Цели урока:
Образовательные:
- знать формулировку и формулу закона Ома для участка цепи;
- понимать зависимость силы тока на участке цепи от напряжения и сопротивления и представлять её в виде графиков;
- уметь “читать” графики I(U), I(R);
- развить экспериментальные умения – выдвигать гипотезу и планировать проведение эксперимента по её проверке;
- закрепить практические навыки работы с электрическими измерительными приборами и в сборке электрических цепей;
- урок знакомит с некоторыми историческими сведениями;
- служит развитию логического мышления и элементов изобретательских умений.
Развивающая:
- Способствовать развитию творческих способностей учащихся.
- Продолжить формирование умений делать самостоятельные выводы, сопоставлять, сравнивать, обобщать и анализировать результаты экспериментов.
- Продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки при обосновании выводов физических законов и при решения задач.
Воспитательная:
- Развивать познавательный интерес к предмету.
- Воспитывать культуру речи и культуру работы в коллективе, тренировка рационального метода запоминания формул.
Задачи урока:
- Усвоить, что сила тока в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;
- усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;
- знать закон Ома для участка цепи;
- уметь определять силу тока; напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;
- уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;
- уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач;
- отрабатывать навыки проверки размерности.
Форма урока
Тип урока: Комбинированный.
Вид урока: Урок изучения и первичного закрепления нового материала.
Длительность: пара (2 урока).
Оборудование для урока: демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, резистор, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивления, интерактивная доска, Microsoft Office.
Межпредметные связи:
- Математика (использование математических формул, действий для осуществления расчетов, для выражения зависимости между физическими величинами, которые открываются в результате эксперимента).
- Информатика (работа с интерактивной доской).
- Технология (использование различных приборов).
- История (исторические сведения о Георге Оме, а так же историческая справка об истории открытия закона).
Ход урока
Слайд 1
1. Психологическая установка и актуализация знаний
Сегодня вспомним все о токах –
Заряженных частиц потоках.
И про источники, про схемы,
И напряжения проблемы,
Ученых, чьи умы и руки
Оставили свой след в науке,
Приборы и цепей законы,
Кулоны, вольты, Омы!
Решим, расскажем, соберем,
Надеюсь, с пользой время проведем.
Разгадайте анаграммы и найдите лишнее понятие в каждом столбце (Слайд 2).
| 1. МЕРАПЕРМТ АТАБОР ПИНЖЯРЕНАЕ ТОЛЬТЕВРМ |
2. ИЛСА ОТКА ЯЗДАР РЯМЕВ НЕЕИРОСПТИЛОВ |
3. ЛЬВОТ ЛУНКО ТЮНЬОН ПАМЕР |
Ответы:
| 1. АМПЕРМЕТР РАБОТА НАПРЯЖЕНИЕ ВОЛЬТМЕТР |
2. СИЛА ТОКА ЗАРЯД ВРЕМЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ |
3. ВОЛЬТ КУЛОН НЬЮТОН АМПЕР |
| Лишнее: Амперметр – остальные понятия относятся к напряжению. | Лишнее: сопротивление – остальные величины связаны определением силы тока. | Лишнее. 1: Ньютон – остальное единицы электрических величин. 2: Ньютон – остальные фамилии учёных, изучавших электрические явления. |
Что общего в анаграммах? Почему именно такие слова в них включены?
Ответ: В них даны термины, относящиеся к электрическому току. Эти термины включают в себя названия основных величин, их единицы и приборы для их измерения.
2. Обобщение и повторение пройденного материала, опрос домашнего задания
Слово “ток” означает движение или течение чего-то. А что же такое электрический ток? (После правильного ответа на доске появляется Слайд 3 с определением электрического тока и в форме фронтальной беседы проводится опрос ранее изученного материала с уточнением значимых понятий, входящих в определение электрического тока – Слайды 4-6).
А)
Б)
В)
Переходим к характеристикам электрического
тока. Какие характеристики электрического тока
вы знаете? Перечислите их. (На доске Слайд 7 с
перечисленными характеристиками тока, подробные
ответы учащихся предполагают постепенное,
последовательное наполнение этого слайда).
Какая величина показывает, что сила тока в цепи зависит от свойств проводника? Как её называют? Какие единицы измерения она имеет? И от каких именно величин она зависит?
(После ответа на доске появляется Слайд 9, подтверждающий сказанное.)
Итак, мы сейчас рассмотрели три величины, с которыми мы имеем дело в любой электрической цепи (Слайд 10).
Что произойдёт, если увеличить напряжение на концах проводника? Как сила тока зависит от напряжения? Что вы можете сказать о количестве зарядов прошедших через поперечное сечение проводника в единицу времени, если заставить их быстрее двигаться? Как изменится сила тока, если увеличить сопротивление? Какова зависимость силы тока от сопротивления?
Ответ: При увеличении напряжения увеличится напряжённость электрического поля, действующего на свободные заряды в проводнике, поэтому увеличится средняя скорость регулярного движения этих зарядов, следовательно, возрастёт количество электричества, проходящего через сечение проводника в единицу времени, т.е. возрастёт сила тока. Таким образом, сила тока прямо пропорциональна напряжению. Если увеличить сопротивление, усилится степень “противодействия” проводника прохождению электронов, а значит, уменьшится сила тока, следовательно, сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Мы выдвинули гипотезу, которую, конечно, следует проверить. Итак, что нам следует выяснить? Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления. Это и есть тема и цель нашего урока (Слайд 11).
Каким образом можно проверить гипотезу? Какие приборы потребуются для этого? Каковы основные правила работы с ними?
Физкультминутка (для снятия утомления с плечевого пояса и рук).
- И.п. – стоя или сидя, руки на поясе. 1 – правую руку вперед, левую вверх. 2 – переменить положения рук. Повторить 3-4 раза, затем расслабленно опустить вниз и потрясти кистями, голову наклонить вперед. Темп средний.
- И.п. – стоя или сидя, кисти тыльной стороной на поясе. 1-2 – свести локти вперед, голову наклонить вперед. 3-4 – локти назад, прогнуться. Повторить 6-8 раз, затем руки вниз и потрясти расслабленно. Темп медленный.
- И.п. – сидя, руки вверх. 1 – сжать кисти в кулак. 2 – разжать кисти. Повторить 6-8 раз, затем руки расслабленно опустить вниз и потрясти кистями. Темп средний.)
3. Изучение нового материала:
Подтвердить или опровергнуть нашу гипотезу мы сможем лишь проведя исследовательскую работу, но сначала я хочу напомнить вам следующее:
При выполнении работы нужно оставаться на своем месте, быть внимательными и сосредоточенными. Сначала соберите электрическую цепь, не подключая ее к источнику, проверьте правильность сборки, покажите свою работу учителю и после его разрешения подавайте напряжение от источника. Перед любыми изменениями в цепи отключайте напряжение. Если что-то неясно, нужно поднять руку.
Инструкция по исследованию зависимости силы тока от напряжения и сопротивления
Цель работы
: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.Оборудование
: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор из трёх резисторов сопротивлениями 1Ом, 2Ом, 4Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.Для выполнения работы соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 2Ом и ключа. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр (см. схему – Слайд 12).
Инструкция по исследованию зависимости силы тока от напряжения и сопротивления
Включите ток. При помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до 1,5В, затем до 2В и до 3В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.
Таблица 1
.| U, B (напряжение) | 1,5 |
2 |
3 |
| I, А (сила тока) | 0,26 |
0,36 |
0,56 |
По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.
Включите в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 4 Ом, затем 6 Ом и 12 Ом. При помощи реостата устанавливайте на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 1,5 В. Измеряйте при этом силу тока, результаты записывайте в таблицу 2.
Таблица 2. Постоянное напряжение на участке 1,5 В
| R, Ом (сопротивление) | 4 |
6 |
12 |
| I, А (сила тока) | 0,5 |
0,36 |
0,2 |
По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.
По окончании работы результаты обсуждаются, проверяются графики
(Слайды 14, 16).Какие выводы вы сделали по результатам опытов? Сравните их с нашей гипотезой.
Впервые к такому выводу пришёл немецкий учёный, школьный учитель Георг Симон Ом, и закон носит его имя. Кроме того, Ом открыл зависимость сопротивления проводника от его размеров. Это наша следующая тема, в старших классах вы будете изучать ещё один закон Ома.
Перефразируйте закон Ома так, чтобы не было повторения. Слайд 17.
Физкультминутка (для улучшения мозгового кровообращения)
- Исходное положение (и.п.) – сидя на стуле. 1-2 – отвести голову назад и плавно наклонить назад, 3-4 – голову наклонить вперед, плечи не поднимать. Повторить 4-6 раз. Темп медленный.
- И.п. – сидя, руки на поясе. 1 – поворот головы направо, 2 – и.п., 3 – поворот головы налево, 4 – и.п. Повторить 6-8 раз. Темп медленный.
- И.п. – стоя или сидя, руки на поясе. 1 – махом левую руку занести через правое плечо, голову повернуть налево. 2 – и.п., 3-4 – то же правой рукой. Повторить 4-6 раз. Темп медленный.
4. Закрепление нового материала:
С целью усвоения нового материала предлагаю решить задачи разного типа.
Решение графических задач (Слайды 19-20).
1. Даны графики зависимости силы тока от напряжения для каждого из двух параллельно соединённых проводников (Рисунок 1). Определить силу тока в неразветвлённой части цепи, когда напряжение на концах участка 2 В.
2. Даны графики зависимости силы тока от напряжения двух участков цепи (Рисунок 2). На каком участке сопротивление больше и во сколько раз?
Рисунок 1
Рисунок 2
Решение качественных задач (Слайд 21).
Почему птицы спокойно садятся на провода высоковольтной цепи?
Решение расчётных задач (Слайды 22-23).
Короткое замыкание: Что такое короткое замыкание?
Ток, который пойдёт при включении в сеть какого-нибудь прибора, зависит от двух причин: от напряжения в сети и сопротивления прибора. Пусть напряжение в сети 220 В, а сопротивление лампы 880 Ом. Чему будет равна сила тока в лампе?
I=U/R; I=220 B/880 Oм=0,25А
Сопротивление подводящих ток проводов очень мало и в расчёт нами не принимается.
Далее, если вместо лампы включить электрическую плитку сопротивлением 88 ОМ, то какова будет сила тока?
I=U/R; I=220 B/88 Oм=2,5А
Теперь включим моток проволоки сечением 1 мм2 и длиной 60 м. Сопротивление такой проволоки приблизительно равно 1 ОМ, тогда какой будет сила тока в цепи?
I=U/R; I=220 B/1Oм=220А
Это большой ток, он, конечно, сожжёт предохранительные пробки, может натворить других больших бед: испортить не только проводку, но и вызвать пожар.
При возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, а количество выделяющейся теплоты, как известно, пропорционально квадрату тока. Так, если при коротком замыкании ток увеличится в 20 раз, то выделяющееся при этом количество тепла возрастет примерно в 400 раз. (Слайд 24).
5. Подведение итогов:
Итак, что мы сегодня выяснили на уроке (Слайд 25):
- При увеличении напряжения сила тока тоже возрастает.
- При достаточно большом сопротивлении проводника, сила тока ничтожно мала.
- При возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, а количество выделяющейся теплоты, как известно, пропорционально квадрату тока.
Какая часть урока, какие задания показались наиболее интересными? скучными?
Что было неудачным и почему?
В чём хотелось бы разобраться подробнее?
Выставление отметок.
6. Домашнее задание
(Слайд 26):§44, упр.19 (1, 2, 4).