Урок "Закон Ома для участка цепи", 10 класс.
Цели урока:
Образовательная: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи.
Развивающая:
развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;
продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.
Воспитательная: развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул.
Задачи урока.
Оборудование.
Демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивления, компьютер, проектор, экран, магнитная доска, магниты, портрет Ома, таблицы с формулами.
План урока.
І. Организационный момент.
ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.
ІІІ. Изучение нового материал.
ІV. Закрепление знаний, умений, навыков.
V. Домашнее задание.
VІ. Подведение итогов урока, оценка работ учащихся.
VІІ. Резерв.
І. Организационный момент.
Учитель: Изучая тему “электрические явления”, мы с вами уже знаем основные величины, характеризующие электрические цепи. Мальчики уже ремонтировали или будут ремонтировать бытовые электроприборы, проводку в квартире, но я надеюсь, что из вас никто не претендует на роль “всезнающего” и “все умеющего” электромонтера и вы не оставите себя и своих соседей, после вашего ремонта без света. А чтобы этого не произошло, недостаточно знать только в отдельности физические величины, характеризующие электрические цепи, их надо рассматривать во взаимозависимости. Вот эту взаимозависимость впервые открыл физик Георг Ом и называют его законом Ома. А мы постараемся сами раскрыть взаимозависимость трех величин сегодня на уроке.
ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.
В начале, пожалуйста, перечислите основные величины, характеризующие электрические цепи.
Ученик: Сила тока, напряжение, сопротивление.
Учитель: А теперь, дайте небольшую характеристику каждой из этих величин, по плану:
Назвать величину;
Что характеризует данная величина?;
Как обозначается?;
В каких единицах измеряется?.
Учитель на магнитной доске прикрепляет слова, напряжение, сила тока, сопротивление.
Ученик А: Напряжение характеризует электрическое поле, обозначается U, измеряется [ U] = 1 В.
Учитель на магнитной доске прикрепляет таблицу U, [ U] = 1 В.
Ученик В: Сила тока, характеризует электрический ток в проводнике, обозначается I, измеряется [ I] = 1 А.
Учитель прикрепляет на магнитной доске таблицу I, [ I] = 1 А.
Ученик С: Сопротивление характеризует сам проводник, обозначается R, измеряется [ R] = 1 Ом.
Учитель прикрепляет на магнитной доске таблицу R, [ R] = 1 Ом.
Учитель: Ребята, до этого урока вы изучали эти физические величины по отдельности и раскрыли только зависимость силы тока от напряжения. Сегодня мы перед собой поставим основную цель: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи. Они связаны между собой законом, носящим имя Ома.
ІІІ. Изучение нового материал.
Итак, тема урока: “ Закон Ома для участка электрической цепи ”.
( Запись учителем темы на доске и учениками в тетрадях).
Учитель: Как зависит сила тока от напряжения в участке цепи при постоянном сопротивлении этого участка?
Ученик: Сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется.
Учитель: Какие приборы были вами использованы для установления этой закономерности?
Ученик: Амперметр, вольтметр, источник тока, проводник, соединительные провода, ключ.
(Учитель обращает внимание учеников на таблицу с электрической цепью).
[pic] [pic]
Учитель: Какие приборы изображены под цифрой 1 и 2 и почему вы так думаете?
Ученик А: Под цифрой 1 изображен вольтметр, т.к. он подключается параллельно тому участку, где измеряют напряжение.
Ученик В: Под цифрой 2 изображен амперметр, т.к. он подключается в цепи последовательно тому участку, где измеряют силу тока.
Учитель: Какой график вы получили, исходя из эксперимента, и как он называется?
Ученик: Мы получили график прямой пропорциональности между силой тока и напряжением. Графическая зависимость силы тока от напряжения называется ВАХ (вольт – амперная характеристика) проводника.
(Учитель прикрепляет на магнитную доску график ВАХ).
[pic]
Учитель: Еще раз проверим это на опыте. Обратите внимание на демонстрационную установку. ( Учитель быстро раскрывает назначение каждого элемента собранной демонстрационной установки, определяя цену деления электроизмерительных приборов).
Учитель: Источник тока – для создания и поддержания электрического поля в проводнике. Амперметр для измерения силы тока в проводнике. Вольтметр для измерения напряжения на концах проводника. Демонстрационный магазин сопротивления – для изменения сопротивления на участке цепи. Ключ – (замыкающее и размыкающее устройство), нужен для включения и выключения в нужное время источника тока. Соединительные провода – доставляют электрическую энергию в электрическую цепь.
(Учитель демонстрирует зависимость силы тока от напряжения при постоянном сопротивлении проводника).
Учитель: Ребята, во время ответа ваша задача внимательно проследить за показаниями амперметра и вольтметра, а затем сделать соответствующий вывод.
Учитель: Итак, ребята, что вы наблюдали?
Ученик: С увеличением напряжения сила тока в проводнике возрастает при постоянном сопротивлении.
(Запись на доске и в тетрадях. Если R = const, I~ U).
Учитель: А теперь мы с вами выясним, как сила тока зависит от сопротивления проводника, при постоянном напряжении на его концах.
Учитель: Ребята, ваша задача опять внимательно проследить за показаниями приборов и сделать вывод, одновременно заполнить таблицу, при U = 3В:
R, Ом 10
5
3
1
I, А
0,3
0,5
0,7
2
(Учитель демонстрирует опыт, при этом необходимо показания вольтметра поддерживать постоянными, заполняет таблицу, лучше начинать при R = 10 Ом, U = 3В).
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученик: С увеличением сопротивления проводника сила тока уменьшается.
(Учитель прикрепляет на магнитную доску таблицу с графиком зависимости силы тока от сопротивления).
Учитель: Такой график называется графиком обратной пропорциональности между силой тока и сопротивлением.
[pic]
Учитель: Итак, ребята, запишем результат опыта: сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника, при постоянном напряжении на концах проводника.
(Учитель записывает на доске. При U = const, I ~ [pic] ).
Учитель: Ребята, зависимость силы тока от сопротивления была изучена немецким физиком Омом.
Учитель: Обобщим два эти вывода и запишем итоговую формулу:
[pic]
(Записываем данную формулу на доске и в тетрадях).
Учитель: Такая запись носит название:
“Закон Ома для участка цепи”.
Закон Ома читается так: “сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его
(Запись учениками формулировки закона в тетрадях),
Учитель: Данный закон немецкий физик Георг Ом открыл в 1827 году.
(Учитель обращает внимание на портрет Георга Ома).
Учитель: Его работу хорошо приняли в Германии. В 1833 году ученый был уже профессором политехнической школой в Нюрнберге. Однако за рубежом, особенно во Франции, Англии, работы Ома долгое время оставались неизвестными. Через 10 лет после появления его работы французский физик Пуйе на основе экспериментов пришел к таким же выводам. Но Пуйе было указано, что установленный им закон еще в 1827 году был открыт Омом. Любопытно, что французские школьники и поныне изучают закон Ома под именем закона Пуйе.
Пуйе Клод Серве Маттиас (1790-1868) – французский физик.
Учитель: Для запоминания формулы закона Ома и последующего его применения для решения задач лучше пользоваться треугольником.
(Учитель прикрепляет таблицу с треугольником на магнитную доску и раскрывает, как им пользоваться).
[pic]
Учитель: Для теоретического изложения данного вопроса лучше запомнить следующую таблицу:
[pic]
ІV. Закрепление знаний, умений, навыков.
Учитель: Сейчас с вами, ребята, решим задачу.
( Учитель включает проектор и проецирует задачу на экран).
На рисунке изображены графики зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?
Ученик: Проводник В обладает большим сопротивлением.
Учитель: Почему ты так считаешь?
Ученик: По закону Ома для участка цепи, сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника при постоянном напряжении.
Т.к. при напряжении 6В сила тока проводника В, 1А, а сила тока проводника А, 3А. Таким образом, сила тока проводника В меньше, значит сопротивление больше.
Учитель: Докажите это расчетами. I Вариант решает для проводника А.
II Вариант решает для проводника В.
(На экране учитель показывает решение задачи в общем виде.)
[pic]
Общий ответ: 6 Ом > 2 Ом Rв > Ra.
(Учитель показывает решение задач на экране).
Учитель: А сейчас подведем итог нашего урока. Какую взаимозависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением на участке цепи мы раскрыли?
Ученик: Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Учитель: В какой формуле выражена эта взаимозависимость?
Ученик: Взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления выражена законом Ома для участка цепи. I = [pic] .
Учитель: Итак, ребята, мы выяснили с вами, как связаны между собой эти три величины (I, U, R). А вот зависит ли сопротивление данного проводника от силы тока и напряжения в электрической цепи, вы выясните сами. Все свои варианты ответов сможете проверить и обосновать, прочитав § 44, повторив § 42,43.
V. Домашнее задание.
Запишем домашнее задание: § 44, упр. 21 (1,2). Повторить § 42,43.
VІ. Подведение итогов урока, оценка работ учащихся.
( Учитель подводит итог урока, оценивая работу учеников).
