Урок физики по теме "Электрический ток. Источники электрического тока". 8-й класс

Цель урока:

1. дать понятие электрического тока;
2. выяснить условия длительного существования в проводнике электрического тока;
3. подробно рассмотреть устройство и работу гальванических элементов и аккумуляторов;
4. закрепить знания учащихся об условиях возникновения и существования электрического тока.

Демонстрации:

1. действие электрического тока в проводнике на магнитную стрелку.
2. источники тока: гальванические элементы, аккумуляторы, фотоэлементы, термоэлементы.

Самостоятельная работа по карточкам (в это время один ученик из класса проделывает опыт с электрометром, и полосками диэлектриков, которые предварительно не наэлектризованы, опыт с гильзами из фольги и эбонитовой палочкой, проделывает эти опыты и объясняет выполнение, что показывают эти опыты, смысл, что можно объяснить этими экспериментами).

Существует ли электрическое поле вокруг электрона? Ответ обоснуйте.

Если к заряженному электроскопу поднести горящую спичку, он довольно быстро разряжается. Почему?

Как можно обнаружить электрическое поле вблизи заряженного тела?

Если заряженной эбонитовой палочкой коснуться руки человека, то утратит ли палочка весь имеющийся на ней заряд? А если коснуться руки заряженной медной палочкой? Ответ обоснуйте.

3. Изучение нового теоретического материала.

Согласно теории, в телах имеются свободные электроны, движением которых объясняются различные электрические явления. Эти электроны совершают хаотическое движение.

Заряжаем один электрометр максимально, соединяем проводником с другим электрометром. Наблюдаем уменьшение показаний первого и увеличение показаний второго.

Объяснение: под действием электрического поля электроны проводимости перемещаются по проводнику.

Движение направленных электронов проводимости в металлических проводниках под действием поля называют электрическим током.

В других проводниках под действием поля могут двигаться любые заряженные частицы ионы, электроны.

Демонстрация: (действие электрического тока в проводнике на магнитную стрелку).

Для существования электрического тока необходимы условия:

1. наличие свободных электронов в проводнике;
2. 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 всё это время поддерживать в нём электрическое поле.

Электрическое поле в проводниках создаётся и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.

Источники тока бывают различными, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Работа эта совершается сторонними силами. Такие силы не имеют 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 счёт энергии химических процессов, получили название гальванических.

В электрофорной машине в электрическую энергию превращается механическая энергия.

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 превращается в электрическую энергию – это явления фотоэффекта.

На нём основано устройство и действие фотоэлементов.

В источниках тока за счёт сил неэлектрического происхождения происходит разделение заряженных частиц, в результате чего полюса источника оказываются заряженными разноимённо.

Источники тока, у которых разделение зарядов происходит за счёт энергии химических процессов, получили название гальванических. Такое название было предложено итальянским учёным Вольта в 1796 году в честь учёного Гальвани.

Аккумулятор нужно ещё зарядить, т.е. пропустить через него ток. При прохождении тока между пластинами и кислотой происходит химическая реакция. Его “заряжают”, пропуская через него ток. Только после этого он становится источником тока.

К клеммам гальванометра демонстрационного амперметра присоединить медные провода. К концу одного из них прикрепляется исследуемый провод или гвоздь. Воткнём медный провод и гвоздь в картофелину – стрелка гальванометра отклонится.

Объяснение: раствор минеральных солей, содержащихся в картофеле, и разнородные проволоки образуют гальванический элемент.

(Рабочая тетрадь: урок № 30 с.57 – работа в классе.)

Оборудование: источник тока, ключ, амперметр, лампочка, кювета с налитой в неё водой и крышкой, два угольных электрода, медицинский флакончик с поваренной солью, стеклянная палочка.

5. Домашнее задание: § 32, задание 6 учебника с.77.

Италия. Болонья. 1780 год. Профессор анатомии Луиджи Гальвани с двумя ассистентами препарирует лягушек. На столе в некотором отдалении стоит электрическая машина. Исследования по электричеству проводятся в научном мире весьма интенсивно. Уже описан электрический скат. Уже Б.Франклин извлёк “электрический флюид” из туч с помощью воздушного змея, зарядил электроскоп и доказал идентичность атмосферного электричества тому, что образуется при натирании стекла. Ещё не разделяют электрический заряд и электрический ток, он уже зреет мысль о единой природе всех видов электричества (до открытия электрона остаётся ещё более 100 лет).
Один из ассистентов обращает внимание профессора: при касании скальпелем ещё влажной мышцы она время от времени дёргается, сокращается. Другой ассистент, работавший с электрической машиной. Подметил, что мышца дёргается всякий раз, когда в машине проскакивает электрическая искра.

Однажды влажные лапки лягушки были развешан на медных крючках на железной решётке, окружавшей висящий садик дома Гальвани. Ясная погода, лёгкий ветерок колышет влажные лаки. Ни молнии, ни заземления. А мышцы сокращались, когда касались свободным концом железной решётки! По слухам, это заметила супруга Гальвани, о чём и уведомила учёного криком.

Гальвани понял: электричество в атмосфере не было главным; всё дело во влажной мышце и в металлах. И опыты продолжались на столе в лаборатории. Перебрав множество металлов, Гальвани выяснил, что наиболее сильные сокращения мышц происходят при контакте мышцы с медью и серебром.

Алессандро Вольта, профессор физики из Павии (Италия), с недоверием относился к “животному” электричеству.

Главная мысль Вольта: мышцы лягушки не источник электричества, а всего лишь весьма чувствительный прибор для регистрации тока. А источником являются металлы – медь и серебро. Вольта заменяет лапку лягушки другим измерителем тока… собственным языком! При протекании тока язык ощущает кислый привкус, это Вольта установил из опытов с электрической машиной. Чем больше ток, тем сильнее ощущение кислоты. Четыре года Вольта исследует различные пары металлов, добиваясь наибольшего эффекта. Позднее язык он заменил специальным электроскопом.

Вот он, простейший и первый источник тока, созданный Вольта!