Электрическое поле. Взаимодействие неподвижных зарядов. Элементарный электрический заряд. Строение атома

Цель урока: рассмотреть взаимодействие неподвижных зарядов Закон сохранения электрического заряда, строение атома, ввести понятие – электрон.

Тип урока: комбинированный.

Формы урока: общеклассная.

Методы урока:  словесный, практический.

Задачи урока: изучить взаимодействие неподвижных зарядов и Закон сохранения электрического заряда, строение атома.

Оборудование: электроскоп.

Ход урока:

Проверка домашнего задания.

1) Какие явления называются электрическими?

- это явления, которые обусловлены взаимодействием и движением электрически заряженных частиц.

2) Привести примеры электризации тел?

- Расчёска и волосы, стеклянная палочка, потёртая о шелк, эбонит и мех и т.д.

3) Рассказать об электрическом заряде (определение, обозначение, ед. измерения)?

- Физическая величина, характеризующая свойство тел вступать  в электрическое взаимодействие, называется электрическим зарядом. Электрический заряд обозначается латинской буквой q. [q] = 1 Кл.

4) Какие виды зарядов вы знаете? Приведите примеры взаимодействия разноимённых зарядов.

- существует два рода электрических зарядов – положительные «+» и отрицательные «–».  Одноимённые электрические заряды взаимно  отталкиваются.

Разноимённые электрические заряды взаимно  притягиваются.

5) Как узнать наэлектризовано тело или нет?

- с помощью электроскопа (электрометра).

6) Почему стрелка электроскопа отклоняется, когда электроскоп заряжают? Зависит ли отклонение стрелки от знака заряда?

- потому что и стрелка и стержень имеют заряд одного вида, т.е. взаимно отталкиваются. Нет, не зависит

7) Что значит проводник и диэлектрик? Привести примеры.

- По способности проводить электрические заряды вещества условно делятся на проводники и непроводники (диэлектрики) электричества.

Проводники – все металлы, почва, растворы солей и кислот в воде.

Диэлектрики – фарфор, стекло, эбонит, резина, пластмасса все газы в обычном состоянии и др.

8) Иногда при окраске пульверизатором металлической поверхности ей сообщают заряд одного знака, а капелькам краски – заряд противоположного знака. Зачем это делают?

- Чтобы краска притягивалась к металлической поверхности и ложилась ровным слоем, а не разбрызгивалась.

9) Почему к цистерне бензовоза прикрепляют касающуюся земли стальную цепь? Почему при использовании железнодорожной цистерны необходимости в этом не возникает?

- Чтобы во время  молнии в случае её  попадания в бензовоз электрический заряд полностью перешёл в землю, т.е. заземляют. Ж/д полотно уже соединено с землёй, т.е. тоже заземлено.

Новый материал

Если вы обращали внимание, то наэлектризованные тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии. Как же передаётся действие одного наэлектризованного тела на другое?

Для этого проделывают следующий опыт: помещают под стеклянный колокол, заряженный электроскоп, и выкачивают из под колокола воздух. После этого можно заметить, что заряд электроскопа не изменился. Следовательно, электрическое взаимодействие не передаётся через воздух. Значит должно существовать что-то материальное, не ощущаемое нами, через что передаётся это взаимодействие. Ответ на это вопрос дали английские физики Максвелл и Фарадей.

Они установили, что вокруг наэлектризованных тел, имеющих некоторый электрический заряд, существует электрическое поле.

Электрическое поле заряда  действует с некоторой силой на всякий другой заряд,  оказавшийся в поле действия этого заряда.

Вблизи заряженных тел действие поля сильнее, а при удалении от них поле ослабевает.

Как я уже говорил, в процессе электризации заряжаются оба тела, участвующие в электризации. Например, при электризации пластмассовой линейки о бумагу, сама линейка получает отрицательный заряд, а бумага – равный по модулю, но противоположный по знаку (положительный) заряд.  Иными словами – электрические заряды не создаются и не исчезают, они лишь перераспределяются между контактирующими телами. Явление электризации подчиняется закону сохранения электрического заряда.

Во всех явлениях электризации тел в замкнутой системе суммарный электрический заряд  сохраняется:

q₁ + q₂ + …+ q_n = const

То обстоятельство, что при электризации трением заряженные частицы перераспределяются при соприкосновении двух поверхностей означает, что они были в каждом из них ещё до опыта. Мы не могли их обнаружить до опыта. Потому что они были в каждом из них в равных количествах. Это свидетельствует о том, что в телах имеются и положительные и отрицательные заряды в равных количествах, и сумма этих зарядов равна нулю. Отсюда следуют: если одно тело приобретает электрический заряд, то второе тело тоже приобретает равный по модулю, но с обратным знаком заряд. Заряд от заряженного тела можно передавать к незаряженному телу. Пример с двумя электроскопами. В этом случае

происходит деление заряда – q/2. Если и дальше продолжать передавать заряд к незаряженному телу, то мы получим заряд –  q/4 и т.д. Но ведь должен когда-то прийти предел делимости и он действительно существует – наименьшим электрическим зарядом обладает электрон – элементарный (первоначальный) электрический заряд.

Электрон обозначается буквой е или q_e. Его знак заряда «–». И этот заряд имеет значение: q_e = –1,6021892·10^-19 Кл. Электрон обладает наименьшей массой m_e ≈ 9.1 ·10^-31кг.

Все тела состоят из молекул. Молекулы состоят из атомов. Об этом вы узнали из курса физики 7 класса. В целом атомы и молекулы электрически нейтральны. Откуда же появляются электрические заряды при электризации.

Оказывается атом, имеет сложное строение (опыты Резерфорда – планетарная модель). В состав любого атома входят положительно заряженное ядро и отрицательно заряженная оболочка. Отрицательные частицы, составляющие оболочку атома, и есть элементарные заряды – электроны, которые находятся в непрерывном движении. Расстояние между ядром и электронами очень велики по сравнению с размерами этих частиц. Масса всех электронов значительно меньше массы ядра атома (сотые доли процента).

Ядро имеет положительный заряд. Этот заряд равен абсолютному значению заряда всех электронов. Но электроны имеют отрицательный заряд поэтому атом в целом нейтрален. В состав ядра входят положительно заряженные частицы – протоны. Масса протона в 1840 раз больше массы электрона. Кроме того, в ядре содержатся электрически нейтральные частицы – нейтроны (не имеют эл. заряд). Масса нейтрон намного больше массы протона.

Планетарная модель атома (строение):

В центре атома находится ядро, состоящее из протонов и нейтронов. А вокруг ядра движутся электроны. Число электронов, протонов и нейтронов одинаков, если атом нейтрален.