Открытый урок ЭДС. Закон Ома. 10 кл

На листах ответов нарисовать смайлики

 - я доволен своей работой на уроке

 - мог бы поработать лучше

 - я не доволен своей работой

II. Проверка домашнего задания:

Фронтальный опрос:

1. В каком движении участвуют свободные электроны в металле?

2. Происходит ли при этом перенос электрического заряда?

3. В каком случае происходит перенос заряда через поперечное сечение проводника?

4. Что такое электрический ток?

5. Что представляет собой ток в металлах?

6. Что принимают за направление тока?

7. Как можно обнаружить электрический ток?

8. Какие действия тока мы знаем?

9. Какая величина служит основной количественной характеристикой

электрического тока?

10. Как рассчитать силу тока?

11. От каких величин зависит сила тока?

12. Какие условия необходимы для создания электрического тока?

13. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

14. Что характеризует электрическое сопротивление проводника?

15. От каких величин зависит электрическое сопротивление проводника?

Технологическая карта урока физики. (учитель: Хмелева Елена Валентиновна)

10 класс. Тема урока: Электродвижущая сила. Закон Ома для полного участка цепи. Дата урока: 11.03.2016г.

Цель урока: 

Обучающая: ввести понятия электродвижущей силы; сформулировать закон Ома для полной цепи;

Воспитательная: показать, что теория является неотъемлемой частью практики и окружающей действительности;

формирование социальной роли ученика, положительного отношения к учению.

Развивающая: развить умение самостоятельно получать информацию, находить выход из проблемных ситуаций, закрепить навыки работы в микрогруппах, навыки самооценки и самоконтроля.

Тип урока:Комбинированный урок

Авторы программы: В.С. Данюшенков, О.В.Коршунова (на основе программы автора Г.Я. Мякишева).

УчебникМякишев Г. Я. Физика: учеб.для 10кл. общеобразоват. учреждений / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский.

Закрепление нового материала и домашние задание на втором уроке «Решение задач»

параграф 109-110 задачник Рым. Задачи на базовом уровне – 814,818 на повышенном -826,827.

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА (Приложение 1)

Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.
В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.
Существуют различные виды источников тока:

М еханический источник тока

- механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы.

Тепловой источник тока
- внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.
Например, термоэлемент - две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда между другими концами этих проволок появится напряжение. 
Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях.

С ветовой источник тока 
- энергия света преобразуется в электрическую энергию.

Например, фотоэлемент - при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи.
Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

Х имический источник тока
в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.

Н апример, гальванический элемент - в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполнен-ный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень - положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд - отрицательным электродом.
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

 

Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания.
Аккумуляторы - в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Условное обозначение источника тока на электрической схеме

Тема: Законы постоянного тока
Урок: Электродвижущая сила

1. Сторонние силы

( технология проблемного диалога)

В одной из прошлых тем (условия существования электрического тока) уже затрагивался вопрос о необходимости источника питания для длительного поддержания существования электрического тока. Сам по себе ток, конечно же, можно получать и без таких источни­ков питания. Например, разрядка конденсатора при вспышке фото­аппарата. Но такой ток будет слишком скоротечным (рис. 1).

Рис. 1. Кратковременный ток при взаимной разрядке двух разноименно заря­женных электроскопов (демонстрация 1 го видео фрагмента)

Кулоновские силы всегда стремятся свести разноименные заряды, выровняв тем самым потенциалы по всей цепи. А, как известно, для наличия поля и тока необходима разность потенциалов. Поэтому никак нельзя обойтись без каких-либо других сил, разводящих заряды и поддерживающих разность потенциалов.

Определение. Сторонние силы – силы неэлектрического проис­хождения, направленные на разведение зарядов.

Эти силы могут быть разной природы в зависимости от типа источ­ника. В батареях они химического происхождения, в электрогене­раторах – магнитного. Они-то и обеспечивают существование тока, так как работа электрических сил по замкнутому контуру всегда равна нулю. (второй видео фрагмент)

Вторая задача источников энергии, помимо поддержания разности потенциалов, – это восполнение потерь энергии на столкновении электронов с другими частицами, вследствие чего первые теряют кинетическую энергию, а внутренняя энергия проводника повыша­ется.

Сторонние силы внутри источника выполняют работу против элек­трических сил, разводя заряды в стороны, противоположные их естественному ходу (как они движутся во внешней цепи) (рис. 2).

Рис. 2. Схема действия сторонних сил

Аналогом действия источника питания можно считать водяной насос, который пускает воду против ее естественного хода (снизу вверх, в квартиры). Обратно же вода естественным образом под действием силы тяжести спускается вниз, но для непрерывной работы водоснабжения квартиры необходима непрерывная работа насоса.

1. Электродвижущая сила

(технология опорных схем) – во время изучения нового материала учащиеся составляют опорный конспект

Определение. Электродвижущая сила отношение работы сторонних сил по перемещению заряда к величине этого заряда. Обозначение –  :

Единица измерения:

1. ЭДС разомкнутой и замкнутой цепи

Рассмотрим следующую цепь (рис. 3):

( эксперимент- оборудование на столах учащихся)

Рис. 3.

При разомкнутом ключе и идеальном вольтметре (сопротивление бесконечно велико) никакого тока в цепи не будет, и внутри гальванического элемента будет совершаться только работа по разделению зарядов. В этом случае вольтметр покажет значение ЭДС.

При замыкании ключа по цепи пойдет ток, и вольтметр уже не будет показывать значение ЭДС, он будет показывать значение напряжения, такого же, как на концах резистора. При замкнутом контуре:

Здесь:   – напряжение на внешней цепи (на нагрузке и подводящих проводах);   – напряжение внутри гальванического элемента.

На следующем уроке мы изучим закон Ома для полной цепи.

 4. Закон Ома для полной цепи

Из прошлых уроков нам уже знаком закон Ома для участка цепи. Теперь сделаем для этого закона обобщение.

Определение. Полная цепь – цепь, содержащая источник тока, или же цепь, содержащая ЭДС.

Для наглядного примера возьмем самый простой вариант – цепь с одним источником и одним потребителем (рис. 1):

Рис. 1. Пример полной цепи

Внешняя цепь (участок полной цепи без источника) характеризуется своим сопротивлением – R. Источник же характе­ризуется своей ЭДС, а также внутренним сопротивлением – r.

Как уже отмечалось на прошлом уроке, ЭДС равна сумме падений напряжения на внешней цепи и на самом источнике:

Здесь:   – напряжение, подаваемое во внешнюю цепь;   –падение напряжения на источнике.

Внешняя цепь, конечно же, является участком цепи, по­этому для нее справедлив закон Ома:

Через источник проходит точно такой же ток, поэтому:

Подставив последние два выражение в первое, получим:

Или же:

Это и называется законом Ома для полной цепи.

Получить закон Ома можно также, если начать рассматривать выполняемую работу. Ведь работа сторонних сил по перемещению заряда состоит из перемещения по внешней цепи плюс разделение зарядов внутри источника:

Если разделить это выражение на заряд, получим:

Или же, если вспомнить все определения:

Короткое замыкание

( Технология проблемного диалога )

Определение. Короткое замыкание – явление, когда сопротивление во внешней цепи по каким-либо причинам стремится к нулю:

При этом, обращаясь к закону Ома для полной цепи:

Ток короткого замыкания из-за того, что внутреннее сопротивление источников очень мало по сравнению с сопротивлением внешним, как правило, чрезвычайно велик. Из-за этого выделяется очень большое количество теплоты, что может стать причиной обрывов цепи, пожаров и т. д. Для предотвращения подобного используются предохранители (рис. 2).

Рис. 2. Предохранители (Источник)

Следующий урок будет посвящен решению задач.

(закрепление полученных знаний)

Списоклитературы

1. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физика (базовый уровень) – М.: Мнемозина, 2012.

2. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика 10 класс. – М.: Илекса, 2005.

3. Мякишев Г.Я., Синяков А.З., Слободсков Б.А. Физика. Электродинамика. – М.: 2010.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсысети Ин­тер­нет

1. ens.​tpu.​ru (Ис­точ­ник).

2. physbook.​ru (Ис­точ­ник). 

3. electrodynamics.​narod.​ru (Ис­точ­ник).

До­маш­нее за­да­ние

1. Что такое сто­рон­ние силы, ка­ко­ва их при­ро­да?

2. Как свя­за­но на­пря­же­ние на разо­мкну­тых по­лю­сах ис­точ­ни­ка тока сего ЭДС?

3. Как пре­вра­ща­ет­ся и пе­ре­да­ет­ся энер­гия в за­мкну­той цепи?

*ЭДС ба­та­рей­ки фо­на­ри­ка – 4,5 В. Будет ли от этой ба­та­рей­ки го­реть с пол­ным на­ка­лом лам­поч­ка, рас­счи­тан­ная на 4,5 В? По­че­му?