Открытый урок «Электрический ток в различных средах».

«Электрический ток в различных средах».

Цель урока: углубить и закрепить знания, сформировать умения и навыки применения знаний на практике.

Задачи урока:

- образовательная: вооружать учащихся глубокими знаниями, формировать самостоятельность в достижении и обобщении знаний;

- воспитательная:  воспитание сознательной дисциплины, воспитание коллективизма и товарищества;

- развивающая: развитие общего кругозора учащихся, выделять главное, делать обобщения, выводы, сравнения; комплексное применение знаний

Тип урока: урок применения ЗУН

Раздаточный материал: тестовые задания, таблица для заполнения, домашняя контрольная работа.

Методы:  фронтальная работа, индивидуальная и групповая работы.

План урока:

1.       Организационный момент (1 мин).

2.       Актуализация знаний (10-11 мин).

3.       Контроль знаний (7 мин).

4.       Решение задач (работа в группах) (20 мин).

5.       Подведение итогов (1 мин).

На доске заранее приготовлены «неправильные» рисунки, таблица правильных ответов к тестам, шкала оценок, таблица для заполнения по теме (см. приложение).

Здравствуйте, ребята! Приготовились к уроку, успокоились, настроились на активную работу. Мы с вами приступили к большому подразделу электричества: «Электрический ток в различных средах». Рассмотрели ток в проводниках, полупроводниках и электролитах. Целью нашего сегодняшнего урока является закрепление  теоретических знаний, отработка практических навыков решения задач, так как умение решать такого типа задач помогает на производстве от нежелательного эффекта, например, при покрытие поверхности предмета каким-либо металлом.

Прежде чем приступить к непосредственному решению задач, нам необходимо вспомнить некоторые свойства и формулы, которые нам помогут в дальнейшем. По мере ответов учащихся вы заполняете свои листочки с таблицей сравнения, которые вы вклеите в свои тетрадочки.

                                          I.                        Итак, обращаем внимание на первую доску: (рис.)

1.       В чем ошибка на рисунке?

2.       Что называется электрическим током?

3.       Основные условия существования электрического тока.

4.       Какие вещества называются проводниками? Основные носители …

5.       Что такое электронный газ?

6.       Каким образом определяется сила тока в металлах с точки зрения электронной теории?

7.       При прохождении электрического тока через проводник, он оказывает ему сопротивление. Объяснить, что это такое и его влияние.

8.       Каким образом сопротивление зависит от температуры? Какой график соответствует для проводников?

9.       Что можно сказать о другом графике?

                                      II.                       

1.        Где спряталась ошибка на этом рисунке?

2.       Какие вещества называются полупроводниками? Примеры.

3.       Какой полупроводник называется собственным? Носители …

4.       Что такое электронная проводимость? Носители …

5.       Что такое дырочная проводимость? Носители …

6.       Что делают для повышения проводимости полупроводников? Каков график зависимости сопротивления от температуры для полупроводников?

7.       Что такое донорная примесь?

8.       Что такое акцепторная примесь?

9.       Где используются полупроводники? Главное свойство p-n-перехода. Каким образом необходимо подключать?

                                   III.                       

1.       В чем ошибка на этом рисунке?

2.       Что называется электролитом? Основные носители …

3.       Откуда берутся ионы? Что такое электролитическая диссоциация?

4.       Что называется степенью диссоциации?

5.       Что такое электролиз?

6.       Как  рассчитать массу выделившегося вещества?

7.       Что такое k? Физический смысл, единицы измерения.

8.       Что такое химический эквивалент?

9.       Какова взаимосвязь с электрохимическим эквивалентом?

Молодцы! Вспомнили основные свойства, формулы, а теперь выполняем тестовое задание. На это задание вам дается 5 мин.

Теперь поменялись листочками и начинаем проверять работу своего соседа. Если нет ответа – автоматически ставится прочерк. Оценочная шкала перед вами, поставили оценки и быстренько сдаем мне работы.

Хочу обратить ваше внимание на то, что вам предлагается домашняя контрольная работа из подобных задач, которые вы будете решать сейчас на уроке. Обратите внимание: задачи разделены на уровни – 1-2 задачи – средний уровень, 3-4 задачи – достаточный уровень, 5 задача – высокий уровень.

А теперь разбиваетесь по группам и приступаете к решению задач. Для большего эффекта – говорю вам сразу: у нас с вами работа подобно соревнованиям – та команда которая больше правильно решит задачи получит высший балл. Затем мы с вами рассмотрим кратко решение каждой задачи, решение которых  (до числового ответа) вы сдаете мне, время работы вам дается 15 минут, а затем мы приступим к разбору наиболее трудных задач – это достаточный и высокий уровень.

Задачи:

1.     Через два медных проводника, соединенных последовательно, проходит электрический ток. Сравните скорость упорядоченного движения электронов, если диаметр второго проводника в 2 раза меньше, чем первого.

2.     Электролизом получено 120 мг меди. Сколько серебра можно получить, если через соответствующий электролит пройдет то же количество электричества?

3.     Деталь площадью 100 см² надо покрыть слоем хрома толщиной 40 мкм. Сколько времени будет продолжаться электролиз при силе тока 15 А? электрохимический эквивалент хрома 1,8*10^-7 кг/Кл

4.     Каков расход электроэнергии W на получение m=1 кг алюминия, если электролиз ведется при напряжении U=10 В, а КПД установки η=0,8?

5.     В процессе электролиза раствора НСl по цепи прошел электрический заряд 8,32*10⁴ Кл. Выделенным при этом свободным хлором, имеющим температуру 300 К, заполнили пустой баллон вместимостью 5 л. Определите давление газа в баллоне.

6.   Электрическое серебрение изделия происходит при плотности тока 0,55 А/дм². С какой скоростью нарастает слой серебра?

Учащиеся решают задачи, по мере возникновения  вопросов учитель им помогает. По окончании времени разбираются задачи в «общем виде». Оценка ставится за количество правильно решенных задач группой и защиту у доски.

Итак, ребята, сегодня мы с вами рассмотрели задачи, которые решаются рабочими на производстве, углубили знания не только теоретические

Приложение:

Электрический ток в различных средах

Вариант №1

1.                   Какими носителями электрического заряда создается электрический ток в металлах?

А) электронами и положительными ионами

Б) отрицательными и положительными ионами

В) электронами

Г) положительными и отрицательными ионами и электронами

Д) только положительными ионами

2.                   Каким типом проводимости обладают полупроводниковые материалы без примесей?

А) не проводят электрический ток

Б) в основном электронной

В) в основном дырочной

Г)в равной мере электронной и дырочной

Д) нельзя ответить однозначно, т.к. не задана температура

3.                   Какое минимальное количество электричества (по абсолютному значению) может быть перенесено электрическом током через металлический проводник?

А) 1 Кл   Б) 1,6*10^-19 КЛ   В) 3,2*10^-19 Кл   Г) зависит от вещества проводника    Д) любое сколь угодно малое

4.                   Нагревание металлических проводников при прохождении по ним тока объясняется:

А) столкновениями электронов между собой

Б) передачей энергии электронами ионам кристаллической решетки при их столкновениях

В) столкновениями ионов кристаллической решетки между собой

Г) увеличением скорости движения электронов

Д) среди ответов А-Г нет верного

5.                   Какие действия электрического тока наблюдаются при прохождении его через металлический проводник?

А) тепловое, химическое, магнитное

Б) химическое и магнитное

В) тепловое и магнитное

Г) тепловое и химическое

Д) только магнитное

6.                   Какие действия электрического тока наблюдаются при прохождении его через электролиты?

А) тепловое, химическое, магнитное

Б) химическое и магнитное

В) тепловое и магнитное

Г) тепловое и химическое

Д) только магнитное

7.                  

А) 1    Б) 2    В) 3   Г) 4    Д) такого графика на рисунке нет

8.                   Каким типом проводимости обладают полупроводниковые материалы с акцепторными примесями?

А) в основном дырочной

Б) в основном электронной

В) в равной мере электронной и дырочной

Г) тип проводимости зависит от температуры

Д) тип проводимости зависит от концентрации примеси

9.                   Основными носителями зарядов в полупроводниках p-типа являются:

А) электроны примеси

Б) дырки примеси

В) электроны основного вещества

Г) дырки основного вещества

Д) электроны и дырки основного вещества

10.               Как выражается в системе СИ электрохимический эквивалент данного вещества?

А) k= кг*Кл          Б) k=кг/Кл           В) k=кг*А         Г) k= кг/А      Д) k=Кл*А

Электрический ток в различных средах

Вариант №2

1.                   Какими носителями электрического заряда создается электрический ток в растворах электролитов?

А) электронами и положительными ионами

        Б) отрицательными и положительными ионами

В) электронами

Г) положительными и отрицательными ионами и электронами

Д) только положительными ионами

2.                   Увеличение сопротивления металлических проводников с увеличением температуры объясняется …

А) увеличением числа свободных электронов

Б) более частыми столкновениями свободных электронов с ионами решетки

В) более частыми столкновениями ионов кристаллической решетки между собой

Г) увеличение скорости дрейфа электронов

Д) среди ответов А-Г нет верного

3.                   Зависимость удельного сопротивления проводника от температуры выражается формулой:

А) ρ=ρ₀(1+α)t     Б) ρ=ρ₀(1+αt)      В) ρ=ρ₀/(1+αt)       Г) ρ=ρ₀(1-α)t        Д) ρ=ρ₀(1+t)

4.                   Какое минимальное количество электричества (по абсолютному значению) может быть перенесено электрическом током через раствор электролита?

А) 1 Кл   Б) 1,6*10^-19 КЛ   В) 3,2*10^-19 Кл   Г) зависит от вещества электролита    Д) любое сколь угодно малое

5.                   Какие действия электрического тока наблюдаются при прохождении его через сверхпроводник?

А) тепловое, химическое, магнитное

Б) только магнитное

В) химическое и магнитное

Г) тепловое и магнитное

Д) тепловое и химическое

6.                  

А) 1   Б) 2     В) 3       Г) 4     Д) такого графика на рисунке нет

7.                   Каким типом проводимости обладают полупроводниковые материалы с донорными примесями?

А) в основном дырочной

Б) в основном электронной

В) в равной мере электронной и дырочной

Г) тип проводимости зависит от температуры

Д) тип проводимости зависит от концентрации

8.                  

А) 1   Б) 2    В) 3     Г) 4     Д) такого графика на рисунке нет

9.                   Основными носителями зарядов в полупроводниках n-типа являются:

А) электроны примеси

Б) дырки примеси

В) электроны основного вещества

Г) дырки основного вещества

Д) электроны и дырки основного вещества

10.               Основное свойство контакта двух полупроводников с проводимостью разного типа:

А) не пропускать электрический ток

Б) пропускать электрический ток только в направлении из p-типа и n-типа

В) пропускать электрический ток только в направлении из n-типа в p-типа

Г) из p-типа в n-типа пропускать ток хорошо, а обратно – плохо

Д) из n-типа в p-типа пропускать ток хорошо, а обратно – плохо

Домашняя контрольная работа.

Вариант №1.

1.       Какова средняя скорость упорядоченного движения электронов в проводе с площадью поперечного сечения 3 мм²  при  силе тока 5 А? концентрация электронов проводимости равна 8*10²⁸ м^-3.

2.       Электролиз проходил 5 мин при силе тока 1,5 А. при этом на катоде выделилось 137 мг некоторого вещества. Какое это вещество?

3.       Сколько двухвалентного никеля можно выделить электролитическим путем из водного раствора сульфата никеля за 1,2 ч? Напряжение на зажимах ванны 4 В, сопротивление электролита 2,5 Ом.

4.       Два алюминиевых провода включены в цепь последовательно. Сравните скорости v₁ и v₂ упорядоченного движения электронов в этих проводах, если 1) длина проводов одинакова, а диаметр первого провода в 2 раза больше, чем диаметр второго; 2) диаметр проводов одинаков, а длина первого провода в 2 раза больше, чем длина второго.

5.       При электролизе подкисленной воды через ванну прошел заряд q=7500 Кл. выделившийся кислород находится в объеме V=0,5 л под давлением р=101 кПа. Какова его абсолютная температура Т?

Домашняя контрольная работа.

Вариант №2

1.       Сила тока в проводе равна 1 А. сколько электронов проходит через поперечное сечение провода за 1 нс?

2.       Медный провод длиной 1 км имеет сопротивление 2,9 Ом. Найдите вес провода.

3.       За 10 мин  в гальванической ванне выделилось 0,67 г серебра. Ампермерт, включенный последовательно с ванной, показывал 0,9 А. верно ли показание амперметра?

4.       Два алюминиевых провода включены в цепь последовательно. Сравните скорости v₁ и v₂ упорядоченного движения электронов в этих проводах, если: а) длина  проводов одинакова, а диаметр первого провода в 2 раза больше, чем диаметр второго; б) диаметр проводов одинаков, а длина первого провода в 2 раза больше, чем длина второго.

5.       Деталь надо покрыть слоем хрома толщиной 40 мкм. Сколько времени будет продолжаться электролиз при плотности тока 1,5 кА/м²? Электрохимический эквивалент хрома 1,8*10^-7 кг/Кл.

Таблица для обобщения и систематизации.