Разработка урока физики "Виды соединений электрической цепи"

* - можно использовать и меньшее количество приборов (по наличию).

Ход урока

1. Организационная часть (2 мин):

Учащимся раздаются таблицы для заполнения в течение урока.

2. Повторение пройденного (10 мин):

1. Двое учащихся выходят к доске и переводят внесистемные единицы в систему СИ: 1) 1мА, 100кВ, 10МА, 50 мОм, 25 мкА; 2) 360 кВ, 30 мкОм, 100 мВ, 1000 мОм, 200 кА;

2. Двое учащихся собирают цепь по предложенной схеме:

3. Двое учащихся рисуют простейшую схему цепи по данным приборам:

1) источник тока, лампочка, реостат, ключ, амперметр, вольтметр (присоединен к лампочке).

2) источник тока, сопротивление, ключ, амперметр, вольтметр (присоединен к источнику тока).

Проверку выполненных заданий проводят учащиеся (взаимоконтроль).

Пока выполняются индивидуальные задания, класс разгадывает “кроссворд - наоборот”.

4. Повторяем закон Ома для участка цепи.

3. Изучение нового материала (18 мин)

Итак, на прошлых занятиях мы с вами познакомились с такими электрическими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление; познакомились с приборами для измерения силы тока и напряжения; экспериментально установили закон Ома для участка цепи, а также научились собирать простейшую электрическую цепь.

Простейшая электрическая цепь у нас состояла из источника тока, ключа и лампочки. В этой цепи мы использовали лишь один потребитель электрической энергии – электрическую лампочку. Но на практике такие электрические цепи встречаются редко. В основном электрические цепи состоят из большого числа потребителей электрической энергии, причём по–разному соединённых между собой.

Мы с вами уже встречались с разными способами соединения проводников в электрической цепи, но сегодня на уроке мы изучим эти соединения более подробно.

Объявляю тему занятия, учащиеся записывают тему занятия в тетрадь.

После этого обращаю внимание учащихся на доску, на которой изображены две электрические схемы и на стол, на котором эти схемы собраны. Включаю цепь и обращаю внимание на разный накал эл. ламп.

Схема 1

Схема 2

Вместе с учащимися выделяем сходства и различия данных электрических цепей. При этом особое внимание заостряю на том, что проводники, включенные в указанные схемы, соединены по–разному. Здесь же с учащимися выясняем, каким образом соединяются проводники в указанных электрических схемах, после чего сообщаю, как называются данные способы соединения проводников в электрической цепи.

В результате беседы приходим к следующим выводам:

Вывод 1: в схеме 1 две лампочки соединены в цепь друг за другом. Такое соединение проводников в электрической цепи называется последовательным.

Вывод 2: в схеме 2 одним концом лампочки соединены в точке А, другим в точке Б. Такое соединение проводников в электрической цепи называется параллельным.

Далее предлагаю учащимся сегодня на уроке экспериментально изучить последовательное и параллельное соединения проводников в электрической цепи.

Задачи:

Для каждого участка цепи, выбранного способа соединения проводников (схема 1 и схема 2), экспериментально определить значения силы тока и напряжения.

Определить общее сопротивление цепи при последовательном соединении проводников

На основании полученных в ходе исследования результатов сделать соответствующие выводы.

Порядок выполнения работы

1. Выбираем способ соединения проводников в электрической цепи, к изучению которого собираемся приступить.
2. Решаем, каким образом можно определить, например, силу тока на различных участках цепи. Рисуем соответствующую схему электрической цепи.
3. Определяем, какие приборы нам нужны, и в каком количестве.
4. На видеосюжете считываем показания приборов. Показания приборов записываем в тетрадь. Делаем соответствующие выводы.
5. Аналогичным способом определяем другие электрические величины для исследуемого способа соединения проводников в электрической цепи.

Примерный ход выполнения работы учащимися

Последовательное соединение проводников

схема 3

Для того чтобы экспериментально определить значение силы тока на различных участках цепи при последовательном соединении проводников, учащиеся собирают электрическую цепь по предложенной ими электрической схеме (например, по схеме 3). И на основании полученных результатов делают вывод о том, что при последовательном соединении сила тока на любых участках цепи одинакова.

схема 4

Аналогичным образом учащиеся определяют напряжение на различных участках цепи (схема 4) и на основании полученных результатов делают вывод о том, что при последовательном соединении проводников полное напряжение в цепи равно сумме напряжений на отдельных её участках.

Далее, определив силу тока в цепи и полное напряжение, по закону Ома определяют общее сопротивление цепи. А, так как, сопротивление каждого резистора известно (оно указано на корпусе резистора), то на основании полученного данного учащиеся делают вывод о том, что при последовательном соединении проводников общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных её проводников.

Аналогичным образом проводится исследование параллельного соединения проводников в электрической цепи.

Примечание: При проведении экспериментального исследования параллельного соединения проводников в электрической цепи, не ставлю на занятии перед учащимися задачу определения общего сопротивления цепи. С этим заданием предлагаю учащимся поработать дома.

Записав на доске и в тетради все полученные выражения, вместе с учащимися проводим следующие аналогии между электрическим током и током воды в водопроводе и реке:

Аналогия 1 — сколько воды втекает в водопроводную трубу, столько и вытекает из неё, вода нигде не накапливается. Аналогично, при последовательном соединении проводников сила тока во всех участках цепи одинакова.

Аналогия 2 — поток воды в реке, встречая на своём пути препятствие, распределяется по двум направлениям, которые затем сходятся вместе. Аналогично сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединённых проводниках.

5. Дополнительный материал (2 мин):

Смешанное соединение: схема.

Последовательное соединение выключателей

Если несколько выключателей подключены последовательно, то для замыкания цепи необходимо, чтобы они все были включены (контакты замкнуты). Эта схема показывает простейшую цепь с двумя выключателями, подключенными последовательно для управления одной лампой. И выключатель S1 и выключатель S2 должны быть включены для того, чтобы загорелась лампа.

Параллельное соединение выключателей

Если несколько выключателей подключены параллельно, то достаточно включить только одну из них (замкнуть ее контакты), чтобы замкнуть цепь. Эта схема показывает простейшую схему с двумя выключателями, подключенными параллельно для управления лампой. Или выключатель S1 или выключатель S2 (или оба выключателя) должны быть включены, чтобы лампа загорелась.

Все полученные в ходе выполнения работы результаты оформляем в тетради в следующем виде:

4. Закрепление (5 мин): Упр 22 (2, 3), стр 113.

Пример последовательного соединения: гирлянда.

Пример параллельного соединения: лампы в кабинете.

Преимущества и недостатки соединений: Параллельное – при перегорании одной лампы, остальные горят. Но при включении лампы с меньшим возможным напряжением она перегорит. Последовательное – лампы с меньшим возможным напряжением включают в цепь с большим напряжением, но при перегорании одной лампы все не будут гореть.

6. Домашнее задание (1 мин)

1. § 48, 49. Упр. 22 (1), стр. 113.

2. Дома предлагаю учащимся на основе полученных выражений (2) и (4), а также, используя закон Ома для участка цепи, получить выражение, позволяющее определить общее сопротивление цепи при параллельном соединении проводников в электрической цепи.

3. Придумать все возможные схемы для четырех резисторов.

Резерв:

Через 10 секунд скажите: "Какое изменение нужно произвести в порядке расположения записей, чтобы получилась "логическая цепочка"?"

Приложение

Литература

1. Перышкин А.В., Физика: учебник для 8-го класса средней школы.
2. Перышкин А.В. и др. “Преподавание физики в 6-8 классах средней школы”
3. Материалы сети Интернет.