Урок "Законы постоянного тока"

10 класс.

Тема урока"Законы постоянного тока"

Цели:

1.      Повторить изученный материал по теме «Законы постоянного тока».

2.     Развивать навыки решения экспериментальных, расчетных и качественных задач.

3.     Развивать устную речь учащихся и коммуникативные способности.

4.     Воспитывать желание изучать физику, работать в команде.

Оформление:

1.     Портреты ученых:

2.     Выставка литературы по данной теме.

3.     Газета, выпущенная самими учащимися «В мире электричества и тока».

Класс заранее делится на 2 команды, примерно равные по силам, в каждой назначается капитан. Внутри команды самостоятельно распределяются следующие роли:

1.     Экспериментаторы – 2 человека;

2.     Историк физики;

3.     Аналитики – 2 человека (решение задач);

4.     Теоретики – 2 человека;

5.     Составители кроссвордов – 2 человека;

6.     Эрудиты – 2 человека.

Ход урока

I.           Вступительное слово учителя.

II.         Экспериментальный турнир «Защита диссертаций».

Экспериментаторы получают задания:

1.        Получить и исследовать зависимость силы тока от сопротивления I (R) при постоянном напряжении, используя лабораторное оборудование.

2.        Измерить ЭДС и внутренне сопротивление источника тока.

Необходимое оборудование: источник тока, вольтметр, амперметр, магазин сопротивлений, ключ, соединительные провода.

Результаты исследований докладываются у доски, коллективно обсуждаются.

III.      Физическая эстафета.

Пока работают экспериментаторы, остальные члены команд участвуют в физической эстафете.

Задания эстафеты записаны на доске, участники по очереди подходят к ней и выполняют задание под своим номером, в качестве исходных данных используется ответ предыдущего участника.

IV.       Конкурсы

1.     Конкурс эрудитов «Дальше… Дальше…».

(По примеру одноименного гейма телевизионной игры «счастливый случай».)

Эрудиты в течение двух минут отвечают на вопросы ведущего, если ответа нет, говорят: «Дальше…». Очки присваиваются по количеству правильных ответов.

1-я команда:

1.         Электрическим током называется … заряженных частиц. (Направленное, упорядоченное движение.)

2.         Единица электрического сопротивления. (1 Ом.)

3.         Формула закона Ома для участка цепи. (I  = U/R)

4.         Основное действие электрического тока. (Магнитное.)

5.         Мощность равна отношению работы ко… (Времени.)

6.         Закон о тепловом действии тока принадлежит… (Джоулю-Ленцу.)

7.         При последовательном сопротивлении проводников напряжение прямо пропорционально… (Их сопротивлению.)

8.         Как найти общее сопротивление проводников, соединенных параллельно? (1/R = 1/R₁ + 1/R₂ ;       R = (R₁R₂) /(R₁ + R₂ )

9.         Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с … (Ионами кристаллической решетки.)

10.     Условием существования электрического тока является наличие свободных зарядов и … (Наличие электрического поля.)

11.     Единица ЭДС. (1 В)

12.     Электрическое сопротивление зависит от длины проводника, площади поперечного сечения и … (Рода материала.)

13.     все потребители находятся под одним и тем же напряжением при … (Параллельном соединении.)

14.     Электрическое напряжение измеряют … (вольтметром), который должен иметь … (Большое сопротивление.)

15.     Формула работы электрического тока. (A = IUt;  A = I² Rt;  A =  U²t  / R)

16.     1 кВт ^. ч – единица … (Работы.)

17.     Формула ЭДС. (Е = Аст/q)

18.     Короткое замыкание возникает, если … (Внешнее сопротивление цепи мало.)

19.     Ампер включается в цепь …(Последовательно.)

20.     При параллельном соединении сила тока в неразветвленной части цепи равна … (Сумме сил токов в разветвлениях: I_об = I₁ + I₂.)

21.     Сторонние силы в отличие от кулоновских … (Непотенциальны.)

22.     Сила тока равна произведению скорости движения электронов, их заряда, площади поперечного сечения проводника и … (Концентрации электронов. I = enSV.)

23.     Электрический ток в проводнике создается … (Свободными электронами.)

24.     Формула закона Джоуля-Ленца. (Q = I²Rt.)

2-я команда:

1.           Какое действие электрического тока отсутствует у сверхпроводников? (Тепловое.)

2.           Электрический ток – … движение заряженных частиц. (Направленное.)

3.           Единица силы тока. (1А.)

4.           Удельное сопротивление проводника показывает, какое сопротивление имеет проводник из данного материала, если его длина 1 м … (А площадь поперечного сечения – 1 мм² или 1м².)

5.           За направление тока принято считать направление движения … заряженных частиц. (Положительно.)

6.           Сторонние силы – любые силы … происхождения. (Неэлектростатического.)

7.           1 кОм – это … (1 000 Ом.)

8.           Формула сопротивления проводника. (R = pl/S.)

9.           Если п проводников сопротивлением R₁ соединены параллельно, то их общее сопротивление равно … (R = R₁ /п)

10.       Силу тока измеряют …, который должен иметь … (Амперметром, малое сопротивление.)

11.       В электродвигателе энергия электрического тока превращается в … (Механическую.)

12.       Формула мощности электрического тока. (Р = I U;   Р = I² R;  Р = U²/ R)

13.       Единица мощности. (1 Вт)

14.       Формула закона Ома для полной цепи. (I = Е / (R + r)

15.       Внутренне сопротивление цепи – это сопротивление … (Источника тока.)

16.       1 мА = … (0,001 А.)

17.       Сила тока во всех потребителях тока одинакова при их … (Последовательном соединении.)

18.       Вольтметр включают в цепь … (Параллельно.)

19.       При увеличении длины проводника его сопротивление … (Увеличивается.)

20.       При последовательном соединении общее напряжение будет равно … (Сумме напряжений на отдельных проводниках.)

21.       Под действием сторонних сил заряды внутри источника движутся … (Против кулоновских сил.)

22.       Единица силы тока 1 А в СИ введена через ... (Магнитное соединение токов.)

23.       Работа сторонних сил на  замкнутой территории … (Не равна 0.)

24.       Природа сторонних сил в гальваническом элементе - … (Химическая.)

25.       Специальный прибор для измерения силы мощности, это - … (Ваттметр)

2.  Конкурс «Быстро и в точку».

Команде предлагаются тестовые задания с выбором ответа (5 вопросов).

Теоретики обеих команд работают на скрытых досках. Учитель проверяет их работу, и по коду правильных ответов соперники проверяют работы друг друга и выводят средний балл.

1.     Какие действия электрического тока наблюдаются при пропускании тока через металлический проводник?

А)  Нагревание, химическое и магнитное действия.

Б)  Химическое и магнитное действия, нагревания нет.

В)  Нагревание и магнитное действие, химического действия нет.

Г)  Нагревание и химическое действие, магнитного действия нет.

Д)  Только магнитное действие.

2.     Два проводника одинаковой длины изготовлены из одного материала. Какое из приведенных ниже соотношений для электрических сопротивлений первого R₁ и второго R₂ проводников справедливо, если площадь поперечного сечения первого проводника в 4 раза больше второго?

А)  R₁ = R₂;      Б)   R₁ = 4 R₂;        В)   R₂ = 4 R₁;

Г)   Задача не имеет однозначного решения.

Д)  Среди ответов А – Г нет правильного ответа.

3.     При включении по какой схеме, из приведенных на рисунке, вольтметр наиболее точно измеряет напряжение на резисторе R?

А)   рис.1         Б)   рис. 2           В)   рис. 3       Г)   рис. 4

Д)  Точность измерения напряжения во всех случаях одинакова.

4.     Чему равна работа тока на участке цепи за 2 с, если сила тока в цепи равна 3 А, а напряжение на участке цепи – 6 В?

А)  1 Дж;        Б)  4 Дж;      В)  9 Дж;      Г)  36 Дж;

Д)  Среди ответов А – Г нет правильного ответа.

5.     Как изменяется количество теплоты, выделяемое за единицу времени, в проводнике с постоянным электрическим сопротивлением при увеличении силы тока в цепи в 4 раза?

А)  Уменьшится в 4 раза

Б)  Увеличится в 2 раза

В)  Увеличится в 4 раза

Г)  Увеличится в 16 раз
Д)  Среди ответов А – Г нет правильного ответа

3.  Конкурс «Люди науки».

Историки обеих команд получают таблички с фамилиями:

Ампер, Вольта, Ом, Ленц, Кулон, джоуль.

После прочтения вопроса, участники поднимают табличку с фамилией того ученого, о котором, по их мнению, шла речь. Каждый правильный ответ оценивается в 1 балл.

1.           О нем Максвелл Сказал: «Исследования…, в которых он установил законы механического взаимодействия электрических токов, принадлежат к числу самых блестящих работ, которые проведены когда либо в науке. Теория и опыт как будто в полной силе и законченности вылились сразу из головы этого «Ньютона электричества». На его надгробном памятнике высечены слова: «Он был так же добр и так же прост, как и велик».

                                                                                                      (Андре-Мари Ампер)

2.           Он открыл один из важнейших количественный закон цепи электрического тока. Он установил постоянство силы тока в различных участках цепи, показал, что сила тока убывает с увеличением длины провода и с уменьшением площади его поперечного сечения. Он нашел ряд из многих веществ по возрастанию сопротивления.

(Ом)                                                  

3.           Опыты и теоретические доказательства были описаны им в главном труде «Гальваническая цепь, разработанная математически», вышедшем в 1827 г.

(Георг Ом.)

4.           В 1823 – 1826 годах он принимал участие в кругосветной экспедиции в должности физика, где ярко проявился его изобретательный талант. Будучи академиком, он направляет свои исследования в область электричества. Энергетический подход к электрическим явлениям был методом его исследований.

(Эмиль Христианович Ленц)

5.           По профессии пивовар, он был прекрасным экспериментатором, исследовал законы выделения теплоты электрическим током, внес большой вклад в кинетическую теорию газов.

(Джоуль.)

6.           Он был рыцарем Почетного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, где он выступал. Он изобрел электрическую батарею, пышно названную «короной сосудов».

(Алессандро Вольта)

7.           Он стал академиком в 39 лет, причем в избрании не играли ни малейшей роли его работы по магнетизму и электричеству. Их, по существу, не было. Он был избран по секции геометрии за исследования в области математики и химии.

(Ампер.)

8.           Он славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.

(Ампер.)

9.           Он открыл один из важнейших законов электричества в 1785 году, используя для этого крутильные весы. Прием, использованный им, лишний раз доказывает, что изобретательность человеческого ума не знает границ.

(Шарль Кулон.)

4.  Конкурс «Порешаем!»

Аналитики обеих команд работают над предложенными заданиями на доске. Команды работают над задачами в тетрадях.

1-я команда:

1.           Нарисовать схему соединения резисторов R₁ = 2 Ом, R₂ = 4 Ом и R₃ = 6 Ом, в которой общее сопротивление цепи равно 3 Ом.

Ответ:

2.           Электрическая цепь состоит из двух резисторов сопротивлением по 4 Ом, амперметра и источника тока ЭДС = 30 В и внутренним сопротивлением 2 Ом. Нарисовать схему соединения этих элементов цепи, при котором амперметр показывает 3 А.

Ответ:

2-я команда:

1.           Нарисовать схему соединения резисторов R₁ = 3 Ом, R₂ = 4 Ом и R₃ = 12 Ом, при котором общее сопротивление цепи равно 6 Ом.

Ответ:

2.           Электрическая цепь состоит из двух резисторов, каждый сопротивлением 4 Ом, амперметра и источника тока с ЭДС = 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом. Нарисовать схему соединения этих элементов цепи, при котором амперметр показывает 3 А.

Ответ:

4.     Конкурс любителей кроссвордов.

Команды обмениваются составленными заранее кроссвордами и разгадывают их. Оцениваются скорость и правильность.

Кроссворд 1.

По горизонтали: 1.Высокочувствительный электроизмерительный прибор для обнаружения тока в цепи.   2.Радио- и электротехническое изделие, основная функция которого – оказывать активное сопротивление току.   3.Одно из действий электрического тока.   4.Проводник, служащий для ответвления части электрического тока.   5.Сила тока в … части цепи равна сумме сил токов в отдельных ветвях.   6.При … соединении проводников сила тока одинакова во всех участках цепи.

По вертикали: 7.Любое устройство, работающее на электрическом токе.   8.Способ реанимации остановившегося сердца.   9.Электрический ток - … движение заряженных частиц.   10.Составная часть любого источника тока.

Ответы на кроссворд 1: 1.Гальванометр. 2.Резистор. 3.Магнитное. 4.Шунт. 5.Неразветвленная. 6.Последовательное. 7.Потребитель. 8.Электрошок. 9.Упорядоченное. 10.Полюс.

Кроссворд 2.

По горизонтали: 1.Частица, имеющая наименьший отрицательный заряд.  2.Место источника тока, где накапливаются заряды.  3.Элемент электрической цепи, служащий для соединения остальных частей цепи.  4.Французский физик, открывший закон взаимодействия электрических зарядов.  5.Чертеж, на котором изображен способ соединения электрических приборов в цепь.  6.Один из ученых, экспериментально измеривших заряд электрона.  7.Основная электрическая характеристика проводника, зависящая от его геометрических размеров.

По вертикали:   8.Сообщение телу электрического заряда.  9.Вещество, не проводящее электричество.  10.Ток, сила которого со временем не изменяется.

               8

Ответы на кроссворд 2:  1.Электрон.  2.Полюс.  3.Провод.  4.Кулон.  5.Схема.  6.Милликен.  7.Сопротивление.  8.Электризация.  9.Диэлектрик.  10.Постоянный.

V.         Подведение итогов. Награждение победителей.