Разработка билингвального урока по физике в 8 классе на тему "Electric field. Электрическое поле"

Lesson:

School:

Date:

Teacher:

Grade: 8

Students present

Students absent

Lesson Theme

Electric field

Learning objectives

Цели обучения

Students will: 1) explain physical meaning of “electric field” and determine its dynamics characteristics; 2) calculate force applied on charge by electric field; 3) show electric field by using electric field lines.

1) объяснить физическое значение "электрического поля" и определить его динамические характеристики; 2) вычислить силу, приложенную к заряду электрическим полем; 3) показать электрическое поле с помощью линий электрического поля.

Lesson objectives

Цели урока

To understand what an electric field is, how it is formed, how it interacts with charges.

Понять, что такое электрическое поле, как оно образуется, как взаимодействует с зарядами.

Success criteria

Критерий успеха

Language objective

Языковая цель

Students will describe orally and writing using the terms below

Test charge, Electric field, electric field lines, Electric field strength, Superposition, Resultant field

Cross-curricular

Межпредметные связи

English

Previous Learning

Предыдущее обучение

Force of gravity, Gravitation, Electric charge, Charges interaction

Lesson outline

Lesson stage

Activity

Resources

Beginning

Teacher greet and register students

Repeating the terms of the last lesson

Повторение терминов прошлого урока

Warm-up

Discuss the following question. Обсудите следующий вопрос.

What can you do to make a droplet fly?

Что ты можешь сделать, чтобы заставить капельку летать?

presentation

Cards

presentation

Middle

Work with the presentation ". ppt"

ELECTRIC FIELD

When we want to move something, we need to push or pull it. In order to apply a force on an object, we must touch it. For example, Figure 1 a.

Когда мы хотим что-то передвинуть, мы должны толкать или тянуть. Чтобы приложить силу к объекту, мы должны дотронуться до него. Например, рисунок 1 a.

However, the Earth pulls objects with no contact, Figure 1b. Earth has a field that pulls everything. This field is called gravitational field.

Однако Земля притягивает объекты без контакта, рис. 1b. У Земли есть поле, которое притягивает все. Это поле называется гравитационным полем.

Gravitational field produces force – gravitational force.

Гравитационное поле производит силу - гравитационную силу.

Similarly, there is no contact between charges when they push (or pull) each other. Charges produce field around them. This field is called electric field. Electric field produces force that is electric force.

Точно так же отсутствует контакт между зарядами, когда они толкают (или притягивают) друг друга. Заряды производят поле вокруг них. Это поле называется электрическим полем. Электрическое поле производит силу, то есть электрическую силу.

Electric field is sometimes abbreviated as E-field.

Электрическое поле иногда сокращенно обозначают как E-field.

We are not able to see gravitational field and electric field. However, we can feel (and measure) force they produce. Also, we can draw field. We can use lines to show electric field. These lines start at positive charges and end at negative charges, Figure 2.

Мы не можем видеть гравитационное поле и электрическое поле. Однако, мы можем чувствовать (и измерять) силу, которую они производят. Кроме того, мы можем рисовать поле. Мы можем использовать линии, чтобы показать электрическое поле. Эти линии начинаются при положительном заряде и заканчиваются отрицательным зарядом, Рисунок 2.

An electric field surrounds any electrically charged object. If we put second charge, it will experience a force of electric field produced by the first charge. Consider a charged particle +q as shown in Figure 3a.

Электрическое поле окружает любой электрически заряженный объект. Если мы поставим второй заряд, то он испытает силу электрического поля, создаваемую первым зарядом. Рассмотрим заряженную частицу +q, как показано на рисунке 3a.

Этот заряд формирует электростатическую силу, действующую на маленький положительный пробный заряд (test charge), +q₀ , когда тот помещен в электрическое поле создаваемое первым зарядом. Примем, что пробный заряд положителен и настолько мал, что не влияет на конфигурацию электрического поля +q.

Тогда напряженность электрического поля (Electric field strength) определяется как отношение электростатической силы, действующей на пренебрежимо малый пробный заряд в этой точке к величине самого пробного заряда.

The electric field strength is defined as the ratio of the electrostatic force acting on a negligible small test charge at this point to the value of the test charge itself.

Формулу можно записать, как:

The SI unit of electric field strength is the Newton/Coulomb (N/C)(Н/Кл).

If you put positively charged small object in the field, the field line will show the direction of resultant force. If charge is negative, the direction is opposite.

Если вы положили в поле положительно заряженный маленький объект, то линия поля будет показывать направление результирующей силы. Если заряд отрицательный, направление противоположное.

The resultant force acting on charge q placed in electric field can be found using formula:

Результирующая сила, действующая на заряд q, помещенный в электрическое поле, может быть найдена по формуле:

This formula is analogical to F= m(mass) × g (gravity) . This is because g means the force acting on each kg of mass, and E means the force acting on each C of charge.

Эта формула аналогична F = m (масса) × g (сила тяжести). Это потому, что g означает силу, действующую на каждый кг массы, а E означает силу, действующую на каждый Кл заряда.

FACT

Millikan’s experiment. Опыт Милликена — опыт по измерению элементарного электрического заряда, проведённый Робертом Милликеном и Харви Флетчером в 1909 году.

In this experiment oil drops are charged in covered chamber.

В этом эксперименте капли масла заряжаются в закрытой камере.

Then, oil drops fall into uniform electric field where it could be suspended (gravity balanced with electric force). This experiment helped to find the charge of electron.

Затем капли масла попадают в равномерное электрическое поле, где их можно подвесить (гравитация уравновешивается электрической силой). Этот эксперимент помог найти заряд электрона.

Activity 1. Работа в парах

EXAMPLE ПРИМЕР

The magnitude of electric field of charge q at point P is 9 × 10⁵ N/C. What force does a charge of q₁ = +1 μC experience if it is placed at point P?

Величина напряженности электрического поля заряда q в точке P равна 9 × 10⁵ Н/Кл. Какую силу заряд q₁ = +1 мкКл испытывает, если его поместить в точку P?

Solution:

Activity 2.

Работа в парах

1. Why you are not able to push or pull objects on a distance (without touching them )? Why can charges and magnets pull or push on a distance?

Почему вы не можете толкать или тянуть предметы на расстоянии (не прикасаясь к ним)? Почему заряды и магниты могут тянуть или толкать предметы на расстоянии?

2. Can you fly? No, you cannot, but electricity can help you overcome gravity.

Можете ли вы летать? Нет, вы не можете, но электричество может помочь вам преодолеть гравитацию.

What should your charge be so you can overcome the gravity? Electric field of the Earth is about 130 N/C.

Каким должен быть ваш заряд, чтобы вы смогли преодолеть гравитацию? Электрическое поле Земли составляет около 130 Н/Кл.

QUESTION

“Ion wind” - an effect at which you can influence at object at distance by electricity. It can even put off a fire of candle. Try to explain this.

"Ионный ветер" - эффект, при котором можно воздействовать на объект на расстоянии электричеством. Он даже может потушить огонь свечи. Попробуйте объяснить это.

Electric field strength is a vector quantity.

Напряженность электрического поля – векторная величина.

Она имеет такое же направление, как и кулоновская сила, действующая на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку. Как и все векторные величины, напряженность электрического поля обозначается стрелкой.

The electric field strength produced by a point charge q at a distance r from it can be found by the formula:

Напряженность электрического поля, производимого точечным зарядом q на расстоянии r от него может быть найдена по формуле:

PRINCIPLE OF SUPERPOSITION. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ

This principle allows us to find the resultant vectors of electric field strength. If at some point there are several electric field intensities from different charges, then the resulting electric field strength will be equal to the vector sum of all electric field intensities.

Этот принцип позволяет найти равнодействующую векторов напряженности электрического поля. Если в некоторой точке присутствуют несколько напряженностей от разных зарядов, то результирующая напряженность будет равна векторной сумме всех напряженностей

UNIFORM ELECTRIC FIELD. ОДНОРОДНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

An uniform electric field can be produced between two oppositely charged parallel metallic plates. If the plates are large enough compared to the distance between them, we can assume that the field strength is constant throughout the space between the plates. The lines of force in such a field are parallel, figure 3.

Однородное электрическое поле можно получить между двух разноименно заряженных параллельных пластин. Если размеры пластин довольно большие по сравнению с расстоянием между пластинами, то можно принять, что напряженность поля постоянна во всем пространстве между пластинами. Силовые линии в таком поле параллельны, Figure 4.

Figure 4

The force acting on the charge will also be constant at any point in the space between the plates.

Сила, действующая на заряд, будет также постоянной в любой точке в пространстве между пластинами.

EXAMPLE

The resultant electric field at point P due to the fixed charges q₁ and q₂ is zero.

What is the ratio q₁/q₂ ?

Результирующее электрическое поле в точке P из-за неподвижных зарядов q₁ и q₂ равно нулю. Каково соотношение q₁ / q₂?

Solution: Решение:

Since the net electric field at point P is zero, the electric field produced by q₁ and q₂ are equal in magnitude but opposite in direction.

So, the signs of both charges must be the same. Let us say they are both positive. The magnitude of the electric field produced by q₁ at point P is

Поскольку суммарное электрическое поле в точке P равно нулю, электрическое поле, создаваемое q₁ и q₂, равно по величине, но противоположно по направлению.

Итак, признаки обоих зарядов должны быть одинаковыми. Допустим, они оба положительные. Величина электрического поля, создаваемого q₁ в точке P, равна

FACT

Electromagnetic gun destroys any technical device with electric field without damage to people.

Электромагнитная пушка уничтожает любые технические устройства с электрическим полем без ущерба для людей.

LITERACY

1. Determine the electric field at point P a distance 20 cm from the negatively charged particle q = –4 μC. What force does a charge of q₁ = +1 μC experience if it is placed at point P?

Определить электрическое поле в точке P на расстоянии 20 см от отрицательно заряженной частицы q = –4 мкС. Какую силу испытывает заряд q₁= +1 мкК, если он находится в точке P?

1. 2. Strong electric field affect all objects around, and even could make damage. How? Сильное электрическое поле воздействует на все окружающие предметы и даже может нанести ущерб. Как?

1. 3. Determine the electric force acting on a point charge of q =2 μC, that is placed in a uniform electric field of E = 10⁵ N/C.

2. Определить электрическую силу, действующую на точечный заряд q = 2 мкКл, который находится в однородном электрическом поле E = 10⁵ Н/ Кл.

1. 4. If the electric field at point P is zero, what is the ratio of distances r₁ and r₂?

Если электрическое поле в точке P равно нулю, каково соотношение расстояний r₁ и r₂?

Activity 3. Работа в группах

FILL IN THE BLANKS WITH APPROPRIATE WORDS

FILL IN THE BLANKS WITH APPROPRIATE WORDS

1. Atom consists of 3 main particles: protons, neutrons, and ……………..

2. Positively charged object has more ……….. than ………...

3. Unlike (not same) ……….. attract each other.

4. ……………. charged object has more electrons than protons.

5. Like (same) ………. repel each other.

6. Law of conservation of charge states that charge can be transferred, but total charge is always ………... .

7. We can calculate …….. between charges using the Coulomb’s law.

8. The smallest charge in nature is called ………. charge and it is charge of one……….. . Proton has the same charge, but it is ………. .

9. Charges produce field around them. It is called ……… …….. .

10. ……… …….. produces force - electric force.

11. Most atoms are electrically ………………………. .

12. Like charges …………… each other. But unlike charges …………. each other.

13. An ………………………. can detect whether an object has charge.

Keywords:

constant, attract, electroscope, charges, negatively, electrons, force, electron, positive, elementary, electric field, neutral, repel, protons, еlectrons

presentation

presentation

presentation

presentation

Cards

presentation

presentation

presentation

Cards

presentation

Cards

End

Homework. 1) Repeat physical terms in English;

2) RESEARCH TIME

IT-LINK

1. Go to https://phet.colorado.edu/. Search “Charges and fields”, “Electric field hockey”.

What can you say about these simulations?

Что вы можете сказать об этих симуляциях?

Did you enjoy the activity today?

Do you have any problems or questions or feedback for teacher?

Well done!