Урок (вариант 1) по физике "Электрический ток в различных средах"

Тема урока «Электрический ток в различных средах»

Тип урока: урок систематизации и обобщения знаний, 10 класс

Форма проведения: урок – игра по физике «Умники и умницы»

Основные конкурсы:

1. Вступительный ” Ваш выбор Среды”.

2. Тематический на цветных дорожках “ Электрический ток в различных средах”.

3. Финал ” Графическое опознание”.

4. Литературный.

Методическое пояснение:

Содержание игры обобщает изучение темы “Электрический ток в различных средах”.

Ведущий игры - преподаватель.

Предварительно обучающиеся в жеребьевке разделяются на 5 команд (по количеству сред проводимости) и группу теоретиков.

В первом конкурсе принимают участие все команды. По количеству набранных командой “орденов” определяется очередность выбора Среды, по характеристикам тока в которой команда предпочитает отвечать.

Во втором конкурсе участвует поочередно каждая команда. Для того, чтобы определить цветовую дорожку каждого игрока команды, проводится первый тур, вопросы которого уже соответствуют только среде, выбранной командой. Участник, давший большее количество правильных ответов, имеет право выбора дорожки. Красная дорожка (один квадрат) содержит один вопрос и не дает права на ошибочный ответ во втором туре конкурса. Желтая дорожка (два квадрата) содержит два вопроса и дает возможность ошибиться в ответе только один раз. Зеленая дорожка (три квадрата) содержит три вопроса и дает возможность допустить два неполных ответа.

Команды игроков и теоретики параллельно могут отвечать на те вопросы, на которые у выступающего участника нет правильного ответа или ответ не полностью раскрывает вопрос.

В каждой команде по итогам конкурса определяется финалист.

В третьем конкурсе финалистам (5 учащихся) предлагается выбор графиков, выражающих зависимость различных характеристик тока в каждой среде. Учитывается правильность выбора и его обоснование, т. е. обозначение основных точек графика и объяснение характера изменения физических величин. Возможно, по итогам второго конкурса у команды нет победителя, тогда в конкурсе финалистов участвует учащийся, набравший большее количество “орденов” по итогам двух конкурсов.

Четвертый конкурс, в котором учащиеся предлагают образное стихотворное отражение темы, должен проходить параллельно всей игре. Его условия объявляются сразу после определения сред, т. е. после первого конкурса. Работы учащихся зачитываются вслух и лучшее отмечается “орденом”.

В конце игры определяются итоги по количеству завоеванных “орденов”.

Первый конкурс: “ ВЫБОР СРЕДЫ “

Вопросы

Ответы

1.

Назовите Среды, в которых изучалась проводимость электрического тока

Металл, раствор электролита, газ, плазма, вакуум, полупроводник

2.

Назовите Среды, которые в обычных условиях являются диэлектриками

Газ, вакуум, чистый полупроводник, нерастворенный электролит

3.

Назовите Среды, в которых присутствует только направленное движение электронов под действием электрического поля

Металл, вакуум, полупроводник

4.

Назовите Среды, в которых выделяют два типа носителей зарядов

Раствор или расплав электролита, полупроводник

5.

Назовите Среды, в которых выделяют три типа носителей зарядов

Газ, плазма

6.

Назовите Среды, в которых существует при определенных условиях (встречается) линейная зависимость сопротивления току от температуры

Металл, раствор электролита, вакуум, газ (несамостоятельный разряд)

7.

Назовите Среды, в которых сопротивление - одна из функций температуры

Газ, вакуум, полупроводник

8.

Назовите Среды, в которых существует однонаправленность тока

Металл, вакуум

9.

Назовите Среды, в которых результирующий ток проводимости складывается из встречного движения носителей зарядов противоположных знаков

Раствор электролита, газ, плазма, полупроводник

10.

Назовите Среды, в которых возможен ток насыщения

Газ, плазма, вакуум, полупроводник

Второй конкурс:

“ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ”

Первый тур: “Выбор цветной дорожки”.

Металл:

- удельное сопротивление ,

- закон Ома для электронной теории,

- температурный коэффициент сопротивления металла, и т.п.

Вакуум:

- термоэлектронная эмиссия,

- работа выхода электронов из металла,

электронно - лучевая трубка и т.п.

Газ:

- ударная ионизация,

ток насыщения,

коронный разряд и т.п.

Полупроводник:

-структурные зоны полупроводника,

- акцептор,

- дырка.

Раствор электролита:

- процесс образования зарядов,

- электролиз,

- законы электролиза, и т.п.

Второй тур:

Вопросы для проводимости газов:

1. Чем самостоятельная проводимость газов отличается от несамостоятельной ? При каких условиях несамостоятельный разряд переходит в самостоятельный ?

2. Что произойдет с электрической дугой, если охладить катод? Анод ?

3. Почему искровой разряд возникает при напряжении в несколько киловольт, в то время как для возникновения дугового разряда достаточно 40 - 50 В ?

4. Как с помощью искрового разряда можно обрабатывать детали из самых тугоплавких металлов? К какому полюсу источника тока следует присоединять обрабатываемый металл?

5. Почему увеличение диаметра проводов высоковольтной линии передач приводит к уменьшению потерь энергии на коронный разряд ?

6. Почему присоединение к каждому полюсу источника тока высокого напряжения нескольких проводов, удаленных друг от друга, приводит к ослаблению коронного разряда?

7. Почему разрежение газа улучшает его проводимость? При всех ли условиях это верно ?

8. Каким способом атомы можно привести в возбужденное состояние? Почему при разряде в разреженных газах каждый газ светится своим цветом?

Вопросы для проводимости вакуума:

1. От чего зависит количество электронов, испаряющихся с поверхности катода в единицу времени ?

2. Каким образом можно усилить эмиссию катода, на изменяя его температуру и размеры ?

3. Почему вакуумный диод обладает односторонней проводимостью тока?

4. Что является причиной нестационарного характера сопротивления в вакууме ?

5. Чем направленное движение тока в вакууме отличается от движения электронов в металле ?

6. Почему вакуум в обычных условиях является изолятором (диэлектриком ) ?

7. Какой прибор называется электронно-лучевой трубкой? Какие виды трубок различают?

Вопросы к проводимости полупроводников:

1. Какие подвижные носители электрических зарядов имеются в чистом полупроводнике ? Каковы типы носителей зарядов ?

2. Что необходимо для образования пар электрон - дырка? Какие причины вызывают образование этих пар?

3. Каким способом в полупроводнике создают преимущественно электронную проводимость? Рассмотрите зонную теорию полупроводника.

4. Каким способом в полупроводнике создают преимущественно дырочную проводимость? Рассмотрите зонную теорию полупроводника.

5. Как изменяется сопротивление примесного полупроводника в зависимости от температуры? Рассмотрите случаи низкой и высокой температуры.

6. Почему свободные носители зарядов не могут удержаться в области p-n-перехода?

7. Почему прямой ток в p-n-переходе значительно больше обратного при одинаковом напряжении?

Вопросы к проводимости растворов электролитов:

1. Чем объяснить, что раствор, в котором имеются ионы, в целом электрически нейтрален?

2. От чего зависит удельное сопротивление электролитов?

3. Сформулируйте законы электролиза.

4. Что называется постоянной Фарадея ? Каков физический смысл этой величины?

5. В качестве какого электрода необходимо поместить металлическую пластину, требующую очистки

( рафинирования ) ?

6. Для защиты морских судов от коррозии металла применяется метод протекторов: на стальной поверхности корпуса в разных местах закрепляются Листы цинка. Почему в этом случае корпус менее подвержен коррозии?

7. В каком случае опаснее дотрагиваться до проводов с током - когда руки сухие или мокрые?

Вопросы для проводимости металлов:

1. Сформулируйте положения теории электропроводности металла.

2. Объясните тепловое действие тока.

3. Почему металлы называют проводниками первого рода?

4. Охарактеризуйте электрическое поле внутри проводника с электрическим током.

5. Как объяснить зависимость сопротивления металлического проводника от температуры?

6. Какое явление характерно только для металлов при температурах близких к абсолютному нулю?

7. Каким типом проводимости обладают расплавленные металлы?

Третий конкурс: “ ГРАФИЧЕСКОЕ ОПОЗНАНИЕ” (Задание финалистам)

Задание финалистам к конкурсу:

1. Из предложенного вам набора графиков необходимо выбрать один или два графика, соответствующих характеристикам вашей Среды. Обозначить оси графиков, единицы измерения соответствующих физических величин.

2. Выделить и объяснить основные точки графика.

3. Объяснить характер изменения величин на отдельных участках.

Литературный конкурс

Задание участникам:

В стихотворной форме составить образное представление о физическом явлении или процессе, связанном с проводимостью тока различными средами.

Например,

• ползет трудяга - муравей сквозь дыры старой рукавички

( электрон в полупроводник);

• уронили мишку на пол, оторвали мишке лапу...

( ударная ионизация);

• он один у нас такой,

только он всех ставит в строй,

место сам себе находит

и друзей он не заводит.

( электрон)