Урок – деловая игра по темам "Электрическое поле", "Законы постоянного тока"

Цели:

• Образовательная: Создание ситуаций, позволяющих использовать в процессе игры, знания, полученные в процессе изучения тем “Электрическое поле”, “Законы постоянного тока”.
• Воспитательная: Стремиться воспитать чувство коллективизма, взаимопомощи, через работу в группах малого состава.
• Развивающая: Создание условий для развития интеллекта, кругозора. Создание условий для формирования умений выделять главные логические составляющие заданий; развития внимательности и наблюдательности; для творческой деятельности.

• Продолжить формирование практических навыков и интеллектуальных умений находить физические величины, характеризующие электрические явления;
• Содействовать сознательному выбору профессии;
• Развивать креативное мышление студентов, формировать чувство эмпатии;
• Развивать у студентов способность обобщать и систематизировать, формировать выводы и заключения, подбирать доказательства для выдвигаемых положений;
• Продолжить развитие коммуникативных качеств личности над заданиями в группах;
• Обеспечить условия как для самостоятельного получения значимой для всей группы информации, так и для выработки общего вывода из предложенного задания.

Модератор: Давайте посмотрим привезенный нашими исследователями материал и определим круг вопросов с которыми предстоит работать нашим командам – группам экспертов нашего центра необычных исследований.

Имитационная модель игры (видеофрагмент) В исследовательский институт, из экспедиции возвращается группа исследователей. В экспедиции самолет получил неисправность и исследователи оказались в местности, населенной литературными персонажами и представителями сказочных животных, отдельную часть жителей этой местности составляют роботы. Исследователи привезли интересный материал из этой зоны объяснимых явлений над которым предлагается поработать группам экспертов института – в роли которых выступают представители блоков самоуправления группы.

1. Модератор: Логическая разминка.

Вы должны сопоставить величины и приборы.

Сила тока Напряжение Сопротивление Мощность Время

Омметр Амперметр Вольтметр Секундомер Ваттметр

Борман кипятил чай на электрической плитке. Мюллер кипятил чай на двух таких плитках, соединенных последовательно. Штирлиц кипятил чай на плитке со спиралью, укороченной в два раза по отношению к спирали плитки Бормана. Кто пришел с докладом первый после чаепития, а кто опоздал на прием, если Борман пришел во – время?

Ответ. Штирлиц вскипятил чай быстрее Бормана в 2 раза и в 4 раза быстрее Мюллера. Опоздал Мюллер. Q=U²\Rt, т. к. Q=Q₂=Q_, то t пропорционально R, таким образом R_шт=R_Бор\2=R_Мюл\4

Лёнчик сказал Сергею – Я не намерен выливать горючее. Серёга понял ход мыслей Лени и утвердительно кивнул. Даже если им удастся довести самолет до аэропорта, посадка неизбежно будет трудной и опасной из – за большого запаса горючего, которое они должны были израсходовать в полете до Рима. Тем не менее, при наличии повреждения( на борту самолета произошел взрыв выливать горючее еще рискованнее. Почему?

Ответ. В результате взрыва и поломок в хвосте могло возникнуть короткое замыкание или трение металла о металл, вызывающее искры. При сливе горючего в полете одной искры будет достаточно, чтобы лайнер превратился в пылающий костер.

4. Посла аварии пришлось ночевать в палатках, и спать мешали различные насекомые. Исследователи создали устройство из четырех нагревательных элементов. Соединенных по схеме. На первый элемент они положили пластинку “ фумитокс” от тараканов, на второй от комаров, на третий от мух и на четвертый от мошек. В какой последовательности будут гибнуть вредные насекомые, если R₁=R₄= 2R₃ R₂=4R₃

Ответ. Быстрее всех погибнут мошки. Дольше всех проживут тараканы.

5. Модератор: Как ни странно в городке, в который попали исследователи есть улица Бейкер – стрит и они заглянули в гости к Шерлоку Холмсу. В гостях у Шерлока Холмса был Доктор Ватсон и они обсуждали странную ситуацию: “ Здесь случайно записаны, как утверждает защита, звуки случившейся трагедии, – сказал доктор Ватсон заряжая пленку в магнитофон. – из этой записи следует, что убитый покончил с собой, а обвиняемый пытался помешать ему это сделать. Когда запись закончилась, Холмс спросил: – На записи слышны раскаты – это были раскаты грома? – Да, кивнул Ватсон. – Судя по звукам это была очень сильная гроза – заметил Холмс. – Наверное – пожал плечами Ватсон. – А другие звуки – это звуки дождя? Снова спросил Холмс. – Да, чуть не закричал Ватсон, но какое это имеет значение? – Судя по звукам, это был очень мелкий дождь, задумчиво произнес сыщик, а значит эта запись подделка. Почему он так решил?

Модератор. Рядом с Холмсом живет фотограф, который охотится за молниями и исследователи привезли его самые интересные работы. Давайте познакомимся с его работами (видеофрагмент о фотографе, снимающем молнии)

6. У фотографа есть любимая бабушка, которая подбросила исследователям следующую проблему: Когда бабушка включает в осветительную сеть напряжением 220 В пылесос мощностью 800 Вт. Как только она включает еще и утюг мощностью 300 Вт, злой барабашка сразу выключает автоматические пробки, рассчитанные на 5 А. Почему барабашка не выключает автоматически предохранители, если сначала включается утюг, а потом пылесос?

Ответ. I=(N1+N2)|U=5A Ток при включенном пылесосе и утюге равен предельному току, допустимому для автоматических предохранителей. Через утюг в момент включения протекает ток, больший, чем номинальный, так как сопротивление холдного утюга мало. При нагревании сопротивление утюга увеличивается, а сила тока уменьшается до минимальной. Сопротивление электродвигателя пылесоса при работе значительно не изменяется. Поэтому необходимо сначала включить утюг, подождать пока он нагреется, а затем включить пылесос. Хотя немного непонятно, зачем бабушке одновременно включать утюг и пылесос?

7. Модератор Исследователи посетили популярную в городе “Галерею призраков”. Если по описаниям жизненного пути известной личности отгадать кто он, то в раме появляется портрет.

1. (Г.Ом.) Родился 16 марта 1787 года в Эрлангене, Германия окончив Эрлангенский университет преподавал математику, затем физику в гимназиях, с 1833 года профессор Нюрнбергской высшей политехнической школы, с 1849г – Мюнхенского университета. Основные работы посвящены электричеству; ввел понятие сопротивления, как важной характеристики цепи. В 1827 году установил основной закон электрической цепи;его именем названа единица электрического сопротивления; работы посвящены также акустике, оптике, кристаллооптике.

2. (А.М.Ампер) Родился в 22 января1775 года – французский физик в Лионе. Получил домашнее образование. В 1808 – 1824 профессор политехнической школы в Париже. В 1824 работал в Колледж де Франс. Основные работы посвящены электродинамике. Исследования относятся также к математике, химии, философии и ботанике. Поставил большое количество опытов по взаимодействию между электрическими и магнитными полями. Его именем названа единица электрического тока.

3. (М. Фарадей) Родился в 1791 году 22 сентября в Лондоне. Учился самостоятельно. В 1813 году стал ассистентом Г. Дэви в Королевском институте. Является создателем учения об электромагнитном поле. Ввел понятие диэлектрической проницаемости. Ввел представление о силовых линиях электрических и магнитных полей. В честь него названа единица электроемкости.

4. Э.Х.Ленц.

Родился в 1804 году 24 февраля в Дерпте ( Тарту). Русский физик.
Учился в Дерптском университете. Затем профессор Петербургского университета.
Принимал участие в кругосветном путешествии на шлюпе “Предприятие”
Основные работы в области электромагнетизма и геофизики.
Независимо от англичанина установил закон теплового действия тока.Произошло знакомство исследователей с представителями роботов.

Модератор. Давайте разберем еще несколько видеоматериалов наших путешественников. Видеозадача. Робот имеет мощность 100 ватт и работает без подзарядки 3 часа. Какой электрический заряд должен содержать в себе бутерброд, если робот купил его в магазине под названием “220 В”.

Ответ. QU= Nt, q= Nt/ U= 4900 Кл

По дороге на глаз попалась лавка “Волшебные предметы” (видеозадача)

В лавке имеется недорогой подарочный комплект под названием “ Бесконечная энергия” в этот комплект входит электростатическое поле, силовые линии которого замкнуты и заряженная частица. В чем заключается изюминка такого подарка?

Ответ. Если поместить такую частицу в электрическое поле, силовые линии которого замкнуты, то она начнет бесконечно долго ускоряться, двигаясь вдоль силовых линий, что приведет к бесконечному росту ее кинетической энергии.

Найдено зашифрованное описание проводимости материала:

по вопросам в виде кроссворда расшифровать название типа проводимости материала.

8. Задание для экспериментаторов групп: собрать цепь и снять вольт – амперную характеристику.

9. Представление презентации по использованию полупроводников. Подготовить мини – презентацию, используя ресурсы интернет, параллельно с экспериментальной работой.

Хозяин показал фотографию бесформенного комка бронзы, на другой фотографии была ваза после реставрации. Он уверял, что это тот же сосуд, но его предварительно поместили в электролизную ванну, присоединили к одному из полюсов и пропустили электрический ток при этом все атомы меди вернулись на место. Насколько это реально?

Ответ. Чтобы восстановить окислившуюся поверхность, необходимо предварительно растворить оксид бронзы. Иначе нейтральные молекулы оксида в электролитической диссоциации участвовать не будут. Таким образом из, бесформенного комка с помощью электролиза бронзовая ваза не может быть восстановлена.

11. Когда они забрели в зоопарк, то им показали Змей Горыныча. (Видеозадача.)

Змей Горыныч имеет три головы на шеях одинаковой толщины. Электрическое сопротивление первой — 500Ом, второй — 1000 Ом, третьей — 2000 Ом. Вторая голова имеет шею длиной 5 м. Какова длина остальных шей Горыныча?

Ответ. l1|R1=l2|R2=l3|R3, l1=2,5м l3= 10м

Модератор. По возвращении возникли некоторые трудности при прохождении таможни, давйте попробуем различные примеры поведения на таможне в процессе мини – игры”Таможня”.

Из состава команды выбираются два “работника таможни” – ученые и два “физика”. “Таможенники” остаются в комнате, а “физики” выходят. Может быть задана следующая тема: “Виды газовых разрядов”. Задача первых состоит в том, чтобы организовать беседу с “физиками”, чтобы выяснить, кто из них провозит “запрещенный товар” (не относящийся к газовым разрядам. Все это может быть записано на табличках – “багаже”. “Таможенники” не имеют право пользоваться калькуляторами, ручками, бумагой (делают все в уме).

Пока “таможенники” – ученые готовятся к принятию “физиков”, те за дверью комнаты придумывают легенду (в виде задачи): с какой целью они прибыли и на какой период рассчитан их визит и так далее. Главная задача “физиков” состоит в том, чтобы в ходе разговора не вызвать подозрения “ученых” и рассказать так, чтобы это помогло отвлечь внимание “таможенников” и пронести табличку с понятием, не принадлежащим данной теме.

Оригинальное решение снабжения города электричеством предлагает местный муниципалитет – предлагается всем жителям держать дома большое количество котов, считается, что самый легкий способ получить электрический разряд – это погладить кота. Насколько рациональна эта идея?

Ответ. При поглаживании кота происходит явление электризации. При накоплении достаточного разряда воздух между положительным и отрицательным зарядами ионизируется и возникает электрический ток – искровой разряд. Использование электризации с целью преобразования механической энергии в электрическую малоэффективно из-за очень низкого КПД подобных устройств.

Завершение игры – подсчет баллов полученных группами, выявление победителей. Команды просим назвать видеозадачу, которая вызвала наибольший интерес, какая задача показалась наиболее легкой, наиболее трудной?