Цели урока: Установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.
Задачи урока:
- Выяснить, что сила тока в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным
- Выяснить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление не меняется.
- Научиться применять закон Ома для участка цепи при решении задач.
- Научиться определять силу тока, напряжение по графику зависимости между этими величинами, а также сопротивление.
Оборудование: экран, демонстрационный амперметр и вольтметр, источники тока, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивлений, ТСО, портреты ученых.
План урока:
- Организационный момент.
- Целью подготовки к восприятию нового материала.
- Изучение нового материала.
- Закрепление знаний, умений и навыков.
- Домашнее задание.
- Подведение итогов урока.
Ход урока
1. Организационный момент.
Учитель: По словам русского поэта XIX века Якова Петровича Полонского,
Царство науки не знает предела –
Всюду следы ее вечных побед,
Разума слово и дело,
Сила и свет.
Эти слова по праву можно отнести к теме, которую мы сейчас изучает – электрические явления. Они подарили нам много открытий, осветивших нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько еще неопознанного! Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры. Так что запускайте свой “вечный двигатель”, и вперед! Вспомним, что изучая тему “Электрические явления”, вы узнали основные величины, характеризующие электрические цепи.
2. Актуализация знаний учащихся.
Учитель: В начале, пожалуйста, перечислим основные величины,
характеризующие электрические цепи.
Ученики: Сила тока, напряжение и сопротивление.
Учитель: А теперь, дайте небольшую характеристику каждой из этих величин,
по следующему плану:
- Название Величины.
- Что характеризует данная величина?
- По какой формуле находится?
- В каких единицах измеряется?
- Каким прибором измеряется или изменяется?
Ученики:
1. Сила тока – характеризует электрический ток в проводнике.
I = q / t – формула для нахождения силы тока, где q-заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, t-время прохождение заряда. Единица измерения – ампер. Измеряется сила тока амперметром.
2. Напряжение – величина, которая характеризует электрическое поле.
U = A/q – формула для нахождения напряжения, где А – работа по переносу заряда через поперечное сечение проводника, q-заряд. Единица измерения – вольт. Напряжение измеряется вольтметром.
3. Сопротивление: характеризует сам проводник, обозначается R, единица измерения 1Ом.
Учитель: Вовочка! На доске заполни таблицу! (Приложение 2.)
Правильно, заполненная таблица. (Приложение 3.)
Учитель: Ребята, а что вы знаете об ученых, открывших силу тока, напряжение, сопротивление?
(Ученики приготовили сообщения об ученых физиках.)
Ученики: Единицы измерения физических величин силы тока, напряжение и сопротивления, названы в честь ученых открывших их. Ампер, Вольт и Ом.
1. Андре-Мари Ампер – на его памятнике надпись: “Он был также добр и также прост, как и велик”. Славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.
2. Алессандро Вольта – был рыцарем почетного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, где он выступал. Изобрел электрическую батарею, пышно названную “короной сосудов”.
3. Георг Симон Ом – немецкий физик. Работал школьным учителем. Открыл закон зависимости силы тока от напряжения для участка цепи, а также закон, определяющий силу тока в замкнутой цепи. Чувствительный прибор для измерения силы тока он изготовил сам. Опыты и теоретические доказательства были описаны им в главном труде “Гальваническая цепь, разработанная математически”, вышедшем в 1827г.
Разноуровневые задания: (Задания выполняют 2 группы учащихся).
Задание№ 1.
1. Сколько ампер в 250мА?
А) 250А
Б) 25А
В) 2,5А
Г) 0,25 А
2. Вставьте пропущенное определение:
Величина, равная … называется электрическим напряжением.
А) произведению мощности на силу тока;
Б) отношению мощности к силе тока;
В) отношению работы к величине электрического заряда.
3. Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода, две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на одной из лампочек.
Ответ: (1 – Г; 2 – В; 3 – (Приложение 4.))
Задание № 2.
1. Сколько киловольт в 750 В?
А) 750000кВ
Б) 0,75кВ
В) 75кВ
Г) 7,5кВ
2. Вставьте пропущенное определение:
Величина равная … называется силой тока.
А) отношению работы к величине электрического заряда
Б) отношению электрического заряда ко времени.
В) произведению работы на время.
3. Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода, две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на двух лампочках.
Ответ: (1 – Б; 2 –Б; 3 – (Приложение 5.))
3. Изучение нового материала.
Учитель: На прошлых уроках ребята, мы изучали силу тока, напряжение и сопротивление в отдельности. Сегодня мы перед собой поставили цель: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи. Выясним, как зависит сила тока от сопротивления, если напряжение остается постоянным.
Обратимся к опыту:
1. Соберем цепь, состоящую из: источника тока, амперметра, вольтметра, проводников сопротивлением 1 Ом, 2 Ом, 4Ом. (Приложение 6.)
2. В цепь по очереди включаем проводники, обладающие различным сопротивлением. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. Силу тока в цепи измеряем амперметром.
Результаты измерений поместим в таблицу. (Приложение 7.)
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученики: С увеличением сопротивления силы тока уменьшается.
Учитель: Какой вывод можно сделать из этого?
Ученики: Сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Учитель: Выясним, как зависит сила тока от напряжения, если при этом сопротивление не меняется.
Обратимся к опыту:
1. Соберем цепь, состоящую из источника тока (гальванический элемент), амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединенного к спирали вольтметра. (Приложение 8.)
2. Присоединяем к первому элементу последовательно , второй, затем третий такой же, замыкаем цепь и отмечаем показание приборов при каждом подключении дополнительного элемента. (Приложение 9, Приложение 10.)
Результаты измерений поместим в таблицу. (Приложение 11.)
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученики: При увеличении напряжения в два раза, сила тока увеличивается вдвое. При трех элементах напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько же раз увеличилась сила тока.
Учитель: Какой вывод из этого можно сделать?
Ученики: Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.
Учитель: Используя результаты опытов, и выводы сделанные их них, установим зависимость силы тока, напряжения и сопротивления.
Такая запись носит название закона Ома для участка цепи.
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
I = U/R
Историческая справка: Этот закон открыл немецкий физик Георг Симон Ом в 1827году. (Приложение 12.)
Учитель: для того, чтобы вам было легче запомнить формулу закона Ома можно воспользоваться следующим способом ее записи. (Приложение 13.)
Физическая пауза.
Учитель: Прежде чем приступить к решению задач проведем физическую
паузу. Представим что мы с вами пассажиры автобуса…
– автобус резко трогается с места – ученики должны наклониться назад,
– автобус тормозит – отклониться вперед,
– автобус поворачивает направо – наклоняются влево,
– автобус поворачивает налево – наклоняются вправо.
Учитель: Какое физическое явление вы изображали?
Ученики: Инерция – явление сохранения скорости тела, когда на это тело не действуют внешние силы.
4. Закрепление умений и навыков.
Используя закон Ома для участка цепи, решим задачу.
Задача 1. (Приложение 14.)
Напряжение на зажимах электрического утюга 220В, сопротивление нагревательного элемента утюга 50 Ом. Чему равна сила тока в нагревательном элементе?
Дано:
U = 220В
R = 50 Ом
I – ?
Решение:
I = U/R
I = 220В/50 Ом = 4,4А
Ответ: 4,4А.
Задача 2.
На рис. (Приложение 15) изображен график зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Определите сопротивление каждого из проводников. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?
Учитель: Решаем эту задачу по вариантам. Вариант 1 – находит сопротивление проводника А. Вариант 2 – находит сопротивление проводника В.
Вариант 1.
Дано:
U = 6 В
I = 3 А
RA – ?
Решение:
R = U/I
R = 6 В/3 А
= 2 Ом
Ответ: 2 Ом
Вариант 2.
Дано:
U = 4 В
I = 1 А
RB – ?
Решение:
R = U/I
R = 4 В/ 1 А = 4 Ом
Ответ: 4 Ом.
Ученики: 2 Ом <4 Ом, значит RA < RB, сопротивление проводника А меньше, чем сопротивление проводника В.
5. Домашнее задание: п. 42 – 44, упр. 19 № 3, 4. (Приложение 16.)
6. Подведение итогов урока, оценки работы учащихся.
Самодиагностика.