Электр өрiсi туралы iлiмнiң дамуы. Зарядтың сақталу заңы. Кулон заңы

11^б сынып                                            № 1-2 сабақ                                      ____________________

Сабақтың тақырыбы: Электр өрiсi туралы iлiмнiң дамуы. Зарядтың сақталу заңы. Кулон заңы.

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Тақырып бойынша оқушылардың білім-білік дағдысын қалыптастыру. Тың мәліметтер беру арқылы білімді қалыптастыру.
2. Дамытушылық мақсаты: Еріктілікті дамыту, белсенділігін, қабілетін қызығушылығын дамыту шараларын ұйымдастыру.
3. Тәрбиелік мақсаты: Өзін-өзі қоғайтын электрден қауіпсіздік  техникасының ережелерін  сақтау, шығармашылық қабілеті мүмкіндігінше дамыған азамат тәрбиелеу.

Сабақтың түрі:кіріктірілген сабақ

Сабақтың әдіс-тәсілдері:  Әңгіме, интеграция

Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер,

Сабақтың барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі: 

1. Сәлемдесу;

2. Оқушыларды түгендеу;

3. Сынып болмесінің тазалығын  тексеру;

4. Оқушылардың сабаққа  дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);

5. Оқушылардың назарын  сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А) теориялық  білімдерін тексеру.

Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін  тексеру.

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:

Электрленудi түсiндiру. Зарядтың сақталу заңы. Электронның  және атом құрылысының ашылуы көптеген электрлiк құбылыстарды түсiндiруге мүмкiндiк бердi.

Нелiктен металдардан электр заряды өтедi, ал диэлектриктерден өтпейдi? Диэлектриктерде электрондар өз атомдарының ядроларымен мықтырақ байланысқандықтан дене iшiнде еркiн қозғалмайды. Металдарда электрондар ядролармен әлсiз байланысқан. Сондықтан олардың бiраз бөлiгi өз атомдарынан бөлiнiп дененiң iшiнде еркiн қозғала бастайды (мұндай электрондар – еркiн электрондар деп аталады). Осы электрондар өткiзгiште заряд тасымалдайды.

3. Электрлеу кезiнде денелердiң толық заряды өзгере ме? Тәжiрибе жүргiзейiк. Электрометрдiң металл өзегiне металл диск орнатып, оның үстiне жұқа кенеп мата жабамыз, ал оның үстiне диэлектрик тұтқасы бар екiншi диск қоямыз. Жоғарғы дискнi оқшаулағыш қабатқа айналдыра үйкеп алып қояйық. Сонда бiз электрометр стрелкасының ауытқығанын көремiз. Бұл кенеп пен үйкелген дискiде электр зарядының пайда болғанын көрсетедi (12, а-сурет).

Тәжiрибенi жалғастырайық. Ендi алып қойған дискiнi екiншi электрометр өзегiне тигiзейiк. Бұл электрометрдiң стрелкасы да тура сондай бұрышқа ауытқиды (бiрiншi электрометр сияқты) (12, б-сурет). Бұдан электрлеу кезiнде екi дискiде модулi жағынан бiрдей заряд алғанын көрсетедi. Осы зарядтардың таңбасы туралы не айтуға болады? Осы сұраққа жауап беру үшiн тәжiрибенi екi электрометрдi металл өткiзгiшпен жалғап аяқтайық. Бiз екi құралдың да стрелкалары төмен түскенiн көремiз. Зарядтардың бейтараптануы, олардың модуль жағынан тең, ал таңбалары қарама-қарсы болғанын көрсетедi (сондықтан олардың қосындысы нөлге тең). Осы және басқа да тәжiрибелер, электрлеу кезiнде денелердiң заряды сақталатынын, яғни толық заряд электрленуге дейiн нөлге тең болса, одан кейiн де нөлге тең болады. Нелiктен бұлай болады? Мысалы, эбонит таяқшаны жүнге үйкегенде, ол терiс, ал жүн оң зарядталатынын бiлемiз. Бұлай болу себебi үйкелу кезiнде эбонит таяқшада электрондар артық, ал жүнде электрондар саны кем. Осы кезде жүннiң және эбонит таяқшаның зарядтары модулi бойынша тең, ал таңбалары қарама-қарсы болады. Мұны, жүнде қанша электрон кем болса, эбонитте соншасы артық болатынымен түсiндiреміз. Жүндегi және эбониттегi толық электр заряды бұрынғыдай нөлге тең, демек заряд сақталады. Егер электрленушi денелердiң бастапқы зарядтары нөлге тең болмаған жағдайда да толық электр заряды сақталады. Мысалы денелердiң бастапқы зарядтарын q₁ және q₂деп, ал әсерлескеннен кейiн q₁′ және q₂′ деп белгiлесек, онда былай жазуға болады: q₁′ + q₂′ = q₁ + q₂ , демек, Денелердiң кез-келген өзара әсерлесулерi кезiнде олардың толық электр заряды өзгерiссiз қалады. Осы қорытынды электр зарядының сақталу заңы деп аталатын табиғаттың iргелi заңы болып табылады. Зарядтың сақталу заңын 1750 ж. Американың ғалымы және көрнектi саясаткерi Бенджамин Франклин ашқан. Ол алғашқы болып, оң «+» және «–» терiс зарядтар туралы түсiнiктi енгiзген.

  Электр өрiсi Жiпке зарядталған  гильзаны iлiп, оған электрленген  шыны таяқшаны жақындатайық. Олар  бiр-бiрiне тiкелей тиіспесе де  жiпке iлiнген гильза өзiнiң вертикаль  қалпынан ауытқып, шыны таяқшаға  тартылады.  Осыдан зарядталған денелер бiр-бiрiмен тiкелей тиiспесе де әсерлесетiнiн көремiз. Осы кезде бiр денеден екiншiсiне әсер қалай берiледi? Мүмкiн, бар мәселе олардың арасындағы ауада шығар? Мұны тәжiрибе жүзiнде анықтайық.

Зарядталған электроскопты (шыны пластикалары алынған) ауа сорғыштың  қалпағының астына қойып, одан ауаны  сорып тастаймыз. Сонда бiз ауасыз кеңiстiкте де электрокоптың жапырақшалары  бiр-бiрiнен тебiлетiндiгiн көремiз (14-сурет). Демек, электрлiк әсердiң  берiлу процесiне ауа қатыспайды. Ондай  болса, зарядталған денелердiң өзара  әсерлесуi не арқылы жүзеге асады? Бұл  сұрақтың жауабын ағылшын ғалымдары  М.Фарадей (1791–1867) және Дж. Максвелл (1831–1879) өз еңбектерiнде бердi.

Электр өрiсi – кез-келген зарядталған денелердiң айналасында болады және заттардан ерекше, материяның айырықша бiр түрi болып табылады. Оны көру немесе ұстау мүмкiн емес. Электр өрiсiнiң бар немесе жоқ екендiгiн, тек оның әсерi арқылы бiлуге болады.

Электр  өрiсiнiң негiзгi қасиеттерi қарапайым тәжiрибелер арқылы анықталады.

1. Зарядталған дененiң электр өрiсi, осы өрiстегі кез-келген зарядталған денеге қандай да бiр күшпен әсер етедi.

Зарядталған денелердiң  әсерлесуiн зерттеуге қойылған тәжiрибелер  осыны көрсетедi. Мысалы, зарядталған  гильза электрленген таяқшаның өрiсiнде  тарту күшiнiң әсерiнен оған жақындайды (13-суретке қараңыз). 2. Зарядталған денеге жақын аралықта өрiс күштiрек, ал алыста әлсiздеу.

Мұны тексеру үшiн тағы да зарядталған  гильзамен жасалған тәжiрибенi қарастырайық (13-сурет). Гильзаны тiрегiмен бiрге  зарядталған таяқшаға жақындата  түсейiк. Бiз гильза таяқшаға жақындаған сайын жiптiң вертикальдан ауытқу бұрышы үйкейе беретiнiн көремiз (15-сурет). Бұрыштың үлкеюi, гильза электр өрiсiнiң  көзiне (зарядталған таяқшаға) жақындаған сайын оған өрiс соғұрлым көбiрек  күшпен әсер ететiндiгiн көрсетедi. Осыдан, зарядталған денеге жақындаған сайын  оның өрiсiнің күшейетініне көз жеткiземiз.

Сонымен, зарядталған  таяқша ғана өз өрiсiмен зарядталған  гильзаға әсер етiп қоймай, гильза да өз өрiсiмен таяқшаға әсер етедi екен. Зарядталған денелердiң осындай  бiр-бiрiне әсер етуiнен олардың өзара электрлiк әсерлесуi байқалады. Электр өрiсiн графиктік кескiндеу үшiн Фарадей заманынан бастап күш сызықтары қолданылады.Зарядталған бөлшек электр өрiсiне енгенде, оның жылдамдығы көбеюi де азаюы да мүмкiн. Егер бөлшек заряды q > 0 болса, онда күш сызықтары бойында оның жылдамдығы артады, ал керi бағытта тежеледi. Егер бөлшек заряды q < 0 болса, онда бәрi керiсiнше болады: күш сызықтары бағытында тежелiп, керi бағытта үдетiледi.

2. Электр  зарядтарының вакуумдегі және  диэлектриктегі өзара әрекеттесу  күшінің бағыты, шамасын анықтағанКулон  заңының тұжырымдамасы мен формуласын  баяндау барысында заңның ашылу  тарихын және ғалым туралы  фактілермен оқушыларды пәнге  қызықтыру тиімді.

-вакуумде, ; диэлектрикте, ; мұндағы

3. Нүктелік зарядтардың  арақашықтығынан өлшемі мейлінше  аз.

VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу  материалын қабылдаудағы оқушы  түсінігін тексеру.

§ 8.1-8.3 дайындық сұрақтарын талдау.

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу  материалын бекіту немесе дағдыландыру  жұмыстарын жүргізу.

15-жаттығу (2). Есептер шығарту

VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын  беру: §8.1-8.3 дайындық сұрақтары

11^б сынып                                            № 3 сабақ                                     ____________________

 

Сабақтың тақырыбы: Электр өрісінің кернеулігі. Электр өрісінің күш   жұмысы. Электр өрісінің потенциалы.

 

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Оқушылардың электр өрісі материяның ерекше түрі, оның қасиеттері туралы ұғымын қалыптастыру.
2. Дамытушылық мақсаты: Электр өрісін сипаттайтын шамалардың физикалық мағынасын түсініп, өзара байланысын сипаттайтын формулаларды ажырату.
3. Тәрбиелік мақсаты: Есеп шығаруда қойылатын талаптарды орындауға дағдылау.

 

Сабақтың түрі: аралас сабақ

 

Сабақтың әдіс-тәсілдері:  Әңгіме, сұрақ-жауап, топтау.

 

Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер,

 

Сабақтың барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі: 

1. Сәлемдесу;

2. Оқушыларды түгендеу;

3. Сынып болмесінің тазалығын  тексеру;

4. Оқушылардың сабаққа  дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);

5. Оқушылардың назарын  сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А) теориялық  білімдерін тексеру.

Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін  тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою. 

Бүгінгі негізгі мақсатымыз оқулық бойынша радиобайланыс толқындармен танысамыз.

1. Кулон заңы вакуумде және диэлектрикте  қалай тұжырымджалады?

 

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:

1. Электр өрісінің кернеулігі  өлшем бірлігі немесе

А) -вакуумде              нүктелік зарядтан r-қашықтықтағы

     -диэлектрикте      нүктенің кернеулігі.

Ә) -зарядталған жазық өткізгіштің электр өрісінің кернеулігі.

2. Электр өрісі кернеулігініңағыны  деген ұғым ендіреміз  берілген бет элементінен қанша күш сызықтарының өтетінін көрсететін шама. -тұйық беттен өтетін электр өрісі кернеулік векторының ағыны сол бет ішіндегі толық зарядқа пропорционал. Бұл Гаусс теоремасы деп аталады.

3. Біртекті электр өрісінде  электр күштерінің жұмысы жолдың  пішініне тәуелсіз  а) тұйықталған  жүйеде  А=0; ә) Электр өрісі күштерінің жұмысы -потенциалдық энергияның айырымына тең.

4. Потенциалдық өріс жұмысы  жолдың пішініне тәуелсіз өріс.

5. -өріс нүктесінің потенциалы. ; U-электрлік кернеу. ; өлшем бірлігі .

6. Өріс кернеуі мен кернеулік  арасындағы байланыс 

VІ. ДК. Оқытылып отырған  оқу  материалын қабылдаудағы оқушы  түсінігін тексеру.

§8.4-8.6 дайындық сұрақтарын талдау.

Оқушылардың жаңа сабақты  меңгерудегі білім-білік дағдысының қалыптасуын бағалау.

VІІ. ДК. Оқытылып отырған оқу  материалын бекіту немесе дағдыландыру  жұмыстарын жүргізу.

1. Материалды топтау.                               
2. Есептер шығару.

15-жаттығу (9)

Жауабы:

Берілгені:                                              Шешуі:

q₁=9*10^-6Кл               х-бірінші зарядтан кернеулігі 0-ге тең нүктеге дейінгі аралық 

q₂=9*10^-6Кл             -есептің шарты. Суперпозиция принципін пайдаланып    

r=8см                       , осыдан 

Т/к  х-?                                                                                Жауабы:х =6 см

 

 

VIІI.ДК. Бағалау. Үй тапсырмасын  беру: §8.4-8.6; 16-жаттығу (1-3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11^б сынып                                            № 4 сабақ                                      ____________________

Сабақтың тақырыбы: Электр сыйымдылық. Конденсаторлардың құрылысы және түрлері, электр өрісінің энергиясы.

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: Конденсаторлардың жұмысы құрылысы, жұмысы туралы ілімді меңгеру.
2. Дамытушылық мақсаты: Электр өрісін сипаттайтын шамалапрды есептеуде білім-білік дағдысының қалыптастыру шараларын ұйымдастыру.
3. Тәрбиелік мақсаты: Конденсаторлардың түрлері, оны техникада қолданылуы туралы мағлұматтарды есеп шығаруда қолдана білу.

Сабақтың түрі: кіріктірілген сабақ.

Сабақтың әдіс-тәсілдері: лекция, сұрақ-жауап, салыстыру, топтау,  электр схемасын оқу.

Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, суреттер, конденсаторлар жиыны, лейден банкасы, электронды оқулық.

Сабақтың  барысы:

І. ДК. Ұйымдастыру кезеңі: 

1. Сәлемдесу;

2. Оқушыларды түгендеу;

3. Сынып болмесінің тазалығын  тексеру;

4. Оқушылардың сабаққа  дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);

5. Оқушылардың назарын  сабаққа аудару.

ІІ. ДК. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А) теориялық білімдерін тексеру.

Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін тексеру.

ІІІ.ДК Білімді жан-жақты тексеру./ ІV. ДК. Жаңа материалды қабылдауға әзірлік, мақсат қою. 

1. Өткізгіштер  мен диэлектриктердің сыртқы  өріс жоқ болғандағы айырмашылығы.

2. Электр өрісінде  өзін қалай ұстайды, өткізгіштерде  қандай өзгешелік болады?

3. Электростатикалық  индукция, поляризация қандай құбылыстар?

4. Ортаның  диэлектрик өтімділігі?

5. Кулон заңы  диэлектрикте қалай тұжырымдалады? 

6. Электр өрісінің  кернеулігін диэлектрикте қалай  анықталады?

V. ДК.Жаңа материалды меңгерту:

1. Өткізгіштің  электр сыйымдылығы өлшем бірлігі  шардың сыйымдылығы.

2. Конденстаор  ұғымын ендіру, оның сыйымдылығы  , конденсатор сыйыдылығы, оның өлшемімен диэлектриктің қалыңдығына байланысты. , ал астарлар саны п болса

3.Конденсаторларды  өзара жалғауды электрондық оқулық  арқылы жүзеге асыру.

А) Конденсаторларды тізбектей жалғағанда

Ә) Параллель  жалғағанда

4. Конденсатор  энергиясы   немесе электр өрісі энергиясының тығыздығы ; өлшем бірлігі –Дж/м³

VІ. ДК. Оқытылып отырған оқу  материалын бекіту немесе дағдыландыру  жұмыстарын жүргізу.

1. Өткізгіштерді жалғауының шарттары. Кесте:

№	тізбектей	Параллель
1	q1= q2= q3=… qn;	q= q1+ q2+ q3+…+ qn;
2	U=U1+ U2+ U3+ …+Un;	U=U1= U2= U3= …=Un
3
4		q: q2: q3…=C1:C2:C3 …

2. 17-жаттығу 4 есеп.

Берілгені:                                              Шешуі:

C₁=60 мкФ               Кулон заңынан әр шардың заряды