Конспект урока "ЭДС. Закон Ома для полной цепи."

Автор: Кузнецова Юлия Владимировна

Дата публикации: 14.03.2016

Номер материала: 376

Конспекты
Физика
10 Класс

Кконспект урока

Педагог: Кузнецова Юлия Владимировна

Предмет: Физика

Возраст учащихся: класс: 10 класс

Тема урока: ЭДС. Закон Ома для полной цепи.

Цель урока: развитие представлений о полной замкнутой электрической цепи и средствах ее описания: ЭДС, закон Ома для полной цепи.

Этапы работы

Содержание этапа

(заполняется педагогом)

1.

Организационный момент, включающий:

  • проверку готовности учащихся к уроку,  настрой учащихся  на учебную деятельность (или др. деятельность);
  • определение цели, которую педагог  хочет достичь на данном  этапе урока (занятия), описание предмета и темы урока (занятия): быстрое включение всех учащихся в деловой ритм и организации внимания у всех учащихся;
  • постановку цели, которая должна быть достигнута учащимися на данном этапе урока (занятия): студенты должны применить изученные на прошлом уроке знания при ответе на поставленные вопросы.
  • описание методов организации работы учащихся  на начальном этапе урока (занятия) (с учетом реальных особенностей класса (группы), с которым(ой) работает педагог): беседа-диалог.

Добрый день.  Посмотрите, какой сегодня солнечный день. Пусть это солнце согреет вас теплом и зарядит положительной энергией.

Педагог: Ребята, какой теме были посвящены последние несколько уроков?

Обучающиеся: Последние несколько уроков мы посвятили изучению темы «Законы постоянного тока». 

Педагог: Как вы думаете, зачем нам необходимо знать законы электрического тока?

Обучающиеся: Электрический ток в нашем современном мире имеет большое практическое значение.

Педагог:  Знать, что такое электрический ток и каковы его законы необходимо, т.к. мы уже немыслим свою жизнь без различных электрических приборов, например, без холодильника, телевизора и компьютера.

Педагог: В каких видах деятельности используют электрический ток?

Обучающиеся: Ток используют везде: в промышленности, на транспорте, в быту. 

Педагог:  И сегодня с помощью интерактивного эксперимента попытаемся узнать, что еще предстоит изучить в теме «Законы постоянного тока».

2.

Опрос учащихся (воспитанников) по заданному на дом материалу (или актуализация знаний для изучения нового учебного материала), включающий:

  • определение цели, которую педагог ставит перед учащимися (воспитанниками) на данном  этапе урока (занятия) (какой результат должен быть достигнут учащимися (воспитанниками)): установление правильности выполнения домашнего задания;
  • определение цели, которую педагог хочет достичь на данном  этапе урока (занятия): проверка учителем за короткий промежуток времени уровня знаний у большинства учащихся;
  • описание методов, способствующих решению поставленной цели:

выполнение  упражнения у доски;

метод письменного контроля.

  • описание критериев достижения цели данного этапа урока (занятия):

создание ситуации успеха через обсуждение выполненной работы у доски;

оценки устных ответов;

активное участие студентов в опросе;

анализ ответов своих товарищей;

  • определение возможных действий педагога в случае, если ему или учащимся (воспитанникам) не удается достичь поставленной цели:

студентам, которые ответили не правильно, предлагается самим обнаружить неточность, ошибку, и лишь тогда, когда они не сумеют этого сделать, призвать на помощь товарищей;

  • описание методов организации совместной деятельности учащихся (воспитанников) с учетом особенностей класса (группы), с которым(ой) работает педагог:

метод анализа увиденного и услышанного;

  • описание методов мотивирования (стимулирования) учебной активности учащихся (воспитанников) в ходе опроса:

анализ ответа своих товарищей;

правильные ответы одобряются, ошибочные или не полные конкретизируются и уточняются;

  • описание методов и критериев оценивания ответов учащихся (воспитанников) в ходе опроса:

стремление высказать собственное мнение

Педагог:  Для начала вспомним, что же мы уже знаем об электрическом токе.

Проверка домашнего задания - решить задачи: по карточкам (на  месте, 4 человека);

проверка сложных домашних задач у доски - 2 человека (приложение 1).

Устный опрос студентов по вопросам:

  • Что называют  электрическим током? Постоянным электрическим током?
  • Какие условия необходимы для существования тока в цепи?
  • Какие параметры электрического тока вы знаете?
  • Что такое сила тока?
  • Какие действия оказывает электрический ток при прохождении через проводник?
  • Какова причина электрического сопротивления проводника?
  • От каких характеристик проводника зависит его электрическое сопротивление?
  • Как зависит сила тока от напряжения на концах участка? Прочитать закон Ома для участка цепи.
  • Какова общая сила тока в проводниках, соединенных последовательно? Почему?
  • Какова общая сила тока в проводниках, соединенных параллельно? Почему?
  • Для какого типа соединения справедливо соотношение Uобщ = U1 = U2 ?               Rобщ = R1 + R2 ?
  • Металлический проводник сопротивлением R разрезали на 5 равных частей и измерили сопротивление каждой части. Будет ли сопротивление соединения этих частей равняться R? При каком типе соединения это возможно?

После опроса собрать работы по карточкам, проверить домашнюю работу у доски.

3.

Подготовка к активной учебно-познавательной деятельности

  • определение цели, которую педагог ставит перед учащимися (воспитанниками) на данном  этапе урока (занятия) (какой результат должен быть достигнут учащимися (воспитанниками)): активное включение в учебно-познавательную деятельность через рассмотрение проблемной ситуации;
  • описание методов организации совместной деятельности учащихся (воспитанников) с учетом особенностей класса (группы), с которым(ой) работает педагог:

метод анализа увиденного и услышанного.

Педагог:  Ребята, а где можно получить электрический ток? В какой системе?

Педагог:  Назовите основные элементы электрической цепи?

Педагог:  Посмотрите на экран, что вы видите?

(на экране по очереди появляются лампочка, звонок, резистор, а затем полная цепь).

Педагог:  Чем отличается последний рисунок от первых трех?

(Первые три - это участки цепи, а последний - схема полной цепи).

Педагог: Ребята, до этого урока вы изучали закономерности постоянного электрического тока на участке цепи. Но практическое использование получили так называемые полные цепи. Например,  лампочка  в   вашей  квартире  не   горит  сама  по   себе,   она  находится  в электрической цепи. А что представляет собой полная цепь и каковы законы тока в полной цепи, мы сегодня и узнаем.

4.

Изучение нового учебного материала. Данный этап предполагает:

  • постановку конкретной учебной цели перед учащимися (воспитанниками) (какой результат должен быть достигнут учащимися (воспитанниками) на данном этапе урока (занятия)): научиться использовать закон Ома для полной цепи;

  • определение цели, которую ставит перед собой педагог на данном этапе урока (занятия): научить использовать закон Ома для полной цепи для решения задач;

  • изложение основных положений нового учебного материала, который должен быть освоен учащимися: ЕДС.  Закон Ома для полной цепи;

  • описание форм и методов изложения нового учебного материала: объяснительно-иллюстративный метод,  решение проблемной задачи, беседа-сообщение; решение задач; 

  • описание критериев определения уровня внимания и интереса учащихся (воспитанников) к излагаемому педагогом учебному материалу: включение учащихся в активную деятельность и качество ответа на вопросы; запись в тетрадях формулировок опорных пунктов плана, тезисов конспекта; активное участие студентов в решении проблемной задачи;

  • описание методов мотивирования (стимулирования) учебной активности учащихся (воспитанников) в ходе освоения нового учебного материала: анализ ответа своих товарищей; правильные ответы одобряются, ошибочные или не полные конкретизируются и уточняются;

Педагог:  Тема нашего урока: ЭДС. Закон Ома для полной замкнутой цепи.

Педагог:  У вас на партах лежат листочки с таблицей, в которую вы будете записывать   все те новые сведения, которые узнаете на уроке. Запищите тему урока.

Педагог:  Продолжить наш урок я хочу словами философа Бергезе:  «Существует лишь один заменитель воображения  опыт». К опыту (интерактивному) мы сейчас и обратимся.

Педагог:  Что будет, если соединить проводником два металлических шарика, несущих заряды?
(лампочка загорится, т.е. появится электрический ток)

Педагог:  Обратите   внимание,   лампочка   перестала   гореть.    Почему?   (Потенциалы   стали  одинаковыми). 

Педагог:  Возникает вопрос:

-        Можно ли заставить лампочку гореть постоянно?

(Да)

Педагог:  Что для этого необходимо?
(необходимо на ее контактах поддерживать разность потенциалов)

Педагог:  Какое устройство служит для этой цели?

(источник тока).

Педагог:  Таким  образом,  если  мы  будем  иметь  источник  тока,  то  лампочка будет гореть постоянно (обратить внимание на движение электронов по внешней и внутренней части цепи).

Педагог:  Цепь, содержащая источник тока, называется полной цепью. И только тогда, когда есть источник тока, в цепи будет электрический ток.

Педагог:  В таких случаях говорят, что мы имеем дело с полной цепью, которая состоит из внешнего и внутреннего участков. Посмотрите, как на схемах обозначаются эти участки.

Педагог:  Итак, если лампочка горит постоянно, т.е. в цепи есть электрический ток, значит, электроны упорядоченно движутся.

Педагог:  Почему электроны движутся? Какая сила действует на них на внешнем участке?

(на внешнем участке них действует кулоновская сила).

 Педагог:  А на внутреннем участке?

 (на них тоже действует кулоновская сила).

Педагог:  Почему же электроны движутся в противоположную сторону? (значит, на них действуют другие силы, направленные в противоположную сторону). 

Педагог:  И где они возникают?    (в источнике тока).

Педагог:  Действительно,   одно   лишь   электрическое   поле   заряженных   частиц   не   способно поддерживать постоянный ток в цепи. Кроме кулоновской силы на электроны действуют силы неэлектростатического происхождения. Они называются сторонними силами.

Педагог:  Итак,  сторонние  силы - любые  силы,  действующие  на заряженные  частицы,  за исключением электростатических сил.

Природа сторонних сил может быть разнообразной. Например, в генераторах на электростанциях сторонняя сила - это сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике.

Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы против сил электростатического поля внутри всех источников тока. В результате между клеммами источника тока появляется разность потенциалов.

Сторонние силы, перемещая заряды, совершают работу, которую называют работой сторонних сил. Обозначается: Аст.

Педагог:  Действие сторонних сил, характеризуется физической величиной - электродвижущей силой (ЭДС). Обозначается Е.

E=Aст/g.

Педагог:  ЭДС - физическая величина, численно равная отношению работы сторонних сил по перемещению заряда внутри источника к величине этого заряда.

Педагог:  ЭДС -   это новая физическая величина, а любая физическая величина имеет единицы измерения.  Единица измерения ЭДС не является  основной,  а получается из единиц измерения величин, входящих в формулу.

Педагог:  В каких единицах измеряется А? (Дж). 

Педагог:  Заряд? (Кл). 

Педагог:  Тогда Дж/Кл=В, обозначается - В. У какой физической величины такая же единица измерения?

Педагог:  Ребята,     между  ЭДС  источника тока     и  силой  тока  в  полной  цепи  существует зависимость. А вот какая это зависимость и на основе каких законов она выводится, вы установите самостоятельно с помощью презентации, которая есть у вас на компьютерах.

Педагог:  Итак, определили зависимость? Какой закон устанавливает эту зависимость?

(Закон Ома)

Педагог:  На основе каких законов?

(Закона сохранения энергии и закон Джоуля-Ленца).

Педагог:  Как звучит закон Ома?

(читают формулировку).

Педагог:  Решим задачу на применение закона Ома.
ЗАДАЧА: Чему равно ЭДС элемента, внутреннее сопротивление которого 0,5 Ом, если сила тока во внешней цепи 2,25 А, а ее сопротивление 1,5 Ом?

(4,5 В).

Педагог:  Итак, закон Ома устанавливает зависимость силы тока от ЭДС источника и полным сопротивлением.

Педагог:  Но бывают и ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ:

R»r. Внутреннее сопротивление г источника тока не оказывает заметного влияния на силу тока, если оно мало по сравнению с сопротивлением внешней части цепи, т.е. R»r. При этом напряжение на зажимах источника тока приблизительно равно ЭДС:U=IRЕ

Педагог:  Но может быть и такая ситуация, когда R—0. Тогда 1кз=Е/r  , т.е сила тока в цепи определяется   именно   внутренним   сопротивлением   и   может   оказаться   очень большой, провода нагреются и может наступить .. .короткое замыкание.

 Педагог:  По  какой  причине  может  наступить  короткое  замыкание?  

(Нарушение  изоляции проводов,   попадание  воды  в  устройство,  при  перегрузке   сети  приборами  большой мощности,    при     соприкосновении    двух    оголенных     проводов,         при    ремонте электроприборов под напряжением)

Педагог:  Короткое замыкание может стать причиной пожара (Слайд).

Педагог:   Как избежать короткого замыкания?

(включают в сеть предохранители).

Педагог:  Ребята, ток, конечно, приносит большую пользу человеку, но он может быть и опасен, если не соблюдать правила по технике безопасности при работе с током.

Педагог:  Какие правила по технике безопасности надо знать?

(Главное правило по технике безопасности: никакие работы, связанные с ремонтом электросети и бытовых электроприборов, не следует проводить под напряжением. При пользовании электросетью и бытовыми электроприборами необходимы осторожность, осмотрительность, внимание.)

Педагог:  Ребята, а как надо поступить, если кто-то попал в такую ситуацию, т.е. наступило поражение электрическим током?

(резерв)

5

Проверка первичного понимания

  • постановку конкретной учебной цели перед учащимися (какой результат должен быть достигнут учащимися (воспитанниками) на данном этапе урока (занятия): применять новые знания к объяснению явлений;
  • определение цели, которую ставит перед собой педагог на данном этапе урока (занятия):

   включение учащихся в деятельность  по воспроизведению  знаний, их применению к объяснению явлений;

  • описание форм и методов достижения поставленной цели: фронтальный опрос, проблемные вопсросы;
  • описание критериев, позволяющих определить степень усвоения учащимися (воспитанниками) нового учебного материала: активность учащихся, полнота и правильность ответа;
  • описание возможных путей и методов реагирования на ситуации, когда педагог определяет, что часть учащихся (воспитанников) не освоила новый учебный материал: индивидуально повторно объяснить правила применения закона Ома для полной цепи.

Педагог:  Итак, теперь вы знаете, что такое ЭДС, тогда ответьте на несколько вопросов.

  1. Как вы поняли, что такое сторонние силы?
  2. Что означает единица измерения ЭДС 1В?

(Это означает, что сторонние силы совершают работу 1 Дж при перемещении заряда в 1Кл).

  1. Как следует понимать, что ЭДС батарейки 1,5 В?

(сторонние силы совершают работу в 1,5 Дж при перемещении заряда в 1 Кл от одного полюса к другому).

  1. Как следует понимать, что ЭДС одного источника больше другого?

(работа сторонних сил при перемещении одного и того же заряда больше).

  1. Как избежать короткого замыкания?
  2. Какие правила по технике безопасности надо знать?

6.

Закрепление учебного материала, предполагающее:

  • постановку конкретной учебной цели перед учащимися на данном этапе урока (занятия): применять новые знания к объяснению явлений, к решению задач;
  • определение цели, которую ставит перед собой педагог на данном этапе урока (занятия):   организовать деятельность учащихся по  применению изученных знаний к решению

  задач;  проверить умение учащихся распознавать,  

  воспроизводить новое содержание;   включение учащихся в деятельность не только по воспроизведению, но и по оперированию  знаниями;

  • описание форм и методов достижения поставленной цели в ходе закрепления нового учебного материала с учетом индивидуальных особенностей учащихся (воспитанников), с которыми работает педагог: метод обучающего контроля, выполнение практической работы, решение задач;
  • описание критериев, позволяющих определить степень усвоения учащимися (воспитанниками) нового учебного материала: активность учащихся, объем выполненных заданий и интенсивность обращений к преподавателю  с просьбой о помощи;
  • описание возможных путей и методов реагирования на ситуации, когда педагог определяет, что часть учащихся (воспитанников) не освоила новый учебный материал: если решение поставленных задач сопряжено с трудностями и большими затратами времени  преподаватель может индивидуально повторно объяснить правила применения закона Ома для полной цепи во время выполнения тестовой  работы всей аудитории.

Педагог:  Т.к. электрический ток имеет большое практическое значение, нужно уметь применять те знания, которые получили на уроке.  Поэтому давайте посмотрим, как вы их усвоили.

Учащимся предлагается: 1)  решить задачи из приложения 2: (условия задачи написаны на карточках, что дает учащимся возможность выполнять задания в приемлемом для них темпе) (решение оформляется на доске);

2) выполнить практическую работу:  а) Соберите электрическую цепь по схеме (стр. 328, рис. 257) б) Измерьте ЭДС источника тока в собранной цепи; Как изменяются показания амперметра и вольтметра при изменении сопротивления? Почему?

3) затем учащимися выполняется тестовая работа (приложение 3).

Проверка тестовой работы (работа в парах) и объяснение задания №6 (презентация).

5.

Задание на дом, включающее:

  • постановку цели самостоятельной работы для учащихся (воспитанников) (что должны сделать учащиеся (воспитанники) в ходе выполнения домашнего задания): понять  методику выполнения домашнего задания;
  • определение цели, которую хочет достичь педагог, давая задание на дом: сообщить домашнее задание, разъяснить методику его выполнения и подвести итоги урока,  стимулирование учащихся к овладению рациональными приемами учения и самообразования;
  • определение и разъяснение учащимся (воспитанникам) технологии успешного выполнения домашнего задания: выучить форму записи закона Ома для полной цепи,  решить задачу.

Педагог:  Итак, сегодня на уроке, мы познакомились с полной замкнутой цепью, законом Ома, который описывает полную цепь, и выяснили, что для поддержания тока в цепи, необходим источник тока.

Задание на дом:

  1. Выучить теоретический материал по данной теме (п. 107, 108). Ответить на вопросы в конце параграфа.
  2. Выполнить упражнение 19(6,7).

Приложение 1 (раздаточный материал для проверки домашнего задания):

Карточка 1

Необходимо изготовить реостат, рассчитанный на 6 Ом,  из никелинового провода диаметром 0,8 мм. Какой длины проводник надо взять? Каким будет падение напряжения на полностью включенном реостате при силе тока 1,5 А? (удельное сопротивление никелина 4,2*10 -7 Ом *м )

Карточка 2

Сопротивление вольфрамовой нити электрической лампы при 20 0 С равно 20 Ом. Сопротивление той же нити в рабочем состоянии 188 Ом. Какова температура накала нити? ( температурный коэффициент сопротивления вольфрама 0,005 С -1)

Карточка 3

Найти сопротивление проводников, соединенных последовательно, если сопротивление каждого 10 Ом, 5 Ом и 3 Ом. Какая сила тока на втором проводнике, если общее напряжение 32 В.

Карточка 4

2 проводника сопротивлением по 20 Ом соединены параллельно. Последовательно к ним подключен проводник сопротивлением 5 Ом. Общее напряжение 30 В. Найти токи на каждом проводнике.

Приложение 2. (раздаточный материал для закрепления учебного материала):

Задачи.

1. Чему равно сопротивление резистора, подключенного к источнику тока, где ЭДС равна 10 В, внутреннее сопротивление 2 Ом, а сила тока в электрической цепи равна 2 А?

2. Сила тока в цепи батареи, ЭДС которой 30 В, равна 3 А. Напряжение на зажимах батареи 18 В. Определите внутреннее сопротивление цепи.

3. При коротком замыкании элемента возникает сила тока 30 А, а при подключении внешнего сопротивления 2 Ом – сила тока 5 А. Определите ЭДС батареи.

Приложение 3. Тестовая работа

1.   Где возникают сторонние силы?

А. в потребителе      Б. в источниках тока      В. в соединительных     проводах.

2. Сторонние силы –  это...

        A. Кулоновские силы
Б. Любые силы

          B.  Любые силы неэлектростатического происхождения

3.   Какая формула является математическим выражением ЭДС?

      A. E=A/g      Б.E=g/A            B.E=Ag

4. В каких единицах измеряется ЭДС

       А. Вт      Б. Кл      В. Дж      Г. В

5. Какая формула является математическим выражением закона Ома для полной цепи?

        A. E=I/R+r        B.I=E/R+r        B.I=R+r/E

6.   Как   изменяться   показания   амперметра   и   вольтметра,   если   ползунок  реостат переместить влево?

         A.        Показания обоих приборов увеличились
Б.  Показания обоих приборов уменьшились

          B.        Показания амперметра увеличились,   вольтметра уменьшились
 Г.   Показания амперметра уменьшились, вольтметра увеличились.

7. Чему равна сила тока при коротком замыкании аккумулятора с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 0,01 Ом?

Ответы:

1.   Б         2. В     З.А      4.Г      5.Б      6. В    7. 1200А