Интегрированный урок «Химики в гостях у физиков» Тема «Диэлектрики в электростатическом поле» 10 класс

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ЯЛГИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

Г.О.САРАНСК РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ.

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК

«Химики в гостях у физиков»

ТЕМА: «Диэлектрики в электростатическом поле»

10 КЛАСС

ПОДГОТОВИЛИ:

учитель физики

Ахметова Нязиля Джафяровна

Учитель химии

Воробьева Валентина Васильевна

Г.о. Саранск

2012

ЦЕЛИ:

раскрыть физическую природу диэлектриков с точки зрения электронной теории;

показать межпредметную связь физики с химией;

развить познавательную активность учащихся;

формировать ценностное отношение к знаниям полученным на уроках химии.

Оборудование: Компьютер, экран, мультимедиапроектор, уроки КиМ 10класс(Тема «Диэлектрики в электрическом поле»); презентация.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2.Объяснение новой темы.

В начале урока ребятам задаю вопросы практической направленности.

Почему на ручки плоскогупцев надевают чехлы из пластмассы?

Для чего необходимо сверху соединительных проводов изоляционные покрытия?

Почему на столбах высоковольных линий электропередач форфоровые чашки?

Обращаясь к ребятам, отмечаю, что все вещества по степени проводимости электрического тока делятся на три группы: проводники, полупроводники, диэлектрики.

Сегодня на уроке нам с вами предстоит раскрыть физическую природу диэлектриков с точки зрения электронной теории.

Некоторые вопросы, которые нам сегодня предстоит изучить, вам известны из курса химии. Сегодня в гостях на уроке у нас учитель химии нашей школы Воробьева В.В. Она вам и поможет повторить некоторые понятия.

(Повторение проводится согласно справочной информации, приведенной выше).

Справочная информация по химии.

Образование ковалентной связи обусловлено перекрыванием электронных оболочек атомов. Область перекрытия имеет повышенную электронную плотность, которая уменьшает отталкивание между ядрами. Электрон, двигавшийся ранее в поле притяжения только одного ядра, получает возможность перемещаться и в поле притяжения другого ядра.

Если ковалентная связь возникает между одинаковыми атомами, то образованная при этом электронная пара в одинаковой мере принадлежит обоим атомам. При возникновении ковалентной связи между разными атомами общая электронная пара принадлежит в большей мере атому с более выраженными неметаллическими свойствами. Например, при образовании молекулы соляной кислоты общая пара электронов в большей мере принадлежит атому хлора.

Ковалентную связь, образованную одинаковыми атомами, называют неполярной, а образованную разными атомами — полярной.

Продолжая урок, ввожу понятие диэлектрика.

Диэлектрики – это вещества, не содержащие свободных заряженных частиц, т.е. таких заряженных частиц, которые способны свободно перемещаться по всему объему тела. Примеры: фарфор, янтарь, эбонит, стекло, газы и т.д.

Обращаю внимание учеников, что диэлектрики бывают полярные и неполярные.

Полярные диэлектрики.(Слайд из уроков КиМ).

Даю общую характеристику.

Полярные диэлектрики — это такие диэлектрики, в которых центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

У полярных диэлектриков положительные и отрицательные заряды в молекуле смещены друг относительно друга, и молекулы можно рассматривать как электрические диполи.

Электрический диполь — это нейтральная система, состоящая из двух точечных разноимённых, равных по модулю и находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

2. Неполярные диэлектрики.(Слайд)

Неполярные диэлектрики—это такие диэлектрики, в которых центры масс положительного и отрицательного зарядов совпадают в отсутствии внешнего электрического поля.

У неполярных диэлектриков молекулы эквивалентны шарику, в центре которого находятся одинаковые по модулю положительный и отрицательный заряды.

Объясняю механизм поляризации диэлектриков.

Поляризация диэлектриков.

1. Общая характеристика поляризации (Слайд из уроков КиМ)

2. Поляризация полярных диэлектриков.(Слайд из уроков КиМ)

При внесении такого диэлектрика в электрическое поле на каждый диполь со стороны поля будут действовать две силы, одинаковые по модулю, но противоположные по направлению. Эти силы создадут момент силы, который повернёт диполь так, чтобы его ось была направлена по силовым линиям поля (ориентационная поляризация).

Схематично это можно представить так: (обращаю внимание учеников на слайд). При этом внутри диэлектрика создается собственное электрическое поле которое направлено в противоположную сторону к внешнему полю. Как вы считаете. Чему будет способствовать собственное поле: усилению или ослаблению внешнего поля и почему?

Обобщая ответы ребят, ввожу понятие диэлектрической проницаемости.

Диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько раз данный диэлектрик ослабляет внешнее поле.

Диэлектрическая проницаемость вещества — это величина, характеризующая электрические свойства диэлектрика и равная отношению модуля напряжённости электрического поля в вакууме к модулю напряжённости поля в однородном диэлектрике.

Обозначение:ε

Безразмерная величина.

Уравнение связи: ε=Е₀/Е

Диэлектрическая проницаемость всех диэлектриков больше 1.

Деятельность учащихся.

Особенность: на поляризацию влияет тепловое движение молекул.

3.Поляризация неполярных диэлектриков (Слайд из уроков КиМ).

При внесении такого диэлектрика в электрическое поле молекулы превращаются в электрические диполи (деформационная поляризация), оси которых ориентируются вдоль силовых линии электрического поля .

Поляризация — это смещение связанных положительных и отрицательных зарядов в противоположные стороны. Схематично это можно представить так:(обращаю внимание учеников на слайд)

При этом внутри диэлектрика также создается собственное электрическое поле которое направлено в противоположную сторону к внешнему полю. Как вы считаете, чему будет способствовать собственное поле: усилению или ослаблению внешнего поля и почему?

Обобщая ответы учеников. Отмечаю, что данные диэлектрики способствуют также ослаблению внешнего поля.

Особенность: на поляризацию не влияет тепловое движение молекул.

Диэлектрическую проницаемость при решении задач находите в таблицах.

Релаксация (Ребята разгадывают ребусы)

Деятельность учащихся (работа в парах).

Ребята получают карточки с заданиями и выполняют парами сидя за одной партой. Время выполнения 7минут. По истечении времени собираю карточки с заданиями и совместно с учащимися обсуждаю правильные ответы.

При безошибочном выполнении получают отметку «5».Если ребята допустили одну ошибку, получают отметку «4», если две ошибки – то отметку «3». На уроке выясняю уровень выполнения заданий и ребята сами себя оценивают.

1. Найти диэлектрическую проницаемость вещества в конкретной ситуации.

Указать вещества, диэлектрическую проницаемость которого вы нашли, если напряжённость в вакууме равна Е₀= 6,6* Н/ Кл.(Работа с таблицами).

Напряжённость поля в веществе, ЕН/Кл

Значение диэлектрической проницаемости	Вещество
3,3 2,2 1,1

Механизм поляризации полярных и неполярных диэлектриков.

Особенности

Неполярные диэлектрики	Полярные диэлектрики
Центры распределения положительных и отрицательных зарядов в молекулах…
Молекула диэлектрика представляет с собой…
При внесении диэлектрика в электрическое поле…
Механизм поляризации:
В результате поляризации:

Итоги урока.

4. Домашнее задание. Отработать лекцию.

Правильные ответы к заданиям.

1. Найти диэлектрическую проницаемость вещества в конкретной ситуации.

Указать вещества, диэлектрическую проницаемость которого вы нашли, если напряжённость в вакууме равна Е₀= 6,6* Н/ Кл.

Напряжённость поля в веществе, ЕН/Кл

Значение диэлектрической проницаемости	Вещество
3,3 2,2 1,1	2 3 6	Парафин Масло Слюда

Механизм поляризации полярных и неполярных диэлектриков.

Особенности

Неполярные диэлектрики	Полярные диэлектрики
Центры распределения положительных и отрицательных зарядов в молекулах…
Молекула диэлектрика представляет с собой…
При внесении диэлектрика в электрическое поле…
Механизм поляризации:
В результате поляризации:

Используемая литература

1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. «Физика» 10класс.М.:Просвещение, 2011г.

2.А.П.Рымкевич. .Физика. Задачник. М.: Дрофа, 2008г.

3. А.Г.Габриелян. Химия.8класс.М.: Просвещение, 2009г.