Цели урока
- Образовательная цель:
в ходе эксперимента установить зависимость силы тока от напряжения (при R= const),
силы тока от сопротивления (при U= const);
сформулировать закона Ома для участка цепи. - Развивающая цель:
учатся собирать электрические цепи, пользоваться электроизмерительными приборами, учатся формулировать цель эксперимента, выделять главное, установить закономерности (между силой тока и напряжением, силой тока и сопротивлением), обобщать и делать выводы. - Воспитательная цель:
учащиеся убеждаются в необходимости иметь знания, уметь их применять на практике, учатся самостоятельно добывать знания, активности, умению работать в группе, настойчивости в достижении конечного результата.
Структура урока
- Организационный момент.
- Фронтальная работа.
- Работа в группах.
- Формулировка закона.
- Решение устных задач.
- Решение вычислительных задач по вариантам.
- Дополнительное задание. Подведение итогов.
Ход урока
I. Организационный момент.
Ребята! Сегодня у нас необычный урок. Наш урок пройдет в экспериментальной лаборатории, в которой мы проведем опыты и установим закономерности между тремя физическими величинами – напряжением, силой тока и сопротивлением. Немецкий ученый – философ И. Кант сказал так: “Все наше знание начинается с опыта”.
Цель урока – установить зависимость между силой тока, напряжением, сопротивлением, сформулировать закон Ома для участка цепи.
II. Фронтальная работа.
– Назовите три физические величины, с которыми мы имеем дело при сборке любой электрической цепи.
(Cила тока, напряжение, сопротивление.)
– Что называется электрическим током?
(Упорядоченное движение заряженных частиц.)
– Как выражается сила тока через заряд и время его прохождения?
(I =q/t)
– Назовите основную единицу измерения силы тока?
(Ампер.)
– Каким прибором измеряют силу тока в цепи?
(Амперметр.)
– Способ включения амперметра в цепь?
(Последовательно.)
– Что называют напряжением?
(Напряжение – это физическая величина, которая характеризует работу электрического тока.)
– Назовите основную единицу измерения напряжения?
(Вольт.)
– Каким прибором измеряют напряжение?
(Вольтметр.)
– Что называют сопротивлением?
(Сопротивление – это свойство проводника ограничивать силу тока в цепи.)
– Назовите основную единицу сопротивления?
(Ом.)
– В чем причина сопротивления?
(Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с тонами кристаллической решетки.)
– Дана электрическая цепь. Назовите приборы, из которых составлена электрическая цепь.
(Источник тока, ключ, амперметр, резистор, вольтметр, реостат.)
– Найдите ошибки.
(Амперметр – включается в цепь последовательно, вольтметр параллельно резистору.)
Рис. 1
III. Работа в группах.
Класс делится на группы по 4 человека. Каждая группа получает индивидуальное задание. Результат выполненного задания оформляется группой на плакате.
I и II группы устанавливают опытным путем зависимость силы тока от напряжения, при R= const;
III и IV группы устанавливают зависимость между силой тока и сопротивлением, при U = const.
Затем, каждая группа отчитывается у доски о проделанной работе (один ученик от каждой группы, остальные делают записи в тетрадях).
Индивидуальное задание.
I группа. (II группа)
Цель: Опытным путем установить зависимость силы тока от напряжения при постоянном сопротивлении.
Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, ключ, спираль проволочная, реостат, соединительные провода.
Ход работы:
1. Собрать схему.
Рис. 2
2. Провести опыт, постепенно увеличивая напряжение R = 2 Ом = const (R= 4Ом). Заполните таблицу.
| U,В | |||
| I,А |
3. Проанализируйте результаты (при увеличении напряжения увеличивается или уменьшается сила тока?)
4. Постройте график зависимости I (U)
Рис. 3
5. Сформулируйте вывод (сравнить полученный результат с результатом второй группы).
Индивидуальное задание.
III группа. (IV группа)
Цель: Опытным путем установить зависимость силы тока и сопротивлением при постоянном напряжении.
Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, ключ, резисторы 1 Ом, 2Ом, 4Ом, реостат.
Ход работы:
1. Собрать схему.
Рис. 4
2. И = const (установить 2В(1В) на вольтметре, с помощью реостата постоянно поддерживайте его). Заполните таблицу.
| R,Ом | |||
| I,А |
3. Проанализируйте полученные результаты (при увеличении сопротивления, увеличивается или уменьшается сила тока?)
4. Постройте график
Рис. 5
5. Сделайте вывод (полученные результаты сравните с результатами четвертой группы).
IV. Формулировка закона.
Подведение итогов работы.
I и II группы получили результаты, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нем, следовательно, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, I ~ U.
III и IV группы получили результаты, что сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника, I~1/ R.
Обобщая результаты работы всех групп, делаем выводы: I~U/R, если I= 1А, U=1В, R= 1Ом, то получаем равенство
Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома.
Закон Ома читается так:
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Историческая справка.(сообщение учащегося).
Георг Симон Ом родился 16 марта 1789 года, в семье ремесленника-слесаря.
Окончив гимназию, Ом поступил в университет, но скоро бросил учебу и стал школьным учителем математики, занимаясь в промежутках между уроками гальваническими опытами.
В 1827 году в своей крохотной лаборатории в Кельне Ом соорудил установку, которая помогла ему прийти к выводу, что электрический ток ведет себя точно так же, как водный поток в наклонном русле: чем больше перепад уровней и свободнее путь, тем поток сильнее. Так же и с током: чем больше электровозбудительная сила батареи и меньше сопротивление току на его пути, тем сила тока больше. Местные физики очень благосклонно отнеслись к результатам работ Ома. Но ни в одной другой стране они известны не были. Профессор прикладной физики Парижской школы искусств и ремесел Клад Серве Пулье в октябре 1831 года сообщил Парижской академии, что открыл количественное соотношение между “электровоздубительной силой”, током и сопротивлением. При этом он ни, словом не упомянул имени Ома. Но затем вынужден был признать, что читал сочинения Георга Ома.
Сам же первооткрыватель закона продолжал оставаться скромным учителем. Лишь в 1833 году он получает место профессора физики в Политехнической школе г. Нюрнберга. В 1849 году, когда Ому уже исполнилось шестьдесят два года, его пригласили, наконец, в Мюнхенский университет на должность эксординарного профессора. И лишь за два года до смерти произвели в ординарные профессоры.
Ом был всю жизнь великим тружеником. Через двадцать семь лет после смерти Ома его именем назвали общепринятую единицу сопротивления. Тогда в Мюнхене “дорогому соотечественнику” воздвигли памятник.
V. Устная работа.
Вычислить, применив закон Ома
- U= 20В, R = 10 Ом, I = ?
- I = 10 А, R = 5 Ом, U = ?
- I = 5 А, U= 15 В, R = ?
- Напряжение в сети 220В, а сопротивление спирали электрической лампы 440 Ом. Найдите силу тока в электрической лампе.
VI. Решение вычислительных задач по вариантам.
Решить самостоятельно по вариантам (на листочках).
| I в. | II в. | III в. | IV в. |
| U= 220 В | I = 30 А | U = 3,5 В | U= 220 В |
| R = 50 Ом | R = 0,25 Ом | I = 0,28 А | R = 48,4 Ом |
| I = ? А | U= ? В | R = ? Ом | I = ? А. |
(Листочки с решением сдаются учителю на проверку, затем решение проверяется.)
VII. Подведение итогов.
Каждая группа подводит итоги своей работы.
Выставляются оценки.
Подводятся итоги урока.
VIII. Домашнее задание. § 42, 44, упр. 19 (1,2,3)