Интегрированный урок (информатика + физика) по теме "Последовательное соединение проводников"

Разделы: Физика, Информатика

Цель урока:
  1. Выяснить, как последовательное соединение проводников влияет на сопротивление цепи, напряжение в цепи.
  2. Показать экспериментально на опыте, что сила тока не меняется на участках цепи при последовательном соединении проводников.

Задачи урока:
  1. Диагностика знаний учащихся по теме: «Закон Ома для участка цепи. Сопротивление».
  2. Экспериментальное подтверждение равенство токов при последовательном соединении.

Формы и методы работы:
  1. фронтальный опрос;
  2. проверка домашних задач у доски;
  3. лекция по новому материалу;
  4. демонстрационный эксперимент последовательного соединения проводников;
  5. решение задач по новому материалу;
  6. анализ урока (по карточкам).

Тип урока: Изучение нового материала.

Ход урока
  1. Организация урока – 2 мин.
  2. Постановка задачи и цели урока – 2 мин.
  3. Мотивационная мыслительная деятельность учащихся (опрос по пройденному материалу) – 6 мин.
  4. Объяснение нового материала – 20 мин.
  5. Решение задач по новому материалу – 10 мин.
  6. Самостоятельная работа учащихся по карточкам – 3 мин.
  7. Подведение итогов – 2 мин.

Этапы урока
  1. Диагностика знаний учащихся по теме: «Закон Ома для участка цепи. Сопротивление».
  2. О связи каких трёх величин идёт речь в законе Ома?
  3. Какова зависимость силы тока в проводнике от сопротивления проводника и напряжения на его концах?
  4. Как формулируется закон Ома для участка цепи и записать его на доске?
  5. Чему равно сопротивление проводника, если известна сила тока и напряжение?
  6. Чему равно напряжение, если известна сила тока и сопротивление проводника?
  7. Как сопротивление проводника зависит от длины проводника и от площади поперечного сечения проводника?
  8. Что называется удельным сопротивлением проводника?
  9. Записать на доске формулу, по которой можно рассчитать сопротивление проводника;
  10. В каких единицах выражается удельное сопротивление проводника?
  11. Из каких веществ на практике изготовляют проводники?

Пока класс отвечает на вопросы учителя, два ученика решают домашние задачи на доске, а слабые ученики по карточкам на листочках решают свои задания. После опроса класса ученики у доски объясняют свои решения задач, а класс сверяет свои решения с доской.

Задача 1. (по Лукашику № 1276.)

По графику зависимости силы тока от напряжения вычислите сопротивление проводника.

Дано:

I = 0,5 A

U = 2 B

Решение:
R = ?  

Ответ: R= 4 Ом.

Задача 2. (по Лукашику № 1323.)

Дано:

R= 34 Oм

S=0,5 мм

 Решение:
l = ?  

Ответ: l = 1000 м = 1 км.

Основная часть урока
  1. Электрические цепи, с которыми приходится иметь дело на практике, обычно состоят не из одного приемника электрического тока, а из нескольких различных, которые могут быть соединены между собой по-разному. Зная сопротивление каждого и способ соединения, можно рассчитать общее сопротивление цепи.
  2. На рисунке 1 изображена цепь последовательного соединения двух электрических ламп, а на рисунке 2 схема того же соединения. Если выключить одну лампу, то цепь разомкнется, и другая лампа погаснет.
  3. Последовательно соединяются, например, аккумуляторы, амперметры и ключи в электрических цепях. Дальше учитель при демонстрационном эксперименте показывает, что сила тока в цепи остается постоянной при таком соединении, а напряжение на концах цепи равно сумме напряжений на его участках, сопротивление же цепи равно сумме сопротивлений его частей.
  4. Итак, из опыта видно, что амперметры показывают одно значение при разных лампочках, вольтметры показывают напряжения на участках цепи, а напряжение на концах цепи равно алгебраической сумме напряжений на ее участках.
  5. Можно записать:
    I1 = I2 = Iобщ; U1 + U2 = Uобщ, тогда I1R1 + I2R2 = IобщRобщ, т. к. все токи равны, то на них можно сократить, и тогда получим: R1 + R2 = Rобщ
  6. Равенство сумм напряжений отдельных участков напряжению на концах цепи вытекает из закона сохранения энергии. Ведь электрическое напряжение на участке цепи измеряется работой электрического тока, совершающейся при прохождении по этому участку цепи электрического заряда в один Кулон. Эта работа совершается за счет энергии электрического поля и эта энергия, израсходованная на всем участке цепи. Равна сумме энергий, которые расходуются на отдельных проводниках. Составляющих участок этой цепи.
  7. Все приведенные закономерности справедливы для любого числа последовательно соединенных проводников.

Решение задач по новому материалу

Разберем теперь типичные задачи на последовательное соединение проводников. Сначала учитель сам решает задачи на доске, а потом вызывает пару учеников к доске. Пока ученики решают задачи, класс решает эти задачи в тетрадях, затем все сверяют свои решения с доской.

Задача 1 (Решается учителем)

Два проводника с сопротивлением 3 Ом и 6 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи равна 3 А. Определить сопротивление цепи, напряжение всего участка цепи и напряжение на каждом проводнике.

Дано:

R1 = 3 Ом

R2=6 Ом

I = 3 А

 Решение:

Ru= R1+ R2; Ru= 3+6 = 9 (Ом)

U1= R1I1; U1 = 9 (В)

U2= R2I2; U2= 18 (В)
Ru, U1,2, Uu - ?  

Ответ: Ru= 9 Ом, U1= 9 В, U2= 18 B, Uu= 27 B.

Задача 2 (решается учеником). Две одинаковые лампочки, рассчитанные на 220 В каждая, соединены последовательно и включены в сеть напряжением 220 В. Под каким напряжением будет находиться каждая лампа?

Дано:

U1= U2= 220 В

Uц= 220 В

 Решение:
U=?  

Ответ: U = 110 B.

Задача 3 (решается учеником). Два проводника соединены последовательно. Сопротивление одного проводника R = 2 Ом, другого R= 3 Ом. Показание амперметра, соединённого с первым проводником, I= 0,5 Ом. Определить силу тока, текущего через второй проводник, общую силу тока в цепи, общее напряжение цепи.

Дано:

R1= 2 Ом

R2= 3 Ом

I1= 0,5 А

 Решение:

I1= I2= Iu; I2= Iu= 0, 5 А

U1= I1R1; U1= 0.5 x 2= 1 (В)

U2= I2R2; U2= 0.5 x 3= 1, 5 (В)

Uu= U1+U2; Uu= 1+1, 5 = 2, 5 (В)

I2, Iu, Uu=?  

Ответ: I2= Iu= 0, 5 А, Uu= 2, 5 В.

Анализ урока (по карточкам) – 3 мин.

Учитель раздаёт карточки каждому ученику. В самих карточках ученики карандашом ставят «+» или «-» напротив первых трёх заданий, в последних двух заданиях ученики карандашом перечисляют необходимые величины согласно заданию.

Карточка

Утверждение 1. При последовательном соединении токи не равны в цепи и на участках.

Утверждение 2. При последовательном соединении сопротивление цепи равно сумме сопротивлений его участков.

Утверждение 3. При последовательном соединении напряжения на участках равны друг другу и общему напряжению цепи.

Вопрос 1. Что такое последовательное соединение?

Вопрос 2. Какой элемент цепи в комнате соединён последовательно?

Подведение итогов (2 мин).

Учитель: сегодня на уроке вы уяснили, что:

  1. последовательное соединение проводников часто используется на практике и при любом количестве присоединённых проводников сила тока в цепи всегда равна силе тока, текущей через каждый проводник;
  2. при данном соединении напряжение на концах цепи всегда равно сумме напряжений на каждом проводнике;
  3. при последовательном соединении общее сопротивление цепи всегда равно сумме сопротивлений участков цепи.

Iц = I1= I2 Uц = U1+ U2 Rц = R1+ R2

Д/З. § 48, Упр. 24(4), Лукашик (1350, 1355)

Приложение