде қандай құбылыс болады? (шыны мен пластинка тозаңды және басқа ұсақ бөлшектерді өзіне тартады)
ә) Синтетикалық киімді шешкенде нені байқайсыңдар?( шытырлаған дыбыс ести аласыңдар, ал қараңғы бөлмеде тіпті жарқылды да байқайсыңдар)
б) Мысықты сипағанда нені байқайсыңдар? (шытырлаған дыбыстар естіледі)
в) тарақты алып құрғақ шашты тарағанда, содан кейін кішкене қағазды жақындатқанда нені байқадыңдар? (ұсақ қағаз қиындыларын өзіне тартатынын көресіңдер)

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.

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=k*q₁q₂ /r² вакуумда н/е ауада екі нүктелік қозғалмайтын зарядтар үшін Кулон заңы формуласын білу

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:

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

Сонда ауырлық күші тартылыс заңының көрінісі екенін білдік. Енді біз Кулон заңын бүкіләлемдік тартылыс заңымен салыстырамыз. Электрлік 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 сатысы. Ой толғау.

«Ойлан. Жұптас. Бөліс» стратегиясы

Есептер шығару

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

2. Шамасы және таңбасы жағынан бірдей екі нүктелік заряд ваккумде бір-бірінен 3,0 м қашықтықта орналасқан және 0,40 Н күшпен тебіледі. Әр зарядтың шамасын анықтаңдар?

3. Суда бір-бірінен 3,3см қашықтықта орналасқан 0,66*10^-7Кл және 1,1*10^-3Кл екі заряд өзара қандай күшпен әрекеттеседі?

4. Бір Кулон зарядтың шамасы туралы түсінік болуы үшін вакуумде бір-бірінен 1м қашықтықта орналасқан шамасы 1Кл болатын екі нүктелік зарядтың өзара әрекеттесу күшін есепте. Суда дәл сондай қашықтықта әрекеттесу күші қандай?

Жаңа тақырып анықталған соң білім алушы өзі «Электр заряды. Зарядтың сақталу заңы. Кулон күші туралы білетін ақпаратын кестенің «Білемін» бағанына жазады.

арқылы «Денелердің өзара әрекеттесуі. Кулон заңы» көрсетіледі. Видеодан корген ақпараттарын еске ала отырып оқушылар мына проблемалық жағдаяттарды шешеді:

I - видео- роликтен қандай денелердің әрекеттесетінін анықтайды.

D – денелерді әрекеттесуін сипаттайды

E – денелердің әрекетесуінің қандай шамаларға тәуелді екенін анықтайды.

A – денелердің әрекеттесуінің қандай шамалараға тәуелді екенін шешу үшін денелерді қозғалысқа келтіреді.

L – әрекетесу күшінің (Кулон күші) ара қашықтыққа байланысты әсерін анықтап қорытындылайды.

«Пікіралмасу» (Showdown)

(I) Әр білім алущы «Электр зарды. Зарядтың сақталу заңына» қатысты сұрақты стикердің бір жағына, ал жауабын екінші жағына жазып келесі білім алушымен стикерлерін ауыстырады. Мұғалім белгі бергенде барлығы өз жауабын ашады, талқылайды, сосын дұрыс жауаппен салыстырады.

1. Эбонит таяқшаны жүн матағы үйкегенде не болады. Қандай заңға бағынып тұр?

2. шыны таяқшаны жібекке не теріге үйкегенде не болады, қандай заңға бағынып тұр?

3. Оқшауланған немесе тұйықталған жүйе деген не?

4. Электр зарядының сақталу заңын айт, формуласын жаз?

«Смайликтер» арқылы бір-бірін бағалау.

 Білім алушыларға деңгейлік есептер беріледі.

Дистильденген судың заряды 5 нКл, электрленгеннен кейін оған 3 нКл заряд берілді. Судың электрлененнен кейін заряды нешеге тең?

Май тамшысы теріс зарядталған. Электрлегеннен кейін май тамшысы -5 нКл Заряд жоғалтты да заряды -15 нКл болды. Электрлегенге дейінгі май тамшысының заряды қандай?

Екі бірдей металл шарды +38 және 14 зарядпен зарядтайды. Шарларды бір-біріне тигізіп, қайтадан ажыратады. Әр шардың заряды қанша болды?

Арақашықтығы 2 см, ал зарядтары 2*10^-8 Кл және 4*10^-8 Кл болатын бірдей екі кішкене шар вакуумде қандай күшпен әрекеттеседі.

Ауызша есепте:

Вакуумде бір-бірінен 1 м қашықтықта орналасқан шамасы 1 Кл болатын екі нүктелік зарядтың өзара әрекеттесу күшін есептеңдер?

Екі нүктелік зарядтың арақашықтығын 2 есе арттырғанда олардың арасындағы өзара әрекеттесу күші қанша есе өзгереді? 2 есе кеміткенде ше?

Екі нүктелік зарядтың біреуінің зарядын 3 есе арттырғанда олардың арасындағы өзара әрекеттесу күші қанша есе өзгереді? 3 есе кеміткенде ше?

Есеп құрастыр:

r, см

Ɛ

q₁,q₂ , Кл

F, Н

30

вакуум

q₁, q₂

F₁

?

май

q₁, q₂

F₂

Жасаған жұмыстарын 2 жұлдыз, 1 тілекпен бағалау.

Сергіту сәті: Білім алушылар екі қатарға бөлініп тұрып қолдарын алдыға созады. Оң-оң зарядтар, оң-теріс зарядтар, теріс-теріс зарядтар, бейтарап зарядтар, бейтарап-оң зарядтар, бейтарап-теріс зарядтар деген командамен білім алушылар қозғалысқа келеді

Үйге тапсырма. Фальга, эбонит таяқшасы, шыны таяқша, жібек. Осы заттармен жасылынған тәжірибелерді ютуб каналынан көру.

Қосымша №4

Видео www.htt/fiz.com