Технологическая карта урока "Закон Ома для полной цепи"

ПК 1.3. Производить техническое обслуживание и ремонт бульдозера

ПК 4.3 Производить

техническое обслуживание и ремонт

экскаватора

ПК 4.4 Работать в электроустановках

Метапредметные результаты:

-самостоятельно формулировать и актуализировать проблему;

-анализировать полученные в ходе решения задачи результаты, критически оценивать их достоверность, прогнозировать изменение в новых условиях;

- уметь переносить знания в познавательную и практическую части жизнедеятельности;

Личностные результаты:

-способность планировать и самостоятельно выполнять деятельность технологической направленности;

- интерес к различным сферам профессиональной деятельности.

ПРб3.Владение основополагающими физическими понятиями и величинами, характеризующими электрический ток: сила тока, ЭДС, сторонние силы.

ПРб8.Сформированность умения применять полученные знания (закон Ома для полной цепи) для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни для обеспечения безопасности при обращении с бытовыми приборами и техническими устройствами. (меры, исключающие короткое замыкание)

Тема занятия

Закон Ома для полной цепи. Решение задач с профессиональной направленностью.

Цели

сформировать представление о сторонних силах, ЭДС;

- расширить знания закона Ома для полной цепи;

- получить представление о практическом значении знаний закона Ома для повседневной жизни.

Содержание темы

Сторонние силы. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи

Тема является основой для изучения общепрофессиональных дисциплин и междисциплинарных курсов:

ОП.02. Электротехника

МДК.01.01. Устройство, техническая эксплуатация и ремонт бульдозера.

МДК.04.01. Устройство, техническая эксплуатация и ремонт экскаватора

способствуют формированию общих компетенций: ОК 01, ОК 02, ОК 03, ОК 04, ОК 05, ОК 07;

профессиональных компетенций: ПК 1.3. ПК 4.3 ПК 4.4

Тип занятия

комбинированное

Формы организации учебной деятельности

Фронтальная; индивидуальная; групповая

Этапы занятия

Деятельность преподавателя

Деятельность студентов

Планируемые образовательные результаты

Типы оценочных мероприятий

1.Организационный этап занятия

Создание рабочей обстановки, актуализация мотивов учебной деятельности и установок на восприятие, осмысление

1.Организационный момент. Приветствие.

Здравствуйте, ребята! Начинаем наш урок. Вы являетесь студентами Хабаровского дорожно-строительного техникума. Позвольте задать вам вопрос: кем вы себя представляете после выпуска? Какую профессию вы получите? Как вы думаете, пригодятся ли знания физики бульдозеристам?

Эта профессия востребована, особенно в регионах с развитой добывающей промышленностью. Современная горная техника становится всё более автоматизированной и компьютеризированной, поэтому машинистам необходимо постоянно повышать свою квалификацию и осваивать новые технологии.

А сегодня мы продолжим изучать законы электрического тока. Вам предстоит изучить новый материал, решать задачи, собирать электрические цепи, самим оценивать свою работу в течение урока и заполнить лист самооценки. Будьте сосредоточены и внимательны! Надеюсь на вашу старательность и объективность. Желаю успехов!

Давайте повторим то, что вами уже изучено.

2. Организует актуализацию знаний по теме «Условия, необходимые для возникновения электрического тока. Зависимость электрического сопротивления от рода материала».

Организует проведение фронтального опроса.

Вопросы:

1.Что такое электрический ток? Постоянный электрический ток?

2. Какие заряженные частицы вы знаете?

3.Какие параметры электрического тока вы знаете?

4.Что такое сила тока?

5. Какова причина электрического сопротивления проводника?

6. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

https://learningapps.org/view8895867 электрический ток и величины

https://learningapps.org/view8991088

законы постоянного тока

Приведите примеры практического применения закона Ома для участка цепи.

3. Предлагает обучающимся обратить внимание на оборудование на студенческих столах (вольтметр, амперметр, провода, резистор, реостат, гальванический элемент). Через 2 минуты нужно рассказать о каждом элементе оборудования как можно больше.

Назовите основные элементы любой электрической цепи?

Какие основные компоненты электрической системы бульдозера вы знаете?

Организует работу в группах.

Организует отчеты работы в группах.

- Из данного оборудования соберем электрическую цепь

- Измерим напряжение на резисторе. (1,5 В)

- А на гальваническом элементе написано 4,5 В.

- Почему напряжение на резисторе меньше, чем на источнике тока?

1. Наличие других компонентов в цепи:

* Другие резисторы (последовательное соединение): Если резистор, на котором мы рассматриваем напряжение, соединен последовательно с другими резисторами, то общее напряжение источника будет распределяться между всеми последовательными элементами. По закону Кирхгофа, сумма падений напряжений на последовательных участках равна общему напряжению источника. Следовательно, напряжение на одном резисторе будет меньше общего напряжения.

* Другие потребители: В цепи могут быть и другие устройства (лампы, двигатели, конденсаторы и т.д.), которые также потребляют энергию и создают падение напряжения.

* Внутреннее сопротивление источника: Любой реальный источник питания (батарейка, аккумулятор, блок питания) имеет свое собственное внутреннее сопротивление. Когда ток течет через этот внутренний резистор, на нем также происходит падение напряжения. Это падение напряжения вычитается из "идеального" напряжения, которое мог бы выдать источник.

Вольтметр измеряет напряжение на резисторе- на отдельном участке цепи. Напряжение на конкретном резисторе всегда является частью общего напряжения, и если есть другие факторы, потребляющие энергию или создающие сопротивление, то напряжение на этом резисторе будет меньше полного напряжения, выдаваемого идеальным источником. Значит надо изучить зависимость электрических величин для полной цепи

1. Мобилизуют свои волевые качества для работы.

2. Активно отвечают на вопросы.

За верные ответы выставляют себе баллы.

1б за верный ответ.

Приводят примеры практического применения закона Ома для участка цепи, обобщают и делают выводы, что с помощью закона Ома рассчитываются электрические параметры электропроводки, нагревательных элементов, всех радиоэлементов современной электронной аппаратуры, будь то компьютер, телевизор, сотовый телефон, автомобиль, бульдозер

3. Готовят сообщение о физическом приборе:

- отвечают на поставленный вопрос,

- оценивают свои ответы.

Помогают преподавателю.

Отвечают на вопросы преподавателя

Собирают цепь, измеряют напряжение.

ОК 01.

ОК 02.

ОК 03.

ОК 04

Устный фронтальный опрос

Самоконтроль

Наблюдение за выполнением сборки электрической цепи

Подготовка к изучению нового материала

1. Предлагает обучающимся сформулировать тему занятия.

2. Предлагает обучающимся сформулировать цели занятия.

3. Вместе с обучающимися обсуждает критерии достижения целей.

4. - Как вы думаете, тема занятия связана с вашей будущей профессиональной деятельностью?

Предлагает вернуться к этому вопросу в конце занятия

1. Формулируют тему занятия: Закон Ома для полной цепи

2. Предлагают формулировки целей занятия: изучить закон Ома для полной цепи, научиться применять его при решении задач

3. Формулируют и принимают критерии достижения целей занятия.

4. Отвечают на вопросы

ОК 01.

ОК 02.

ОК 03.

ОК 04

Устный фронтальный опрос

2. Основной этап занятия

Формирование новых знаний и способов

деятельности

1. Организует просмотр видео-урока по теме «Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи»

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5900/main/49366/

(По ходу просмотра делает паузы, повторы для акцента внимания студентов и записи конспекта).

1. Сторонние силы.

2. Электродвижущая сила.

3. Закон Ома для полной цепи.

4. Короткое замыкание.

2. Организует просмотр презентации «Токи короткого замыкания - источники настоящего стихийного бедствия» (опережающее задание).

3. Организует обсуждение презентации по следующим вопросам:

1.Что такое короткое замыкание?

2. Как образуется короткое замыкание?

3. Закон Джоуля-Ленца в цепи короткого замыкания

4. Основные причины короткого замыкания

5.  Виды короткого замыкания:

-в цепи постоянного тока

-в цепи переменного тока

6. Последствия короткого замыкания.

7. Меры, исключающие короткое замыкание

(приложение 1)

4. После вывода закона Ома для полной цепи организует работу по анализу этого закона. Для лучшего понимания студентами явлений, происходящих в электрической цепи, составляем таблицу

1. Смотрят видео-урок.

Записывают краткий конспект в тетрадь.

2. Внимательно слушают,

анализируют, обсуждают,

записывают.

3. Активно участвуют в обсуждении, делая необходимые записи в тетрадь.

4. Активно участвуют в заполнении таблицы

ОК 01.

ОК 02.

ОК 03.

ОК 04.

ПК 1.3

ПК 4.3

Самоконтроль

Закрепление изученного материала

Предлагает закрепить изученный материал при решении задач. Выдает чек-листы. Объясняет критерии оценивания расчетных задач:

Качественные задачи:

1. Обучающиеся изучали протекание электрического тока в цепи, изображённой на схеме (рис. 1). Передвигая рычажок реостата, они следили за изменением силы тока и построили график зависимости силы тока от времени (рис. 2).

Выберите два верных утверждения, соответствующих данным графика. Запишите в ответе их номера.

1) в процессе опыта сила тока в цепи изменялась в пределах от 2 до 7 А.

2) в промежутке времени от t₂ до t₃ сопротивление реостата увеличивалось.

3) в промежутке времени от 0 до t₁ рычажок реостата перемещали влево.

4) в промежутке времени от t₃ до t₄ рычажок реостата перемещали вправо.

5) в промежутке времени от t₁ до t₂ напряжение на резисторе увеличилось в 3 раза.

2. Почему при возникновении пожара в электроустановках нужно немедленно отключить рубильник? Почему нельзя гасить огонь, вызванный током, водой или обычным огнетушителем, а необходимо применять сухой песок или пескоструйный огнетушитель?

Расчётные задачи:

1. К источнику тока с ЭДС = 6 В подключили реостат. На рисунке показан график изменения силы тока в реостате в зависимости от его сопротивления. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

2. Диагностика аккумуляторной батареи бульдозера.

Машинист бульдозера заметил, что двигатель стал запускаться с трудом, особенно в холодную погоду. Электрик проводит диагностику 12-вольтового аккумулятора. При отключенном двигателе (холостой ход) вольтметр показывает 12,6 В (это ЭДС). При попытке запустить двигатель (стартер потребляет 150 А), напряжение на клеммах аккумулятора падает до 9,6 В.

Вопросы:

1. Каково внутреннее сопротивление аккумулятора на основе этих измерений?

2. Считается, что для 12-вольтового аккумулятора внутреннее сопротивление не должно превышать 0,02 Ом для нормального запуска. Соответствует ли диагностированный аккумулятор этому требованию?

3. Какова мощность, теряемая внутри этого аккумулятора при запуске?

4. Какие рекомендации машинисту можно дать по дальнейшей эксплуатации или замене аккумулятора?

3.Решение ситуационных задач

Задача 1: "Мертвая" смена

Ситуация:

Раннее холодное утро на строительной площадке. Оператор Иван приходит на смену, чтобы начать подготовку участка под фундамент. Он садится в бульдозер, поворачивает ключ зажигания, но вместо привычного шума стартера слышит лишь слабый щелчок и полное молчание. Панель приборов не загорается, фары не включаются. До начала работ осталось 15 минут, и срыв графика недопустим.

Вопросы:

1. Какова наиболее вероятная электрическая причина такого поведения бульдозера?

2. Какие первоначальные действия должен предпринять Иван, чтобы попытаться запустить машину?

3. Если аккумулятор разряжен, какие есть варианты экстренного запуска бульдозера на строительной площадке?

4. Какие элементы электрической цепи задействованы при запуске двигателя бульдозера?

Задача 2: Потеря видимости в ночную смену

Ситуация:

Бульдозерист Алексей работает в ночную смену, разравнивая грунт. Внезапно, все рабочие фары и головной свет бульдозера гаснут одновременно. Остаются гореть только тусклые габаритные огни. На улице полная темнота, а работы нужно завершить к утру, чтобы не остановить укладку асфальта.

Вопросы:

1. Каковы возможные электрические причины одновременного отказа всех основных фар? (Назовите не менее трех).

2. Какие действия должен предпринять Алексей для обеспечения безопасности и попытаться восстановить освещение?

3. Какую роль в электрической цепи освещения играют предохранители и реле?

4. Предположим, проблема была в перегоревшем предохранителе. Почему это могло произойти?

Задача 3: Загадочное падение мощности

Ситуация:

Во время интенсивных работ по перемещению тяжелых объемов грунта, оператор Павел замечает, что бульдозер начал терять мощность. Двигатель работает, но обороты плавают, и тяга значительно уменьшилась. На приборной панели загорелась контрольная лампа с изображением аккумулятора, а вольтметр показывает низкое напряжение.

Вопросы:

1. С чем, скорее всего, связана проблема, сигнализируемая контрольной лампой аккумулятора и низким напряжением?

2. Как эта электрическая неисправность может быть связана с потерей мощности двигателя? (Подсказка: современные бульдозеры оснащены электронными системами управления).

3. Какие электрические компоненты требуют проверки в первую очередь?

4. Каковы могут быть последствия продолжительной работы бульдозера с такой неисправностью?

Задача 4: Опасная встреча с проводами

Ситуация:

Бульдозер под управлением Михаила работает на участке, где проходят старые воздушные линии электропередач. При поднятии отвала для выгрузки грунта, Михаил случайно задевает один из проводов отвалом. Раздается характерный треск, и из точки контакта посыпались искры. Бульдозер глохнет.

Вопросы:

1. Что должен немедленно сделать Михаил? (Назовите последовательность действий).

2. Почему опасно покидать кабину бульдозера в такой ситуации?

3. Какие электрические цепи бульдозера могли пострадать в результате этого инцидента?

4. Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе вблизи линий электропередач?

Решают задачи письменно, обсуждают решения, анализируют и оценивают решения друг у друга.

Задача 3: Диагностика аккумуляторной батареи бульдозера

Дано: ЭДС = 12,6 В, I = 150 А, U_(клеммы) = 9,6 В.

1. Внутреннее сопротивление аккумулятора (R_(внутр)):

Используем формулу U_(клеммы) = ЭДС - I · R_(внутр).

9,6 В = 12,6 В - 150 А · R_(внутр)

150 А · R_(внутр) = 12,6 В - 9,6 В = 3 В

R_(внутр) = (3 В)/(150 А) = (0,02 Ом).

2. Соответствие диагностированного аккумулятора требованию:

Да, измеренное внутреннее сопротивление 0,02 Ом соответствует максимально допустимому значению 0,02 Ом. Однако, поскольку это максимально допустимое значение, аккумулятор находится на границе своего ресурса или оптимальной работы. В идеале, для надежного запуска в любых условиях, внутреннее сопротивление должно быть меньше 0,02 Ом.

3. Мощность, теряемая внутри аккумулятора (P_(внутр)): P_(внутр) = I^2 · R_(внутр) = (150 А)^2 · 0,02 Ом = 22500 · 0,02 Вт = (450 Вт).

4. Рекомендации машинисту:

Аккумуляторная батарея находится на пределе своей работоспособности. При таком внутреннем сопротивлении могут наблюдаться:

• Трудности с запуском двигателя, особенно при низких температурах.

• Быстрый разряд при продолжительном использовании потребителей без работающего двигателя.

Рекомендуется:

• Проверить уровень и плотность электролита, при необходимости долить дистиллированную воду и зарядить аккумулятор до полной емкости.

• Очистить клеммы и проверить качество их затяжки.

• Если проблемы сохраняются или усугубляются, рассмотреть вопрос о замене аккумулятора, так как его внутреннее сопротивление, скорее всего, будет только увеличиваться.

—

ОК 01.

ОК 02.

ОК 03.

ОК 04.

ПК 1.2.

.

ПК 2.2.

Оценка решения качественных и расчетных задач

Взаимооцени-вание

Самооценка

3. Заключительный этап занятия

Подведение итогов работы

1. Подводит итоги, связывая результаты занятия с его целями. Акцентирует внимание на конечных результатах учебной деятельности обучающихся на занятии и каждой группы.

2. Организует рефлексию.

Задает вопрос

- Будут ли знания данной темы востребованы в вашей профессиональной деятельности?

Организует обсуждение.

3. Выставляет оценки за работу на занятии, комментируя их на основе разработанных в начале занятия критериев

Критерии оценивания: от 10 до 12 б оценка «3»

От 13 до 14 баллов оценка «4»

От 15 и более оценка «5»

1. Отвечают на вопросы.

2.Проводят самоанализ приобретенных знаний, умений и навыков. Заполняют листы самооценки, считают баллы, выставляют оценку

ОК 01.

ОК 02.

ОК 04.

ПК 1.1.

ПК 1.2.

ПК 2.1.

ПК 2.2.

4. Задания для самостоятельного выполнения

Постоянный электрический ток. Токи в различных средах

§10.1-10.3

Физика. Технологический уровень, Ч1/ В.Ф. Дмитриева, – М.: Академия, 2025

Подготовить сообщение об электрическом оборудовании автомобиля. (по желанию)

Записывают домашнее задание

ОК 01.

ОК 02.

ОК 03.

ОК 04