Урок по физике в 10-м классе по теме "Конденсаторы"

Разделы: Физика

Цели урока:

  1. Дидактические:
  • познакомить с устройством плоского конденсата и его видами;
  • вывести формулы емкости плоского конденсатора, батареи последовательно и параллельно соединенных конденсаторов, энергии заряженного конденсатора и сформировать умения применять формулы в решении задач.
  1. Развивающие: развивать интерес к предмету, расширять кругозор учащихся, используя исторический материал, развивать обобщенные знания и целостное представление о физических явлениях.
  2. Воспитательные: на примере разрядки конденсатора через лампочку накаливания показать, что электрическое поле обладает энергией, а поэтому оно материально.

Ход урока

1. Организационный момент. Объявление цели урока.

2. Фронтальная проверка знаний формул электростатики – тестировании с выбором ответа.(Приложение 1). Взаимная проверка и оценка работы.

3. Фронтальный опрос.

  1. Что такое электроемкость? Назовите формулу. (Формула С=q/U).
  2. Почему нельзя накопить большой заряд на двух проводниках, бесконечно увеличивая напряжение между ними?
  3. Зависит ли электроемкость от q и U?
  4. От чего зависит емкость проводников?
  5. Назовите формулу емкости шара?  .
  6. Какова единица электроемкости в СИ?
  7. Почему используют мкФ, пФ, нФ? (1Ф = 1 Кл/В – очень большая емкость). Ученик у доски определяет радиус шара, емкость которого равна 1 Ф и сравнивает его с радиусом солнца.

Работа по новому материалу:

Работа проводится индивидуально и в группах.

1. Что такое конденсатор? (показать).

2. Каково его устройство?

3. Что понимают под зарядом конденсатора?

4. Почему его емкость не зависит от окружающих тел?

5. Способы зарядки конденсатора.

Эксперимент:

  • Зарядка демонстрационного конденсатора от электрофорной машины;
  • Зарядка демонстрационного конденсатора с помощью наэлектризованной палочки.

6. Устройство первого конденсатора. Почему он так называется?

(Сообщение учащегося).

7. Выведем формулу емкости плоского конденсатора.

  • - диэлектрическая проницаемость;
  • S – площадь пластин;
  • d – расстояние между пластинами.

8. Эксперимент: Рассчитаем емкость демонстрационного конденсатора, измерив радиус пластины (R = 13 см), используя в качестве диэлектрика стеклянную пластину.

9. C помощью эксперимента показываем зависимость емкости от площади пластин конденсатора, расстояния между ними и рода диэлектрика.

  • S уменьшается → увеличивается U, значит С уменьшается;
  • d уменьшается → уменьшается U, значит С увеличивается;
  • ввод → уменьшается U, значит С увеличивается.

10. Выясним, для чего конденсаторы соединяют в батареи?

а)

Учащийся у доски делает вывод общей емкости при  последовательном соединении конденсаторов.

q = const = q1 = q2; C = q/U;

UO = U1 + U2;

Рассчитаем С0, если С1 = 2 мкФ; С2 =4мкФ при последовательном соединении.

б) учащийся у доски делает вывод общей емкости при параллельном соединении конденсаторов.

  • q0 = q1 + q2;
  • U0 = U1 = U2 =const;
  • C0U = C1U1+C2U2=> .

Рассчитаем С0, если С1 = 2 мкФ; С2 =4мкФ при параллельном соединении Со= 2+4 =6 (мкФ).

11. Эксперимент: Зарядим конденсатор и подсоединим к нему лампочку. Наблюдаем вспышку, конденсатор, мгновенно заряженный и разряженный, не может быть источником постоянного тока. Но он обладает энергией.

12. Получим формулу для расчета энергии электрического поля конденсатора.

13. Плотность энергии электрического поля.

14. Учащийся рассказывает о видах конденсаторов, их практическом применении и правилах ТБ при работе с конденсаторами.

15. а) в тетрадях для контрольных и лабораторных работ проводим практическую работу с расчетом энергии и мощности конденсатора, взяв дополнительные данные с паспорта к выданному конденсатор за t = 10-6 c.

б) Решить самостоятельно. (Рымкевич А.П. Сборник задач по физике).

1 вариант 2 вариант
748 749
756 755

Тетради сдаются для проверки учителю.

16. Итог урока: Рефлексия.

Закончить предложение:

  • Сегодня на уроке я узнал…
  • Сегодня на уроке я повторил…

Контрольные вопросы:

  1. Что такое конденсатор?
  2. Формула емкости плоского конденсатора.
  3. Формула емкости при последовательном и параллельном соединении конденсаторов в батарею.
  4. Формула энергии и плотности энергии электрического поля заряженного конденсатора.
  5. Виды конденсаторов, где применяются.

17. Анализ работы учащихся. Оценки за урок.

18. Домашнее задание: Д/з § 50, 51. Упр. 9 (4,6).

Литература:

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н, Физика. Уч. для 10 кл. общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2006.
  2. Громов С.В. Физика. Механика. Теория относительности. Электродинамика. Уч. для 10 кл. общеобраз. учреждений. / Под ред. Н.В. Шароновой. Изд.3-е. – М.: Просвещение, 2002.
  3. Физика. Уч. пособие для 10 кл. школ и классов с угл. изучением физики./ Под ред. А.А. Пинского. М.: Просвещение, 1993.
  4. Элементарный учебник физики: уч. пособие в 3-х т./ Под ред. Г.С. Ландсберга. М.: Наука, 1986.
  5. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. для 9-11 кл ср школы. 14-е изд. М.: Просвещение, 1992.
  6. Чубенко Л.В. Электроемкость. Конденсаторы. //Физика. 1-7 января 2003г. № 1. – С.17-19. (Еженедельная газета издательского дома «Первое сентября»).

Виды конденсаторов.(Рисунок 1)

Опыт Мушенбрука. (Рисунок 2)