Урок по физике в 10 классе по теме: "Электростатика. Законы постоянного тока"

Методическая разработка урока по теме: "Электростатика. Законы постоянного тока"

Рейтинговая система контроля знаний предполагает бальную оценку всех конкурсных заданий. Ученики, наряду с командными баллами, имеют возможность получить и индивидуальные баллы. Что дает возможность преподавателю объективно оценить каждого ученика. В качестве поощрения, по итогам нескольких занятий предполагается освобождение особенно старательных учеников от контрольной работы, в зависимости от набранного количества баллов.

Методические рекомендации.

Форма проведения опроса в виде физического диктанта или теста – лото выбрана не зря. Это разновидность программированного опроса. Он позволяет, имея систему оценки, наиболее объективно и быстро оценить работу учеников. Что в свою очередь сокращает время, затрачиваемое на подведение итогов по каждому конкурсу. При подготовке вопросов для физического диктанта или теста-лото необходимо учесть, что вопросы должны быть короткими, точными и носить максимум полезной информации.

Конкурс – игра в детективов, позволяет расширить знания по данной теме, так как предполагает при построении вопросов определенную связь с другими предметами: биологией, экологией и т. д.

1. Физический диктант - 10 баллов.

1 - 5 ответов - 1 балл
5 - 10 ответов - 3 балла
10 - 15 ответов - 5 баллов
15 - 19 ответов - 8 баллов
20 ответов - 10 баллов

2. загадки - за каждый правильный ответ 1 балл.

3. Решение задач - 4 балла.

4 балла - полностью правильно решенная задача
3 балла - нет математического решения задачи
2 балла - не полностью выполнено решение задачи с точки зрения физики

4 Работа с плакатами - по 3 балла за полностью выполненное задание.

5 Тест- лото - 4 балла.

1 - 5 ответов - 2 балла
5 - 9 ответов - 3 балла
10 ответов - 4 балла

План урока

Тема: “Электростатика. Законы постоянного тока ”.

Цели:

• образовательная: повторение и обобщение знаний по теме: Электростатика. Законы постоянного тока; закрепление навыков решения задач
• воспитательная и развивающая: воспитание коллективизма и самостоятельности; развитие умений применять знания в новой ситуации, объяснять наблюдаемые явления.

Тип урока: итоговое занятия с элементами игры.

Оборудование урока:

• презентация,
• раздаточный материал.

Ход урока

1. Организационный момент.

1. Вступительное слово учителя (объявление темы, целей урока и определение задач).
2. Выборы экспертной комиссии.

2. Проверка знаний учеников.

а) конкурс  загадок (слайд)

ЗАГАДКИ

1. Как солнце горит, быстрее ветра летит, по силе себе равных не имеет. (молния).
2. Гори ясно, если знаешь правила то безопасно (электричество)
3. Без ног бежит, без огня горит (электричество).
4. Не на меру, не на вес во всех лампах оно есть (напряжение).
5. Без языка, а дает о себе знать (электрический ток).
6. Два брата - годами равные, характером разные (электрические заряды).
7. Дарья с Марьей видятся, да не сходятся (два заряда с одинаковыми знаками).
8. Без рук, без ног, а все его боятся (напряжение).
9. Хоть не собака, а кусается (электрический ток).
10. Все дети, как дети, а этот настырный. Испортил всем праздник - остался невинный (перегоревший проводник).

б) Физический диктант.   (слайд)

Вопросы

1. Обозначение и единицы измерения заряда.
2. Обозначение и единицы измерения силы тока.
3. Обозначение и единицы измерения напряжения.
4. Обозначение и единицы измерения сопротивления.
5. Обозначение и единицы измерения электрической емкости.
6. Обозначение и единицы измерения напряженности.
7. Обозначение и единицы измерения силы.
8. Обозначение и единицы измерения работы.
9. Формула закона Кулона.
10. Формула электрической емкости конденсатора.
11. Формула энергии заряженного конденсатора.
12. Формула, связывающая напряжение и напряженность электрического поля.
13. Формула силы тока.
14. Формула, выражающая закон Ома для участка цепи.
15. Формула зависимости сопротивления от размеров проводника.
16. Законы последовательного соединения проводников.
17. Законы параллельного соединения проводников.
18. Формула работы электрического тока.
19. Формула, выражающая закон Джоуля-Ленца.
20. Формула, выражающая закон Ома для полной цепи.

Ответы.

1. q, Кл
2. I, А
3. U, В
4. R, Ом
5. C, Ф
6. E, В\ м
7. F, Н
8. A, Дж
9. F = k* (q₁ * q₂) / r²
10. C = q / U
11. W = CU² / 2
12. E = U / d
13. I = q / t
14. I = U / R
15. R = *l / S
16. I = I₁ = I₂ =. . . = I_i
    U = U₁ + U₂ +. . . + U_i
    R = R₁ + R₂ +. . . R_i
17. U = U₁ = U₂ =. . . = U_i
    I = I₁ + I₂ +. . . + I_i
    1/R = 1/R₁ + 1/R₂ +. . . + 1/R_i
18. A = I * U * t
19. Q = I² * R * t
20. I = E / (R + r)

в) решение задач

1 вариант. 1.Какое количество теплоты выделяется в проводнике сопротивлением 20 Ом за 10 мин при силе тока в цепи 2А? 2. На заряд 2*10-7Кл в некоторой точке электрического поля действует сила 0,015Н. Определить напряженность поля в этой точке. 3. Разность потенциалов между обкладками конденсатора емкостью 0,1мкФ изменилась на 175В. Определите изменение заряда конденсатора. 4. Два одинаковых по величине и знаку точечных заряда, расположенных на расстоянии 3м друг от друга в вакууме, отталкиваются с силой 0,4Н. Определить величину каждого заряда. 5. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление элемента, если при включении сопротивления 1,5Ом элемент дает ток силой в 0,6А, а при включении сопротивления 2,5Ом – ток в 0,4А.

2 вариант. 1.Какое количество теплоты выделяется в проводнике сопротивлением 100 Ом  за  20 с   при  силе  тока  в цепи 3А? 2. Напряженность поля в некоторой точке о,4*103Н/Кл. Определить величину силы с которой поле в этой точке будет действовать на заряд 4,5*10-6Кл. 3. Конденсатор имеет электроёмкость 5 пФ. Какой заряд находится на конденсаторе, если разность потенциалов м/д пластинами 1000 В? 4. Два точечных одинаковых заряда взаимодействуют друг с другом с силой 0,4 мН, находясь на расстоянии 5 см друг от друга. Чему равен каждый заряд? 5. При замыкании источника электрического тока на сопротивление 5 Ом по цепи течёт ток 5 А, а при замыкании на сопротивление 2 Ом идёт ток 8 А. Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока.

г) работа с плакатами   (слайд)

Необходимо с помощью плаката “Электростатика. Законы постоянного тока” выбрать все, что касается определенной физической величины (обозначение, единицы измерения, закон, которым описывается и т. д. ). 1 в.- закон Ома для полной цепи, 2 в. – закон Ома для участка цепи.

F = k (q₁  q₂) / r² ;  C = q / U;  I = U / R; W = CU² / 2; I = E / (R + r); A = I  U  t;

Амперметр, гальванометр, вольтметр, калориметр, термометр, динамометр;

А, В, Вт, Ом, Дж, Кл, Ф, Н,

д) Программированный “Тест - лото”   (слайд)

о т в е т ы	ВОПРОСЫ
	№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1			Х			Х
	2				Х				Х
	3	X						Х			Х
	4		Х			Х				Х

I. В природе существуют электрические заряды:

1. положительные;
2. отрицательные;
3. положительные и отрицательные;
4. нейтральные.

II. Отрицательным является заряд:

1. протонов;
2. ионов;
3. нейтронов;
4. электронов.

III. Напряженность электрического поля в данной точке численно равна силе, действующей на. . .

1. заряд, помещенный в данную точку поля;
2. положительный заряд, помещенный в данную точку поля;
3. единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля;
4. единичный положительный заряд, помещенный в поле.

IV. Элементарный электрический заряд обозначается и имеет размерность:

1. E = 8,85 *10^-12 Кл ²\ Н*м²
2. е = 1,6 *10 ^-19 Кл
3. к = 9 *10 ⁹ Н*м² \ Кл²
4. п = 3,14

V. Единицей измерения заряда является:

1. мерт;
2. Вольт;
3. Ом:
4. Кулон.

VI. Сила взаимодействия двух точеных зарядов определяется по формуле:

1.F=kq*q/r² 

2.F=GMm/R²

3.F=ma

4.F=mg

VII. Электрическим током называется:

1. упорядоченное движение электронов;
2. упорядоченное движение протонов;
3. упорядоченное движение заряженных частиц;
4. упорядоченное движение нейтронов.

VIII. Сопротивление проводника зависит:

1. от длины проводника;
2. от материала проводника и его размеров;
3. от поперечного сечения проводника;
4. от материала проводника.

IX. Силу тока в проводнике можно измерить:

1. вольтметром;
2. источником тока;
3. гальванометром;
4. амперметром.

X. Сила тока на участке цепи равна:

1. I = E \ (R + r);
2. I = q \ t;
3. I = U \ R;
4. I = A \ Ut.

е) игра в детективов

Детектив 1.

Войдя в комнату доктор Ватсон увидел что Шерлок Холмс с интересом смотрит в окно.

- Что Вы там рассматриваете Холмс? - спросил он.

- Ватсон, вы никогда не обращали внимание как правильно ведут себя птицы, присаживаясь на высоковольтные линии?

- А разве существуют какие-то правила? - спросил Ватсон.

- Я думаю что должны - ответил Холмс. - Ведь по линии электропередач течет ток силой 1800 А.

- Но тогда птица должна погибнуть в ту же секунду когда она сядет на провод!

- Но ведь этого не происходит Ватсон! И как Вы думаете, почему?

Детектив 2.

Развернув утреннюю газету доктор Ватсон углубился в чтение. Через некоторое время он начал посмеиваться.

- Что смешного напечатали, доктор? - спросил Холмс.

- В газете находится статья, в которой повествуют о проблемах одной строительной компании, которая стала проводить линии электропередач в тропической стране! - ответил Ватсон.

- И что же в этом смешного, доктор? - спросил Холмс.

Что на это ответил Ватсон?

Детектив 3.

Доктора Ватсона и Шерлока Холмса в новогоднюю ночь пригласили в гости друзья. И, вдруг, как гласит один из законов Мерфи: "Все, что должно сломаться, обязательно сломается, причем в самый неподходящий момент".

И, что же произошло? Когда хозяин дома стал включать елочную гирлянду для детей, одна из лампочек рассчитанных на напряжение в 3,5 В перегорела.

Дети расстроились, хозяин в панике, ведь под рукой нет запасной лампочки. Надо спасать праздник, решил Холмс. И, попросив всех успокоиться, Холмс произнес магические слова и сделал одно действие.

Ко всеобщей радости детей, гирлянда загорелась.

Позже доктор Ватсон спросил у Холмса, что же он сделал?

Что же ответил Холмс?

Детектив 4.

Вечером доктор Ватсон и Шерлок Холмс сидели дома, в теплой уютной гостиной. А за окнами бушевала гроза.

Холмс спокойно читал газету, а Ватсон размышлял:! Не опасно ли в такую погоду находиться на улице?".

Не выдержав он спросил у Холмса:

- Почему нельзя находиться во время грозы под большим деревом или поблизости от них, почему нельзя лежать на земле?"

Что ответил Ватсону Холмс?

ОТВЕТ 1.: Провода электропередач имеют сопротивление 0,00005 Ом на погонный метр. Птица, присаживаясь, располагает лапки на расстоянии 2,5 см. Отсюда следует, что сопротивление между лапками птицы равно 0,0000005 Ом у провода. Значит можно вычислить напряжение под которым находится птица, оно равно 0,0009 В. Электрический ток проходит в виде тихого разряда, но из-за малости, птица не ощущает его.

ОТВЕТ 2.: Компании пришлось решать очень специфические проблемы.

Как предохранить провода от обезьян, которые играя с ними вызывают короткие замыкания.

Как обезопасить опорные столбы от слонов, которые стараются их выворачивать.

ОТВЕТ 3.: "Я сделал действие, которое опасно для жизни. И прошу его не повторять. Я вставил палец в патрон от лампочки. При этом падение напряжения на пальце составило 143 В при напряжении в сети 220 В. "

ОТВЕТ 4.: Большие деревья имеют хорошо развитую корневую систему. Они хорошо заземлены, и под влиянием наэлектризованных облаков на них накапливаются притекающие из земли электрические заряды. - дерево притягивает молнию для разряда.

Рядом с деревом стоять тоже опасно. Электрический ток проходит преимущественно по участку цепи с наименьшим сопротивлением. Если тело человека имеет большую проводимость, то ток пройдет через человека, а не через дерево.

Лежать на земле - совсем глупо. Попадая в землю ток разветвляется по поверхности и при близком разряде молнии, между головой и ногами может возникнуть смертельно опасная разность потенциалов. Лучше присесть на корточки.

ж) слайд.

1.Какая сила является безопасной для человека? ( до 1 мА)

2.Какая сила тока приводит к серьёзным  повреждениям организма. (100 мА)

3.Какое напряжение безопасное в сыром помещении, в сухом помещении. (12В, 36В)

4.Чему равно напряжение в сети. (220В)

5.Чему равно сопротивление человека. ( 15 кОм)

6.Какие ткани организма наиболее электропроводимы. (кровь, мышцы, спинномозговая жидкость

7.Перечислите действия, необходимые при поражении электрическим током.

З) Конкурс Эрудитов:    (слайд)

1.Составить физические термины из букв Л,Е,К,Э,Р,Н,Т,О,А,М,П.

2.Из ответов  на вопросы взять  указанные буквы и составить слово.

*Единица измерения силы тока.

*Единица измерения сопротивления.

*Единица измерения заряда.

*Единица измерения напряжения.

*Единица измерения работы тока.

*Часть электрической лампы накаливания, которая ввинчивается в патрон.

*Частицы, направленное движение которых представляют собой электрический ток.

2	1	3	2	1	1	9

История первая (Заряд).

Негде в электродинамическом царстве, электростатическом государстве, жил да был царь Заряд. И было у него много-много подданных – элементарных частиц. А еще был мир у них в семье, потому что имел царь двух сыновей - один сын – положительный заряд, а другой – отрицательный. А как известно на планете “Физика” – два противоположных заряда притягиваются. Потому всегда в семье царил мир и порядок.

Вот задумал царь мысль такую, чтобы всегда заряды существовали и издал такой закон, который подданные его – элементарные частицы заучили наизусть. Он гласил : “В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной”. А называется этот закон – закон сохранения электрического заряда.

Так и жил заряд в своем электродинамическом царстве, электростатическом государстве, да по своему закону.

История вторая (Шарль Кулон).

Зовут меня Шарль Огюстен,
В семнадцатом я веке
Воспроизвел эксперимент
И до сих пор он в свете.

Мой опыт прост и облегчен –
Совсем немного надо.
Крутильных с помощью весов
Открыт он был, ребята !

Установить мне удалось,
Как действуют друг с другом
Недвижные ни вдоль, ни вкось
Тел заряженных круги.

Затем, сим опытом открыт,
А после установлен
Закон Кулона. Знаменит
Он до сих пор с Кулоном.

История третья (Электрическое поле)

Я - независимо от всех,
И в этом лично мой успех !
Меня не спутать, так и знай,
А дальше сам все отгадай.

Я родилось из ничего –
Пришла одна идея
В мозг из великих одного,
В мозг Майкла …………. .
(Фарадея)

Одно из свойств моих, друзья,
Скажу вам просто, невпопад,
Что сила действует моя
На электрический ………………
(заряд)

Есть свой характер у меня,
И характерна склонность –
А называется она
Так просто - ……………………. .
(напряженность)

Характер сложный – не отнять
И под моим влиянием -
(Такому быть во всех веках)
В свободном состоянии
Частицы все в…………….
(проводниках)

Я рассказало вам, друзья,
То, что открыли люди:
Без поля вам никак нельзя.
Так было, есть и будет !

История четвертая (Иоффе и Милликен)

Милликен: Мы расскажем вам сейчас, Как сошлись дела у нас.

Иоффе: И для этого попросим  Вас послушать наш рассказ.

Милликен:  Пластины параллельные  И поле однородное,

Иоффе: А также капли маслица,  Для опыта пригодного.

Милликен:  В то поле масло прыскалось,  И капли распыленные

Иоффе:   Под тяжесть все двигались,  Как будто заведенные.

Милликен:  Все это первый опыт был  Он был проделан с маслом.

Иоффе: Второй почти не отличим,  Ну разве только массой.

Милликен: В нем капли ртути учтены,  И ряд пылинок цинка.

Иоффе:  Но в сумме – опыты равны   Без права поединка.

История пятая (Электрический ток)

Я - ток, и этим я горжусь.
Я сам себе хозяин.
И пусть нехитрым покажусь,
Но у меня есть тайны.

Я бегу не просто так -
Я бегу в проводниках.
Я могу их нагревать
И состав их изменять.

Чтобы там ни говорили,
У меня есть своя сила.
Измеряют силу эту
Как известно амперметром.

Нет строже ничего закона
Ученого Георга Ома.

Секретами я поделился,
И с вами всеми подружился.
Раз вопросов нет у вас
Закончу краткий свой рассказ.

3. Подведение итогов занятия.

Экспертная комиссия объявляет результаты команд по каждому заданию. Определяется команда – победитель. Преподаватель сообщает какое поощрение за победу получает команда.

4. Домашнее задание.

Повторение глав “Электростатика” и “Законы постоянного тока”.

Заключение.