Конспект урока по физике: Закон Ома для участка цепи без ЭДС

ПЛАН УРОКА ПО ФИЗИКЕ

Тема урока: Закон Ома для участка цепи без ЭДС.

Дидактические цели урока:

Образовательные:

- рассмотреть зависимость силы тока от напряжения и сопротивления участка цепи, сформулировать закон Ома для участка цепи;

- научиться применять формулы закона Ома при решении задач;

Развивающие:

- развивать познавательный интерес обучающихся к предмету физика, интеллект, мыслительные способности, навыки устного счёта.

Воспитательные:

- воспитывать ответственное отношение к процессу обучения;

- на примере известного физика Георга Ома воспитывать умение добиваться поставленных целей.

Методическая цель урока: самостоятельная работа обучающихся на уроке

Тип урока: Урок усвоения новых знаний на основе имеющихся.

Материально-техническое оснащение урока: лабораторное оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, лампочка, реостат, соединительные провода, резистор, катушка, омметр.

Межпредметные связи: Математика – устный счёт при простых вычислениях, понятие прямо пропорциональной и обратно пропорциональной зависимости.

ХОД УРОКА

Организационный момент - 1мин.

Взаимное приветствие учащихся и преподавателя, проверка отсутствующих и готовности группы к уроку, организация внимания учащихся.

Сообщение темы и целей урока - 1 мин.

Актуализация опорных знаний обучающихся - 7 мин.

Актуализация опорных знаний производится в форме фронтального опроса с использованием оборудования (источник тока, амперметр, вольтметр, лампочка, реостат, соединительные провода, резистор, катушка, омметр).

Вступление учителя: Электрический ток окружает нас повсюду. Он согревает и освещает наш дом, помогает приготовить пищу, развлекает нас, незаменимый помощник в нашей работе.

Вопросы для учащихся

1. Что такое электрический ток?

Предполагаемый ответ: электрическим током называется упорядоченное направленное движение свободных заряженных частиц.

2. Какой ток называется постоянным?

Предполагаемый ответ: электрический ток, который не меняется ни по величине, ни по направлению, называется постоянным.

3. Какое действие оказывает ток на проводник? В чём выражается это действие?

Предполагаемый ответ: проходя по проводнику, ток оказывает на него тепловое, магнитное и химическое действие. Тепловое действие проявляется в том, что проводник нагревается. Магнитное действие проявляется в том, что вокруг любого проводника с током всегда возникает магнитное поле. Химическое действие заключается в том, что при прохождении тока изменяется химический состав проводника (в растворах электролитов).

Тепловые, магнитные и химические свойства эл. тока зависят от силы тока. Изменяя силу тока в цепи, можно регулировать эти действия. Чтобы управлять силой тока, надо знать – отчего же зависит сила тока?

В начале 19 века немецкий учёный Георг Ом установил зависимость между основными характеристиками электрического тока: силой тока, напряжением, сопротивлением. Эта зависимость вошла в историю как Закон Ома.

Повторим эксперименты Ома и убедимся в справедливости этого закона. Для этого нам необходима эл. цепь.

4. Назовите элементы электрической цепи, представленные на столе?

Обучающиеся называют предлагаемые им физические приборы, оборудование, поясняют, для чего предназначены амперметр, вольтметр, омметр.

5. Что такое участок цепи?

Предполагаемый ответ: часть электрической цепи, не содержащая источник тока, называется участком цепи.

 Что из названного оборудования не может быть частью участка цепи?

Предполагаемый ответ: источник тока не может быть частью участка цепи.

6.Правило включения в цепь Вольтметра – параллельно, Амперметра – последовательно.

Изучение нового материала (15 мин.)

Повторим эксперименты Ома и убедимся в справедливости этого закона.

Сначала установим зависимость Силы тока от Напряжения.

Для этого нам необходимо собрать эл. цепь как показано на схеме. Нам понадобятся следующие приборы: источник эл. тока, ключ для замыкания цепи, эл. лампочка и приборы: амперметр и  вольтметр. Подключать приборы в цепь будем строго соблюдая полярность. Для эксперимента нам понадобятся не один, а несколько источников тока, которые позволят создавать различное напряжение в цепи. Возьмем несколько батарей: 1,5 В, 4,5 В, 9 В и 12 В.Устанавливая эти источники поочередно в цепь, будем определять значение силы тока с помощью амперметра и заносить значение напряжения и силы тока для каждого случая в таблицу.

1.    Выберем сначала в качестве Источника тока – батарею 1,5 В и замкнем цепь. Показания приборов запишем в таблицу.

2.    Разомкнем цепь и поменяем источник тока – 4,5 В. Запишем показания значений приборов в таблицу. Повторим эти действия для источников – 9В и 12 В. Запишем показания приборов в таблицу.

3.    Проанализируем полученные результаты и построим график. Обратим внимание – что сила тока увеличивалась во столько раз во сколько увеличивалось напряжение.

4.    4,5 В больше чем 1,5 В в три раза. Соответственно 0,3 А больше 0,1 А тоже в три раза.

(при1,5 В – 0,1 А, при 4,5 В – 0,3 А, при 9 В – 0,6 А, при 12 В – 0,8 А. Эта зависимость на графике образует прямую. Опыт показывает: во сколько раз увеличивается напряжение в цепи, во столько же раз увеличивается сила тока. То есть сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника: I ̴ U.

Продолжим эксперименты.

5.    Теперь проверим: как зависит сила тока от сопротивления при постоянном напряжении в цепи. Для этого будем изменять сопротивление. Будем изменять сопротивление в цепи, включая поочередно один из трех резисторов: 3 Ом, 9 Ом и 15 Ом.

Выберем резистор сначала – 3 Ом. Замкнем цепь. Запишем показания амперметра в таблицу. Повторим эти действия для резистора 9 и 15 Ом. По полученным данным построим график. (3 Ом – 1,5 А, 9 Ом – 0,5 А, 15 Ом – 0,3 А). Получим график зависимости силы тока от сопротивления. Проанализируем значения в таблице. Обратите на то, что с увеличением сопротивления сила тока уменьшается. Во сколько раз увеличивается сопротивление, во столько раз уменьшается сила тока.

Делаем вывод: сила тока обратно пропорциональна сопротивлению: I  ̴  .

Объединим полученные результаты двух экспериментов. Мы видим, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи и обратно пропорциональна сопротивлению. Эта зависимость и была сформулирована Георгом Омом в 1827г.как Закон Ома для участка цепи.

Формулировка закона Ома и запись формулы:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи. I =

I – сила тока (Ампер – А);

U – напряжение на участке цепи (вольт – В);

R – сопротивление (Ом); (Формулировку и формулу записываем в конспект)

Вопрос: что означают понятия прямо пропорциональная и обратно пропорциональная зависимость?

Предполагаемый ответ:

Если зависимость прямо пропорциональная, то при возрастании одной величины возрастает и другая, зависящая от неё величина. При обратно пропорциональной зависимости возрастание одной величины приводит к уменьшению другой, зависящей от неё величины.

6.Закрепление изученного материала (20 мин.)

1. Работа по преобразованию формулы закона Ома, подготовка к решению задач.

Используя эту зависимость I = , можно выполнить расчёты электрической цепи: определить силу тока, сопротивление и напряжение на данном участке.

В помощь тем, кто затрудняется в преобразовании формул, предлагается «магический» треугольник.

 

2. Решение задач на применение формулы закона Ома.

Учащимся предлагаются готовые задачи, которые каждый проверяет самостоятельно в тетради. Выдержав паузу, примерно равную времени, которое необходимо для решения первой задачи, преподаватель вызывает одного из обучающихся к доске. Затем на доске другими обучающимися последовательно выполняются и другие задачи. Проверка правильности полученных ответов осуществляется с помощью интерактивного плаката коллективно

 Рекомендация: при выполнении задания желательно не смотреть на формулы, а пытаться воспроизвести их в памяти.

Задание для обучающихся: применяя изученные формулы, определить неизвестную величину. «Проговариваем» свои действия, названия величин, единицы измерения.

 

Подведение итогов урока. (1 мин.)

Подведем итоги. На этом уроке вы убедились в справедливости закона Ома, повторив его эксперименты. Доказав зависимость силы тока от напряжения: убедились что сила тока прямо пропорциональна напряжению, убедились что сила тока обратно пропорциональна сопротивлению. Закон Ома позволяет вычислить все три характеристики электрической цепи: силу тока, напряжение и сопротивление.

1. Что нового вы узнали на данном уроке?

2. Чему вы научились?

3. Что было знакомо из школьного курса физики и помогало на этом уроке?

4. Что вызвало наибольшие затруднения?

Оценка работы учащихся (индивидуально и группы в целом)

Домашнее задание: В. Ф. Дмитриева и др. Физика для СПО; с. 206.