Закон Ома для полной цепи

Цель: рассмотреть, как изменяется сила тока в цепи и напряжение на полюсах источника в зависимости от полного сопротивления цепи.

Оборудование: ноутбук, презентация к уроку, карточки с вопросами, рабочие листы, гальванический элемент, аккумулятор, пьезоэлемент, термопара,

Демонстрация 1: источник тока, ключ, амперметр, вольтметр, реостат, соединительные провода.

Демонстрация 2: источник тока (напряжение 15В), ключ, лампа накаливания, реостат 2 Ом, плавкий предохранитель, соединительные провода.

Фронтальный эксперимент:

Группа1-3: источник тока, ключ, реостат, амперметр, вольтметр, соединительные провода.

Группа 4: ноутбук, ЦОР

План урока

1. Повторение изученного материала (5 мин);
2. Актуализация знаний (3 мин);
3. Изучение нового материала (23 мин);
4. Закрепление нового материала (3 мин);
5. Проверка знаний (7мин);
6. Подведение итогов (2мин);
7. Домашнее задание, комментарии (2 мин).

Ход урока

1. Повторение начинается с повторения проблемного опыта (Демонстрация 1).
2. Продемонстрируйте необходимость исследования всей электрической цепи, а не только ее участка.
3. Вопросы и задания на карточках:

• Вывод закона Ома для полной цепи.
• Начертить на доске график зависимости силы тока от напряжения. ( график не стирать)
• Что такое сторонние силы? (Слайд 4)
• Назовите характеристика источника тока. (Слайд 5)
• Что такое электродвижущая сила?
• Как формулируется закон Ома для полной цепи?

Актуализация знаний

• Какова природа сторонних сил в представленных источниках тока? (гальванический элемент, аккумулятор, пьезоэлемент, термопара или Слайд 6)
• Назовите характеристики известных вам источников тока.

2. Изучение нового материала
   • Сила тока в цепи зависит от трех величин: ЭДС и внутреннее сопротивление относятся к источнику тока, внешнее сопротивление – к внешней цепи. Из закона Ома следует, что от внешнего сопротивления зависит не только сила тока, но и напряжение на полюсах источника.

U_внеш= I*R= ε*R/(R+r)

• Исследуем зависимость силы тока и напряжения от внешнего сопротивления. (Приложения 1-4) (Слайд 7)

В рабочих листах к уроку указано задание, которое вам предстоит выполнить. Займите рабочие места, карандашом в таблицу в строку , соответствующую вашему заданию внесите ваши предположения, затем выполните экспериментальную проверку, ответьте на вопросы в рабочих листах.

• Фронтальное заполнение 1-4 строк таблицы (Слайд8). При заполнении первой строки изобразить на графике перераспределение напряжения.
• Заполнение 5 строки фронтально.

Коротким замыканием называется случай в технике, когда сопротивление внешнего участка цепи ничтожно мало по сравнению с внутренним сопротивлением источника. Напряжение на зажимах источника становится равным нулю, а сила тока достигает своего максимального значения, определяемого величиной внутреннего сопротивления. I _к.з.= ε/r (записать в таблицу)

• Вычислите ток короткого замыкания для предложенных в рабочем листе источников тока. (Слайд 9)

Короткое замыкание представляет различную опасность для разных источников тока:

У гальванических элементов внутреннее сопротивление имеет большую величину, поэтому ток к.з. небольшой – неопасен для них.

У свинцовых аккумуляторов ток к.з. может привести к разрушению пластин.

Особенно опасен ток к.з. в осветительных сетях, питаемых от подстанций. Короткое замыкание может вызвать перегрев проводов, пожар здания.

• Существует еще одна причина выхода из строя электроприборов и возгорания – превышение допустимого безопасного значения силы тока. (Демонстрация 2).
• Предохранители. Что используют для предохранения электрических цепей от возгорания? (Предохранители)

Какие предохранители используются у вас дома, в школе? (Слайд10)

Посмотрите видеосюжет и ответьте на вопрос: почему нельзя использовать «жучки», проволоку произвольного сечения в предохранителях? (Слайд 11)

3. Закрепление изученного материала

Какой из графиков соответствует гальваническому элементу, аккумулятору, осветительной сети? (Слайд12 )

Как изменились показания амперметра и вольтметра при движении ползуна реостата вверх? Где используется это явление? (в театре) (Слайд 13)

Решите задачу. (Слайд14 )

4. Проверка знаний

Вариант 1. (дифференцировано). Самостоятельная работа №9: начальный уровень 6 заданий, средний и достаточный по 2 задания.

Вариант 2. Тест. (Приложение 5)

5. Подведение итогов

Мы рассмотрели зависимость силы тока и напряжения в электрической цепи от внешнего и внутреннего сопротивления и установили, какие явления при этом происходят в цепи.

Напишем синквейн на тему Закон Ома:

Закон Ома

Экспериментальный, фундаментальный

Объясняет, рассчитывает, применяется

Участок цепи, полная цепь

Ток

6. Домашнее задание § 11 (2,3),подготовиться к лабораторной работе № 1,

По полученным экспериментально численным данным определить внутреннее сопротивление источника тока.

Список литературы

1. Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик, Физика, 11класс – Москва, Илекса, 2006.
2. Л.А.Кирик, Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик, Физика, 11 класс, Методические материалы – Москва, Илекса, 2006.
3. Л.А.Кирик, Ю.И.Дик, Физика, 11 класс, Сборник заданий и самостоятельных работ – Москва, Илекса, 2006.
4. А.Е.Марон, Е.А.Марон Физика. Дидактические материалы. 11 класс – Москва, Дрофа, 2005.
5. А.П.Рымкевич Задачник Физика 10-11классы – Москва, Дрофа, 2005.
6. В.А.Буров  Демонстрационный эксперимент по физике, частьII.
7. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Физика, 10 класс – Москва, Просвещение, 1994.
8. Ю.И.Дик, О.Ф.Кабардин, Физика, учебное пособие для 10 класса школ и классов с углубленным изучением физики – Москва, АСТ, 1999.
9. Н.М.Шахмаев, Молекулярная физика. Электродинамика – Москва, Просвещение, 1983.
10. Н.М.Шахмаев, С.Н.Шахмаев, Д.Ш.Шахмаев, Физика-10 – Москва, Просвещение, 1994.
11. Ю.А.Сауров, Г.А.Бутырский, Электродинамика, Модели уроков – Москва, Просвещение, 1992.