Методическая разработка

СТАХАНОВСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ МЕДИЦИНСКОГО КОЛЛЕДЖА

ГОСУДАРСТВЕННОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ СВЯТИТЕЛЯ ЛУКИ»

Цикловая методическая комиссия фельдшерско-лаборантских, санитарно-гигиенических и общеобразовательных дисциплин

открытого теоретического занятия по учебной дисциплине «Физика»

для студентов І курса

по специальности «Сестринское дело»

Подготовила: Яковенко Н.С.,

преподаватель учебной дисциплины «Физика», специалист высшей квалификационной категории, преподаватель-методист

Рассмотрено на заседании ЦМК

фельдшерско-лаборантских,

санитарно-гигиенических и

общеобразовательных дисциплин

протокол № _____ от ___________20____г.

председатель ЦМК ___________ Яковенко Н.С.

1. Научно-методическое обоснование и актуальность темы.

Вопросы, рассматриваемые в разделе «Законы постоянного тока» занимают одно из ведущих мест в курсе физики. 
Содержание темы «Законы постоянного тока» группируется вокруг двух фундаментальных положений: понятия об электрически заряженных частицах и учении об электромагнитном поле. Поэтому основной задачей данной темы является изучение взаимодействия заряженных частиц через различные виды полей, в конечном итоге сводящиеся к наиболее распространенному в природе электромагнитному взаимодействию. 
При изучении постоянного электрического тока должны быть расширены и углублены знания студентов об электрических явлениях, которые они приобрели ранее. 

В результате изучения темы студент должен: 
• Объяснить условия существования электрического тока; 
• Составлять и рассчитывать электрические цепи; 
• Определять силу тока, напряжение, сопротивление; 
• Решать задачи. 

Методическая цель:

Использование интерактивных технологий в учебно-воспитательном процессе.

2. Цели.

Обучающие:

• дать понятие  электрического тока;

• выяснить условия существования тока, его действий в цепи;

• познакомить с источниками тока, их  устройством и назначением;

• сформировать понятия «сопротивление», «удельное
  сопротивление»;

• доказать зависимость силы тока от приложенного напряжения, показать значение закона Ома.

Развивающие:

• формировать умения и навыки в наблюдении и обобщении полученных результатов;

• развивать мышление, необходимое образованному человеку для полноценного функционирования в современном обществе;

• развивать самостоятельность при решении поставленных проблем или задач;

• развивать трудолюбие, умение преодолевать трудности, возникающие при решении задач, умения грамотно отвечать;

• развивать абстрактное и логическое мышление;

• развивать культуру речи.

Воспитательные:

• развивать   интерес   к дисциплине, практическому эксперименту.

• формировать познавательный интерес и мировоззрение;

• формировать коммуникативные качества, умение общаться.

• показать практическое значение курса физики.

3. Междисциплинарная и внутридисциплинарная интеграция.

Междисциплинарная

Внутридисциплинарная

4. План и организационная структура занятия.

5. Методическое оснащение:

• Методическая разработка

• Дидактический материал - расчетные задачи

• Опорный конспект

• Мультимедийная презентация

6. Литература:

1. М.Г.Мякишев «Физика» 10 класс

Материалы

методического обеспечения занятия.

Вопросы для «Аукциона знаний»:

1. Существует всего 2 вида зарядов.

2. Разноименные заряды притягиваются.

3. На рисунке заряд со значком «?» ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ

1. Заряды взаимодействуют друг с другом посредством электрического поля.

2. Электрическое поле действует на заряженные тела.

3. Электрическое поле может существовать отдельно от заряда.

4. Если расстояние между двумя точечными зарядами уменьшилось в 4 раза, то сила электрического взаимодействия между ними увеличилась в 4 раза.

5. Силовой характеристикой электрического поля является напряженность.

6. Энергетической характеристикой электрического поля является напряжение.

7. Если величина заряда увеличилась в 3 раза, то напряженность поля точечного заряда увеличилась в 3 раза.

Конспект занятия

по теме «Постоянный электрический ток. Закон Ома для участка цепи. Виды соединений проводников»

Мотивация

Видеосюжет.

Вопрос: Как выглядел бы наш мир без этого величайшего открытия - электричества?

Видеосюжет

Сегодня каждый дошкольник умеет пользоваться мобильными устройствами и знает, что телефон нужно заряжать, иначе он просто не будет работать

В современном мире без эл.энергии не только исчезнет свет в домах, остановятся заводы и фабрики, но перестанут работать компьютерные системы, не будут заводиться автомобили и не полетят космические корабли. Цивилизация откатится обратно в прошлое.

Электричество имеет очень давнюю историю своего развития. Мы уже знаем, что еще древнегреческий исследователь и математик Фалес Милетский проводил различные эксперименты и исследовал процесс электризации. Но в то время объяснить этот процесс он не мог.

Природа электричества стала проясняться только в 17 столетии, когда английский физик Уильям Гилберт обнаружил, что не только янтарь, но и многие другие тела, если их обо что-то потереть, могут притягивать всякие мелкие частицы. Именно он назвал совокупность таких явлений электричеством, от греческого слова электрон, то есть янтарь.

На протяжении 18 века эксперименты с электричеством продолжались, исследователи все больше узнавали о его природе и свойствах.

Благодаря различным экспериментам ученые приходят к поразительному выводу: электричество есть повсюду, даже в нас самих, в наших телах.

В 1791 году Гальвани опубликовал трактат «О силах электричества при мышечных сокращениях», в котором изложил свои взгляды на животное электричество. Эксперименты Гальвани имели большое практическое значение для науки и в частности для медицины. Они послужили основой для изучения механизмов работы нервных и мышечных клеток.

Электричество действительно есть в каждом живом существе. Клетки мозга общаются между собой посредством электрических импульсов, весь обмен питательными веществами в любом организме не возможен без электростатического взаимодействия, электрический ток причастен к процессу сокращения и расслабления любой мышцы в нашем организме, а регистрация электрических явлений в организме лежит в основе распространенных методов исследования: электроэнцефалографии, электрокардиографии и др.

Как Вы уже поняли тема сегодняшней лекции «Электрический ток»

План

1. Понятие электрического тока.

2. Условия возникновения электрического тока.

3. Закон Ома для участка цепи.

4. Закон Ома для последовательного и параллельного соединений.

1. Понятие электрического тока

Итак, что же такое электрический ток, без которого наш мир не может обойтись?

Электрический ток  – направленное упорядоченное движение заряженных частиц.

Что является этими свободными частицами? – в проводниках – электроны, в растворах солей (жидких) – ионы.

Электрический ток имеет определенное направление.

Видео За направление эл.тока принимается направление движения положительно заряженных частиц.

Существует постоянный и переменный электрический ток.

Постоянный ток - ток, сила и направление которого не изменяются с течением времени.

1. Условия существования электрического тока

Всегда ли может существовать эл. ток?

Возьмем проводник. Существует ли сейчас в нем эл. ток? Почему?

Для существования тока в проводнике необходимы определенные условия. (из определения). Итак,

• первое условие, наличие свободных заряженных частиц.

Чтобы частицы двигались, на них должна действовать сила. В данном случае это сила Кулона. Эта сила действует при наличии электрического поля.

• второе условие, наличие электрического поля.

Электрическое поле можно создать с помощью источника тока (правильно - источника электрического поля).

Источник тока – это устройство, в котором какая-то энергия (механическая, химическая, тепловая) преобразуется в электрическую (создает электрическое поле).

В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника и создают между ними электрическое поле. Если полюса источника соединить проводами, то по ним пойдет электрический ток.

Один из самых первых источников тока – гальванический элемент – батарейка. В батарейке преобразуется химическая энергия.

ВИДЕО В клейстере происходит химическая реакция по разделению электрических зарядов. В результате этой реакции электроны от графитового стержня переходят к цинковому корпусу. Корпус заряжается отрицательно, графит – положительно. Выводы от стержня и корпуса называются полюсами. Соответственно положительный и отрицательный. Если эти полюса соединить проводником, электроны проводника попадают в электрическое поле и сила кулона приводит их в движение.

Какие еще Вы знаете источники тока?

Самым распространенным на сегодня источником тока является генератор (преобразуется механическая энергия – электростанции), аккумуляторы (химическая энергия).

• третье условие, замкнутая электрическая цепь.

Замкнутая электрическая цепь – это совокупность элементов: источника тока, потребителя (лампа), проводящие проводники, выключатель.

Закрепление

1. Перечислите условия существования электрического тока.

2. С помощью каких устройств можно создать эл. поле?

3. Перечислите источники тока.

О существовании эл. тока можно судить по его действию.

Электрический ток в цепи всегда проявляется каким-нибудь своим действием: тепловым, химическим, магнитным, световым или механическим. НАПРИМЕР.

Тепловое действие используется в нагревательных приборах: в утюгах, электрочайниках, в кипятильниках, в обогревателях, электроплитках и т.д

Вам известно такое явление как электролиз —то есть вещества, содержащиеся в электролите, в процессе электролиза выделяются на электродах источника тока – это химическое действие электрического тока.

Магнитное действие электрического тока - именно магнитное действие токов используется трансформаторах, в электромагнитах. Световое действие электрического тока - в простейшем виде световое действие электрического тока можно наблюдать в лампе накаливания, в светодиодах и т.д.

Механическое действие электрического тока - в электродвигателях.

1. Закон Ома для участка цепи

Любое явление мы характеризуем физическими величинами.

Главной физической величиной, характеризующей ток, является сила тока.

Сила тока – физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени, за который этот заряд прошел.

Обозначение:  . Единица измерения: А – ампер (в честь французского физика  Андре-Мари Ампера)

Иначе говоря, сила тока определяет скорость прохождения зарядов сквозь проводник.

Однако, для определения силы тока эту формулу сложно использовать. Поэтому используют величины, которые можно измерять или вычислить.

Для существования электрического тока внутри проводника должно существовать электрическое поле, а для существования поля в проводнике необходима разность потенциалов. Разность потенциалов называют напряжением. То есть напряжение – это еще одна величина, характеризующая эл. ток.

В 1826 году Георг Ом провел серию опытов и вывел линейную связь силы тока с напряжением: увеличивая напряжение, увеличивается и сила тока, это увеличение происходит прямо пропорционально:   .

Закон Ома для участка цепи: сила тока для однородного проводника на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Однако, для каждого проводника коэффициент пропорциональности разный. Это означало, что каждый проводник обладает некоторой мерой проводимости тока, и для разных проводников она разная. Эту величину назвали электрическим сопротивлением. Обозначение сопротивления – R.

Сопротивление характеризует степень противодействия проводника направленному движению по нему зарядов.

Единица измерения сопротивления – Ом (В/А):

Почему существует сопротивление?

Электроны, которые движутся в металле под действием электрического поля, не движутся в однородной среде, они постоянно взаимодействуют с узлами кристаллической решетки металла и атомами различных примесей, замедляясь. В перерывах же между ударами они движутся равноускоренно. (Когда электрон перемещается по проводнику, он притягивается положительными частицами, это тормозит его движение, т.е. проводник оказывает сопротивление.)

Сопротивление является главной характеристикой проводника.

От чего зависит сопротивление?

Чем проводник длиннее, тем его электрическое сопротивление больше, а чем площадь поперечного сечения проводника больше, тем электрическое сопротивление меньше.

Таким образом, можно записать:

Удельное сопротивление – табличная величина, характеризующая способность материала к сопротивлению, показывает, каким сопротивлением обладает проводник длиной 1 метр, площадь поперечного сечения которого составляет 1 м².

Единица измерения удельного сопротивления:  .

Итак, выяснили, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

1. Закон Ома для участка цепи для последовательного и параллельного соединений проводников

Для существования эл. тока необходимо собрать электрическую цепь.

Электрическая цепь состоит из источника питания, устройств, потребляющих эл. энергию, соединительных проводов и выключателей для замыкания цепи.

Для составления электрической цепи используют разные типы соединения. К наиболее простым и часто встречающимся относится последовательное и параллельное соединения.

Последовательное соединение – проводники включаются в цепь поочередно друг за другом – конец одного проводника соединяется с началом другого.

Параллельное соединение – при котором подключенные элементы цепи имеют два общих узла подключения - начало первого проводника соединяется с началом второго, конец первого проводника соединяется с концом второго.

Вопросы:

Где используется последовательное соединение?

Где используется параллельное соединение?

Законы последовательного соединения

При последовательном соединении за одно и тоже время одно и тоже количество зарядов проходит цепь. (10 вышло, 10 вернулось). Так как _{ } , то в любом проводнике (R₁ и R₂) сила тока остается постоянной.

1. I=I₁=I₂ (все амперметры показывают одинаковую силу тока)

2. U= U₁+U₂ (экспериментально установлено)

3. R= R₁+R₂ (следует из закона Ома)

Законы параллельного соединения

(вышло 10 зарядов и разделились) (з-ны установлены экспериментально)

1. I=I₁+I₂

2. U= U₁=U₂

3. _{ } (из з-на Ома)

Материалы для закрепления

1. Определить физическую величину по данному определению

• Физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени, за который этот заряд прошел.

• Какая физическая величина характеризует степень противодействия проводника направленному движению по нему зарядов.

• Разность значений потенциала в начальной и конечной точках траектории заряда.

1. Найти соответствия между физическими величинами, обозначением и единицами измерения

1. Решить задачи

1) Сопротивление тела ската в среднем равно 180 Ом, напряжение, вырабатываемое скатом 60В. Определить значение силы тока.

2) Какое сопротивление имеет тело человека, если при напряжении 200В по нему течет ток 2 А?

3) Найти силу тока в стальном проводнике длиной 10 м и сечение 2 мм², на который подано напряжение 12 мВ.

1. На слайде представлена цепочка электрических схем. Знаком вопроса помечена неизвестная величина, вычислив которую, необходимо перейти по стрелке к следующей схеме и опять вычислить неизвестную величину.

1. Определить тип соединения резисторов

12