Заряженные тела и их взаимодействие · урок 2 из 7

Закон Кулона. Электрическое поле

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика» (базовый уровень), Москва – 2025 · строка R03 · PHY8-030

Паспорт: R03 «2.1 Электрические заряды. Заряженные тела и их взаимодействие» (7 ч), урок 2/7, тип Н (новый материал). Единицы R03.4 «Закон Кулона (зависимость силы взаимодействия заряженных тел от величины зарядов и расстояния между телами)» и R03.5 «Электрическое поле».
Хронометраж: цели и актуализация 5 мин (сл. 2–3) · проблема и новый материал 15 мин (сл. 4–7 — закон Кулона, сл. 9–11 — поле и силовые линии) · закрепление 20 мин (сл. 8 — образец и «во сколько раз», сл. 12 — напряжённость, сл. 13 — опыт, сл. 14 — ошибки, сл. 15 — задачи, сл. 16 — ОГЭ) · рефлексия 3 мин и ДЗ 2 мин (сл. 17).
Оборудование: штатив, гильза из фольги на шёлковой нити, шар (кондуктор) на изолирующей подставке, эбонитовая или стеклянная палочка, мех/шёлк; электрофорная машина и два султанчика (сл. 13). Если машины нет — сл. 13 разобрать по рисунку.
Можно пропустить при нехватке времени: сл. 12 (напряжённость — только формула и единица), задания 5–6 на сл. 15 — в ДЗ.

R03.4 · R03.5

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Формулировать закон Кулона

словами и формулой (REQ-1.5)

Определять, как изменится сила

при изменении зарядов и расстояния (REQ-1.4, REQ-1.6)

Описывать электрическое поле

силовые линии и напряжённость (REQ-1.4)

Наблюдать и объяснять опыты

гильза на нити, султанчики (REQ-1.2, REQ-1.9)

REQ-1.4: «описывать изученные свойства тел и физические явления, используя физические величины… обозначения и единицы физических величин, находить формулы, связывающие данную физическую величину с другими величинами…». REQ-1.5: «характеризовать свойства тел, физические явления и процессы, используя изученные законы, при этом давать словесную формулировку закона и записывать его математическое выражение». REQ-1.6: «объяснять физические процессы… строить объяснение из 1–2 логических шагов». REQ-1.2: «различать явления… на основе опытов». REQ-1.9: «проводить опыты по наблюдению физических явлений… описывать ход опыта и формулировать выводы».
Элементы кодификатора: EL-7.2 «Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона…», EL-7.3 «Электрическое поле. Напряженность электрического поля…».

повторение: R03.1–R03.3

Вспомним

Как взаимодействуют заряженные тела?

Как наэлектризовать тело?

трением, соприкосновением

Сколько родов зарядов?

два: «+» и «−»

Расчёска притягивает бумажки только вблизи. Почему?

R03.4

Проблема · опыт

От чего зависит сила взаимодействия?

Демонстрация. Гильзу из фольги на шёлковой нити и шар на изолирующей подставке заряжают одноимённо (касание наэлектризованной палочкой). Чем больше сила отталкивания, тем больше угол отклонения нити α.
Опыт 1 → 2: приближаем шар — угол растёт: сила больше на меньшем расстоянии. Опыт 1 → 3: шар заряжаем сильнее (ещё раз касаемся палочкой) — угол растёт: сила больше при большем заряде.
Вопрос классу: как сделать опыт «честным»? (Менять что-то одно: либо расстояние, либо заряд.)

R03.4

Исследование · расстояние

Расстояние больше в 2 раза — сила меньше в 4 раза

$r$ , см	1	2	3	6
$F$ , мН	36	9	4	1
меньше в	—	4 раза	9 раз	36 раз

F \sim \frac{1}{r ^{2}}

R03.4

Исследование · заряды

Заряд больше в 2 раза — сила больше в 2 раза

Расстояние

r

не меняем.

F \sim ∣ q_{1} ∣ \cdot ∣ q_{2} ∣

Оба заряда ×2 → сила ×4

Длина стрелки — модуль силы. Расстояние между центрами шариков одинаковое во всех трёх случаях (размер кружка только показывает «заряд больше»).
Вопрос: заряд одного шарика увеличили в 3 раза, другого — в 2 раза. Во сколько раз увеличилась сила? (3 · 2 = 6.)
Силы, действующие на оба шарика, равны по модулю и противоположны по направлению (третий закон Ньютона из 7 класса) — даже если заряды разные: 2q и q отталкиваются с одинаковой силой 2F.

R03.4

Запомнить

Закон Кулона

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

F = k \frac{∣ q _{1} ∣ \cdot ∣ q _{2} ∣}{r ^{2}}

F

сила, Н

q_{1}, q_{2}

заряды, Кл

r

расстояние, м

k = 9 \cdot 1 0^{9} \frac{Н \cdot м ^{2}}{Кл ^{2}}

коэффициент

R03.4

Закрепление · образцы

Считаем силу и сравниваем

Два заряда по 1 мкКл, r = 0,3 м

$q = 1 мкКл = 1 0^{- 6} Кл$

$F = \frac{9 \cdot 1 0 ^{9} \cdot 1 0 ^{- 6} \cdot 1 0 ^{- 6}}{0 , 3 ^{2}}$

$F = \frac{9 \cdot 1 0 ^{- 3}}{0 , 09} = 0, 1 Н$

что изменили	сила
$r$ в 3 раза больше	в 9 раз меньше
$r$ в 2 раза меньше	в 4 раза больше
$q_{1}$ в 5 раз больше	в 5 раз больше
$q_{1}$ и $q_{2}$ в 2 раза, $r$ в 2 раза больше	не изменится

R03.5

Новое понятие

Как заряды действуют на расстоянии?

Электрическое поле — особый вид материи вокруг заряженных тел

Поле действует с силой на любой заряд в нём

Дальше от заряда — поле слабее

Вопрос: шарики не касаются — через что передаётся действие? Опыт: заряженная гильза под колоколом воздушного насоса отклоняется и без воздуха — значит, не через воздух. Ответ: через электрическое поле.
Поле нельзя увидеть или потрогать, но оно реально: его обнаруживают по действию на заряды. Пробный заряд — маленький положительный, чтобы своим полем не исказить изучаемое.
Стрелки F₁, F₂, F₃ направлены от Q (одноимённые заряды отталкиваются) и короче вдали — это закон Кулона.

R03.5

Модель поля

Силовые линии: от «+» и к «−»

R03.5

Модель поля

Поле двух заряженных тел

R03.5

Характеристика поля

Напряжённость электрического поля

E = \frac{F}{q}

E

напряжённость, Н/Кл

F

сила, Н

q

пробный заряд, Кл

$F = 0, 02 Н, q = 4 \cdot 1 0^{- 6} Кл$

$E = \frac{0 , 02}{4 \cdot 1 0 ^{- 6}} = 5000 Н / Кл$

R03.5 · опыт

Опыт · моделирование силовых линий

Султанчики показывают силовые линии

1

Султанчики соединить с кондукторами машины

2

Вращая ручку, зарядить их разноимённо

3

Зарисовать полоски, затем — для одноимённых

4

Вывод: полоски выстраиваются вдоль силовых линий

Не касаться кондукторов! После опыта — разрядить.

Вид деятельности ФРП: «Наблюдение опытов по моделированию силовых линий электрического поля». Оборудование: электрофорная машина, два султанчика на изолирующих подставках, соединительные провода.
Полоски одного султанчика заряжены одноимённо и отталкиваются друг от друга — расходятся «ёжиком», а под действием поля второго султанчика выстраиваются вдоль силовых линий (как на сл. 11).
Если машины нет: манная крупа в касторовом масле в чашке Петри с двумя электродами (от высоковольтного источника) — крупинки выстраиваются вдоль линий. Техника безопасности: высокое напряжение, работает только учитель; после опыта кондукторы соединить разрядником.

R03.4 · R03.5

Осторожно

Типичные ошибки

Где ошибаются	Неверно	Верно
расстояние в 2 раза больше	сила в 2 раза меньше	в 4 раза меньше
перевод микрокулонов	$3 мкКл = 3 \cdot 1 0^{- 3} Кл$	$3 \cdot 1 0^{- 6} Кл$
силовые линии	выходят из «−»	выходят из «+», входят в «−»
пробный заряд больше	напряжённость больше	больше сила, E та же

R03.4 · R03.5

Закрепление

Решите

1базаРасстояние между зарядами увеличили в 3 раза. Как изменилась сила взаимодействия?

2базаЗаряд одного шарика увеличили в 4 раза, расстояние не меняли. Как изменилась сила?

3базаНарисуйте силовые линии отрицательного заряда. Куда поле толкает пробный «+»?

4повыш.Оба заряда увеличили в 3 раза. Как изменить расстояние, чтобы сила не изменилась?

5повыш.Найдите силу взаимодействия двух зарядов по

2

мкКл на расстоянии

0, 3

м

6практикаПочему пылинки притягиваются к экрану телевизора, а со стола «не прыгают»?

Ответы: 1) уменьшилась в 9 раз. 2) увеличилась в 4 раза. 3) линии направлены к заряду; пробный «+» поле тянет к заряду (притяжение).
4) числитель вырос в 3 · 3 = 9 раз, значит r² надо увеличить в 9 раз — расстояние увеличить в 3 раза. 5) F = 9 · 10⁹ · 2 · 10⁻⁶ · 2 · 10⁻⁶ : 0,09 = 36 · 10⁻³ : 0,09 = 0,4 Н.
6) Экран заряжен, его поле действует на пылинки вблизи (сила велика на малом расстоянии); со стола до экрана далеко — сила мала (∝ 1/r²), её не хватает, чтобы поднять пылинку. Задания 1–3 — все; 4–6 — по готовности.

R03.4 · R03.5 · ОГЭ

В формате ОГЭ

ОГЭ, линия 1: величины и единицы

1Установите соответствие между физическими величинами и их единицами в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите позицию второго.

Физическая величина

А) электрический заряд

Б) сила взаимодействия зарядов

В) напряжённость электрического поля

Единица

1) вольт (В)

2) кулон (Кл)

3) ньютон (Н)

4) ньютон на кулон (Н/Кл)

5) джоуль (Дж)

Ответ:

А	Б	В

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Сформулируйте закон Кулона.
Что такое электрическое поле? Как его обнаружить?
Откуда и куда идут силовые линии?

Домашнее задание

Как изменится сила, если один заряд увеличить в 2 раза, а расстояние уменьшить в 2 раза?
Нарисуйте силовые линии двух разноимённых зарядов
Тренажёр:
reknow.ru/8/physics/8_physics_elektrizaciya.htm

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-030 · Закон Кулона; электрическое поле

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R03 «2.1 Электрические заряды. Заряженные тела и их взаимодействие», 7 ч · урок 2/7 · тип Н (новый материал)
Единицы → слайды	R03.4 «Закон Кулона (зависимость силы взаимодействия заряженных тел от величины зарядов и расстояния между телами)» → 2, 4–8, 14–17 · R03.5 «Электрическое поле» → 2, 9–17 · повторение R03.1–R03.3 → 3
Результаты	REQ-1.2 (различать явления на основе опытов) → 4, 13 · REQ-1.4 (величины, обозначения, единицы, формулы, графики зависимостей) → 5, 7, 12, 16 · REQ-1.5 (словесная формулировка и математическое выражение закона) → 7, 8, 17 · REQ-1.6 (объяснение в 1–2 шага) → 5, 6, 9, 15 · REQ-1.9 (опыт: ход и выводы) → 4, 13
Элементы	EL-7.2 (взаимодействие заряженных тел, закон Кулона) → 3–8 · EL-7.3 (электрическое поле, напряжённость) → 9–13
Виды деятельности	«Наблюдение опытов по моделированию силовых линий электрического поля» → 13 · «Наблюдение и объяснение взаимодействия одноименно и разноименно заряженных тел» → 3, 4 · «Напряженность электрического поля» → 12
ОГЭ	линия 1 (величины и единицы) → 16 · линия 19 (качественная задача) → 15 (задание 6)
Вне урока	принцип суперпозиции полей, носители зарядов — PHY8-031; элементарный заряд, строение атома — PHY8-032; проводники и диэлектрики в поле — R03.10; закон сохранения заряда — R03.11
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending