Методическая разработка урока по физике "Законы постоянного тока" (2 курс)

Обобщающий урок по теме "Законы постоянного тока

Цели урока:

• Образовательные:

  • повторить и обобщить знания основных понятий и законов постоянного тока;

  • совершенствовать навыки решения расчётных и качественных задач;

  • проверить и оценить уровень усвоения знаний учащихся по данной теме.

• Развивающие:

  • развивать умения переноса опорных знаний учащихся в новую ситуацию;

  • развивать познавательную активность учащихся;

  • стимулировать логическое мышление, творческие способности учащихся;

  • развивать навыки самоконтроля и взаимоконтроля;

  • развивать коммуникативные способности учащихся.

• Воспитательные:

  • формировать навыки коллективной работы в сочетании с самостоятельной деятельностью учащихся;

  • воспитывать волевые качества, стремление к победе.

Тип урока: урок контроля и оценки знаний.

Оборудование: персональный компьютер, мультимедийный проектор, экран, карточки с заданиями, оценочные листы, плакаты с фотографиями учёных, песочные часы.

Подготовительная работа: за неделю до проведения урока учебную группу делят на 2 команды по 10 человек, выбирают капитанов. Командам предлагается домашнее задание: визитка, доклад.

Эпиграф урока: «Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят ещё раз». (Античный афоризм)

ХОД УРОКА

Организационный момент

Вступительное слово преподавателя:

Пусть кипит работа,
Сложны соревнованья,
Успех решает не судьба,
А ваши знанья!

– Сегодня у нас необычный урок-соревнование по теме «Законы постоянного тока» (обоснование темы и цели урока). Учебная группа разделена на две команды: команда Ома и команда Джоуля – Ленца. Командам  предстоит пройти испытания в 5 конкурсах.

Конкурсы:

1. Визитка.
2. Разминка.
3. Раз задача, два задача.
4. Кроссворд.
5. Домашнее задание.

Оценивать правильность  ответов будет компетентное жюри (представление жюри).

Первый конкурс «Визитка»

Визитной карточкой команды является краткая биография учёного, его вклад в науку, открытые им законы. Конкурс оценивается по критериям:

1. Содержание – 3 балла.
2. Подготовка презентации – 1 балл.
3. Оригинальность – 1 балл.

Команда Ома

Команда Джоуля – Ленца

Второй конкурс «Разминка»

Физический диктант: учащиеся в быстром темпе записывают окончание каждой фразы на листках и представляют жюри. Время работы – 5 минут.

1) Электрический ток – это...
2) Единица измерения электрического сопротивления …
3) Формула закона Ома для участка цепи…
4) Действия электрического тока…
5) Мощность тока равна…
6) Прибор для измерения электрического напряжения…
7) Общее сопротивление при последовательном соединении равно…
8) Все потребители находятся под одним и тем же напряжением при…
9) Причиной сопротивления является…
10) Электрическое сопротивление зависит от…
11) Работа электрического тока равна…
12) Амперметр включается в цепь…
13) Формула закона Джоуля – Ленца…
14) Электрический ток направлен от…
15) Формула закона Ома для полной цепи…

Третий конкурс «Раз задача, два задача»

Команды получают пакет с 10 заданиями. Каждый учащийся вносит свой вклад в успех. Капитаны команд организуют работу, распределяют задания по степени сложности, дают советы. По окончании конкурса листки с решениями сдаются жюри. За каждое верно выполненное задание – 1 балл.

Задания для 1 команды:

1. Сопротивление резистора R₂ в 2 раза больше сопротивления резистора R₁. На каком резисторе  в схеме под напряжением выделится большее количество теплоты? Ответ обоснуйте.

2. Сопротивление проволоки, у которой площадь поперечного сечения 0,1 мм², равно 180 Ом. Какой площади поперечного сечения надо взять проволоку той же длины и того же материала, чтобы сопротивление получилось 36 Ом?
3. Сколько разных значений сопротивления можно получить, соединяя по-разному три резистора по 4 Ом каждый?
4. Определите  стоимость электроэнергии, потребляемой телевизором в течении 2ч, если стоимость 1 кВтч равна 2 рубля, а потребляемая телевизором мощность от сети –150Вт.
5. Найдите эквивалентное сопротивление, если R₁ = 6 Ом; R₂ = 12 Ом; R₃ = 5 Ом; R₄ = 4 Ом; R₅ = 2 Ом; R₆ = 4 Ом.

6. Назовите прибор для измерения разности потенциалов.

7. Найдите ошибки: I = UR; P = I²/R; A = U R t; Q = I R t; R = ρ/S l; 1В = 1 Дж*Кл   
8. Когда сила тока в цепи больше: когда вся никелиновая спираль, включённая в электрическую цепь, находится в воде или когда часть её вынута из воды?
9. Найдите t из формулы  Q = I² R t и проверьте правильность найденного выражения по размерности.
10. Подумайте, как можно измерить напряжение городской сети, превышающее 200В, если имеются два вольтметра со шкалами только до 150 В.

Задания для 2 команды:

1. Одинакова ли мощность тока в резисторах на схеме, если R₁ = 10 Ом;  R₂ = 5 Ом?

2. Какой длины надо взять железную проволоку площадью поперечного сечения 2 мм², чтобы её сопротивление было такое же, как сопротивление алюминиевой проволоки длиной 1 км и сечением 4 мм²?
3. Сколько разных значений сопротивления можно получить, соединяя по-разному три резистора по 2 Ом каждый?
4. Расход энергии в электрической лампе при силе тока 0,5 А в течении 8ч составляет 1728 Дж. Чему равно сопротивление лампы?
5. Найдите эквивалентное сопротивление, если R₁ = 3 Ом; R₂ =  R₃ = 20 Ом; R₄ = R₅ = R₆ = 30Ом; R₇ = 3 Ом.

6. Назовите прибор для накопления электрического заряда.

7. Найдите ошибки: R = I²U; P = U²R; A = q R; Q = ρ I/S; 1А = 1Кл*с 
8. До какой температуры может нагреться никелиновая спираль электрического нагревателя, опущенного в стакан с водой, если нагреватель включён в сеть?
9. Найдите t из формулы A = I U t и проверьте правильность найденного выражения по размерности.
10. Подумайте, как будет меняться напряжение на лампе, если уменьшить сопротивление последовательно включённого с ней реостата?

Четвёртый конкурс «Кроссворд»

Команды в течение 10 минут разгадывают кроссворды. Ответы сдаются жюри.
За каждое верно отгаданное слово – 1 балл.

Кроссворд « Электрическое освещение»

1. Английский учёный, установивший на опыте, от чего зависит количество теплоты, выделяемой при прохождении по проводнику электрического тока. 2. Русский учёный, пришедший к такому же открытию. 3. Часть электрической лампы накаливания, которая ввинчивается в патрон.  4. Русский учёный, открывший явление электрической дуги. 5. Металл, из которого  изготавливают спираль лампы накаливания. 6. Изобретатель первой лампы накаливания, пригодной для практического использования. 7. Изобретатель дуговой лампы – электрической свечи. 8. Американский изобретатель, усовершенствующий лампу накаливания и создавший для неё патрон. 9. Материал, из которого изготавливают баллон лампы накаливания. 10. Газ, применяемый для заполнения ламп накаливания.

Ответы: 1. Джоуль. 2. Ленц. 3. Цоколь. 4. Петров. 5. Вольфрам. 6. Лодыгин. 7. Яблочков.  8. Эдисон. 9. Стекло. 10. Азот.

Пятый конкурс «Домашнее задание».

Капитанам предлагается тянуть жребий. На одно выступление команды наложен регламент 7 минут.
Конкурс оценивается по критериям:

1. Содержание – 6 баллов.
2. Подготовка презентации – 3 балла.
3. Оригинальность – 1 балл.

В жизни мы имеем дело с множеством электрических приборов, поэтому потребность в специалистах – электриках ещё не отпала. Каждый встречающийся с электрическими установками должен ясно представлять опасность, связанную с электрическим током, неуклонно выполнять требования правил безопасности труда. Безопасным для человека считается сила тока около 1мА, сила тока 10мА приводит к серьёзным поражениям. Высокое напряжение опасно для жизни: действие тока  I = 1А при напряжении U = 105 В приводит к выделению мощности P = 105 Вт. За 1с при этом выделяется энергия, равная кинетической энергии груза массой m = 103 кг,  упавшего с высоты h = 10м. Для работы в сыром помещении безопасным считают напряжение 12 В, в сухом – до 36 В.

 Доклад команды Джоуля – Ленца: « Действие электрического тока на тело человека».

Ток, который протекает по телу, определяется законом Ома, а значит, зависит от приложенного напряжения и от сопротивления тела: сопротивление кожи при контакте является определяющим фактором, который ограничивает ток. Следовательно, в большинстве случаев ток, протекающий через тело, в основном зависит от состояния кожи в точке контакта. Сухая кожа имеет высокое сопротивление, а мокрая – низкое, т.к. ионы, присутствующие во влаге, обеспечат беспрепятственное прохождение тока в тело. При сухой коже сопротивление между крайними точками тела, например, от ноги до руки или от одной руки до другой, может достигать 105 Ом. Полное сопротивление тела между потными руками равно примерно 1500 Ом.
Поэтому характерные значения силы тока, возникающие при контакте с неизолированными элементами бытовой сети напряжением 220 В, составляют:

I₁ = 220 В: 10⁵ Ом = 2,2 мА (сухая кожа)
I₂ = 220 В: 1500 Ом = 150 мА (мокрая кожа )

Наиболее чувствительны к электрическому току мозг, грудные мышцы и нервные центры, которые контролируют дыхание и сердце, Если ток проходит через сердце, то возникают нескоординированные сокращения желудочков, Этот эффект называется желудочковыми фибрилляциями. Однажды возникнув, они не прекращаются, даже если прекратилось действие вызвавшего их тока. В состоянии желудочковых фибрилляций сердце может быть приведено токами от 50 до 100 мА. В течение 1-2 мин. сердечные мышцы, не получающие коронарной крови, слабеют, их уже нельзя снова привести в состояние нормальных сокращений, наступает смерть. Обычная техника, применяемая для дефибрилляции, заключается в пропускании через сердце импульса тока силой примерно 10 А и длительностью несколько миллисекунд.

 Доклад команды Ома: «Поражение током в быту и первая помощь пострадавшему».

Токи, величины которых недостаточны, чтобы вызвать желудочковые дефибрилляции, могут привести к остановке дыхания, парализуя действие нервных центров, контролирующих лёгкие. Этот эффект сохраняется даже после прерывания тока. Дыхательный паралич может возникнуть от токов силой от 20 до 100 мА. Даже при 10 мА грудные мышцы могут сократиться так, что дыхание прекратиться. Некоторые эффекты действия токов на организм приведены в таблице.

Возможность получить электрический шок существует во многих повседневных ситуациях. Источниками смертельных  ударов током являются электрические устройства, которые собраны неправильно, неаккуратно или же используются не по назначению. Предположим, что нагревательная спираль соединилась с металлическим корпусом обогревателя (например, если изоляция проводника истёрлась), а человек заземлён (стоит на влажном полу). Тогда сопротивление его тела низкое, через него пойдёт значительный ток, что может привести к смертельному исходу.
При подобных несчастных случаях прежде всего необходимо освободить человека от дальнейшего воздействия на него электрического  тока. При низком напряжении  можно воспользоваться сухой палкой, доской, верёвкой, одеждой или другими сухими изоляторами. Нельзя пользоваться металлическими или мокрыми предметами. Ни в коем случае нельзя работать неизолированными руками: в противном случае вы тоже окажетесь в этой цепи и не сможете освободиться. Оказывающий помощь может надеть резиновую обувь, встать на сухую доску, на непроводящую подстилку, надеть резиновые перчатки. Пострадавшему дать полный покой, расстегнуть пояс и одежду, дать понюхать нашатырный спирт, а также растереть и согреть тело.
Если пострадавший не подаёт признаков жизни, следует сделать ему искусственное дыхание и массаж сердца. В любом случае при поражении электрическим током надо вызвать врача.

Подведение итога.

Слово жюри. Награждение команд. Победителям вручаются ордена «Знатоки электричества».