Цель урока: Выяснить физическую природу электрического тока. Закрепить знания учащихся об условиях возникновения и существования электрического тока. Познакомить учащихся с основными видами источников электрического тока, показать их практическое значение; развивать навыки самостоятельной работы с текстом учебника.
Ход урока
I. Актуализация знаний.
II. Изучение нового материала.
Эксперимент 1.
Заряжаем один электрометр, добиваясь максимального отклонения стрелки. Соединяем проводником с другим электрометром. Наблюдаем уменьшение показаний первого и увеличение показаний второго.
Объяснение. Под действием электрического поля электроны проводимости перемещаются по проводнику.
Далее уточняется характер движения электронов проводимости, которые, совершая орбитальное движение вокруг ядер (ионов), движутся еще и под действием электрического поля в направлении против поля.
Движение направленных электронов проводимости в металлических проводниках под действием поля называют электрическим током.
В других проводниках (электролитах, газах) под действием поля могут двигаться любые заряженные частицы ионы, электроны.
- Почему ток был кратковременным? (Ослабело электрическое поле, при этом прекратилось движение заряженных частиц.)
2. Для существования электрического тока необходимы следующие условия:
а) наличие свободных электронов в проводнике;
б) наличие внешнего электрического поля для проводника.
Электрический ток прекращается, если электрическое поле, создающее движение зарядов, исчезает.
Чтобы электрический ток в проводнике существовал длительное время, необходимо все это время поддерживать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.
2. А. Выступление учащегося - защита проекта "Источники тока" (Приложение 2).
3. Источники тока бывают различными, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Работа эта совершается так называемыми сторонними силами. Такие силы не могут иметь электрическое происхождение. В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней или какой-нибудь другой энергии в электрическую.
Источники тока, у которых разделение зарядов происходит за счет энергии химических процессов, получили название гальванических.
В электрофорной машине в электрическую энергию превращается механическая энергия.
Демонстрации.
Принцип действия: электрофорной машины.
Исторически первую электростатическую машину построил в 1660г. магдебургский бургомистр Отто фон Герике. Машина представляла собой шар из серы, вращающийся вокруг железного стержня. Для получения электричества О. Герике вращал шар, натирая его рукой.
Можно осуществить и превращение внутренней энергии в электрическую. Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, а затем нагреть, место спая, то в проволоках возникнет электрический ток. Такой источник тока называется термоэлементом.
При освещении некоторых веществ световая энергия непосредственно превращается в электрическую энергию - это явление фотоэффекта. На нем основано устройство и действие фотоэлементов.
В источниках тока за счет сил неэлектрического происхождения происходит разделение заряженных частиц, в результате чего полюса источника оказываются заряженными разноименно.
Принцип действия химического источника тока:
Источники тока, у которых разделение зарядов происходит за счет энергии химических процессов, получили название гальванических. Такое название было предложено итальянским ученым Вольта в 1796 г. в честь ученого Гальвани.
Возьмите стеклянную кювету и поместите в неё цинковую пластину и угольный электрод, налейте раствор поваренной соли в воде, соедините электроды с электрической лампочкой на напряжение 1В.
Эксперимент 2.
К клеммам гальванометра демонстрационного амперметра присоедините медные провода. К концу одного из них прикрепите исследуемый провод или гвоздь. Воткните медный провод и гвоздь в картофелину - стрелка гальванометра отклонится. Почему?
Ответ: раствор минеральных солей, содержащихся, в картофеле, и разнородные проволоки образуют гальванический элемент.
Возьмите любой фрукт из цитрусовых, вставьте в мякоть фрукта на небольшом расстоянии медную монету и оцинкованный гвоздь.
Этот элемент не сможет обеспечить горение лампочки, но с помощью гальванометра можно обнаружить небольшой электрический ток (собственный язык может тоже служить индикатором тока и не причинит вреда).
Приготовьте и испытайте действие гальванического элемента, изготовленного из соленого огурца, медного и цинкового электрода, в качестве электрода.
III. Закрепление изученного.
С целью закрепления материала в конце урока провожу опрос-беседу по изученной теме:
Как можно получить электрический ток в металлическом проводнике?
Что происходит в источниках тока?
Что является положительным и отрицательным полюсами источника тока?
Какие источники тока вы знаете?
Возникает ли электрический ток при заземлении заряженного металлического шарика?
Движутся ли заряженные частицы в проводнике, когда по нему идет ток?
Если к шарам разно именно заряженных электроскопов одновременно прикоснуться металлическим стержнем, то в них возникает электрический ток. Чем эта установка принципиально отличается от устройств, которые принято называть источниками тока?
IV. Домашнее задание.
1. Параграф 32 учебника; вопросы и задания к параграфу.