37. Электроемкость. Конденсаторы

Раздел долгосрочного плана:

Раздел Электростатика

Школа:

Дата: _______________________

ФИО учителя:

Класс: 10 ____

Количество присутствующих: ______

отсутствующих: ____

Тема урока

Электроемкость. Конденсаторы. Единицы измерения емкости и количества электричества. 

Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу)

10.3.1.4 – Объяснять роль конденсатора в простой электрической цепи; 

Цели урока

Учащиеся будут

- объяснять смысл электроемкости;

- описывать структуру конденсатора и его назначение в электрической цепи;

- называть единицы электроемкости и количества электричества;

- знать формулу электроемкости через отношение заряда к напряжению;

- перечислять величины, от которых зависит электроемкость.

Критерии оценивания

Учащиеся могут:

- объяснить смысл электроемкости;

- описать структуру конденсатора и его назначение в электрической цепи;

- назвать единицы электроемкости и количества электричества;

- назвать формулу электроемкости через отношение заряда к напряжению;

- перечислить величины, от которых зависит электроемкость.

Языковые цели

Лексика и терминология, специфичная для предмета:

Учащиеся могут:

- объяснить смысл электроемкости;

-описать процесс зарядки конденсатора;

- объяснить его назначение в электрической цепи;

Предметная лексика и терминология:

Серия полезных фраз для диалога/письма:

Конденсатор представляет собой……

Емкость конденсатора зависит от …… не зависит от…..

Единица электроемкости …..

При увеличении/ уменьшении  расстояния между обкладками  емкость конденсатора …..

Привитие ценностей

Гуманность

В течение всего урока прививать открытость, сотрудничество, уважение, толерантность в отношениях с одноклассниками через работу в парах

Привитие ценностей осуществляется посредством/через обсуждение ключевых моментов темы в группах.

Межпредметныесвязи

Связь с математикой: работа с формулами, с графиками, физические величины и их единицы измерения.

Ключевые навыки

Критическое мышление

Предварительные знания

Электрический заряд, напряжение, проводники, диэлектрики, условные обозначения элементов в электрической цепи.

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало урока

10 мин.

В начале урока, после приветствия учитель приглашает учащихся рассмотреть демонстрационную установку, собранную на его столе. Он приглашает двух учеников и просит на доске нарисовать принципиальную схему электрической цепи, для обозначения неизвестного элемента он предлагает использовать кружок с буквой «N» внутри.

Он обсуждает с учащимися  следующие вопросы:

1.            Какие элементы входят в электрическую цепь?

2.            В каком положении должен быть ключ, чтобы в цепи протекал электрический ток?

3.            Может ли быть ток в цепи, если ключ перевести из положения А в положение В?

Далее он  показывает учащимся опыт и получает график зависимости напряжения от времени на доске, пока ключ в положении В. Затем переключает вольтметр на лампочку и учащиеся наблюдают за процессом разрядки конденсатора через лампу.

Учитель предлагает учащимся обсудить, какую роль играет элемент Х в цепи.

Учащиеся во время обсуждения могут выдвинуть гипотезу, что он как бы передает энергию с одной части цепи в другую. Его роль - запасти энергию и потом отдать. Могут быть учащиеся, кто назовет этот элемент конденсатор. Тогда учитель акцентирует внимание на его назначении в цепи.

Он знакомит учащихся с темой урока, обсуждает с ними цели обучения и критерии оценивания на урок.

Он также знакомит учащихся с планом урока:

1. Просмотр и обсуждение видео.

2. Исследование зависимости между зарядом конденсатора и напряжением между его обкладками.

3. Составление опорного конспекта

Лабораторная установка: источник питания, лампочка, конденсатор, вольтметр, ключ, соединительные провода

Середина урока

5 мин

Задание 1. Просмотр видео на котором показан процесс зарядки конденсатора ( до 1:39 секунды)

https://www.youtube.com/watch?v=IvFVu7Jxa2I

Перед просмотром видео учитель знакомит учащихся с вопросами, на которые они должны ответить:

1.      Перечислить основные части конденсатора.

2.      Что происходит с распределением зарядов на пластинах во время зарядки конденсатора?

3.      Как изменяется скорость движения электронов между обкладками с течением времени?

4.      Что можно сказать о заряде, который получают обкладки конденсатора в процессе зарядки?

После просмотра видео учащиеся отвечают на поставленные вопросы.

Формативное оценивание учителя.

Ссылка на видео

https://www.youtube.com/watch?v=IvFVu7Jxa2I

10 мин

8 мин

7 мин

Далее учитель обсуждает с ними вопросы:

1.      Будет ли между обкладками конденсатора существовать электрическое поле?

2.      Как его напряженность связана с величиной заряда на обкладках?

3.      Как напряжение между обкладками связано с напряженностью поля, зарядом конденсатора?

Возвращаются к графику, полученному в начале урока во время зарядки конденсатора. Учитель предлагает сравнить график, показанный на видео q(t) и U(t), полученный при проведении эксперимента.

Из сопоставления становится ясно, что заряд и напряжение изменяются одинаково с течением времени. То есть q~U.

 Подвести учащихся на качественном уровне к пониманию соотношения

Далее учитель предлагает открыть виртуальную лабораторию и проверить данное соотношение.

Учащиеся будут работать в малых группах. Задание каждой группы будет отличаться площадью пластин и расстоянием между ними.

Ресурс:

https://phet.colorado.edu/en/simulation/capacitor-lab-basics

1.      Используя опции изменения расстояния между пластинами и увеличения площади пластин установите следующие параметры у конденсатора

1 группа d=5 мм и S= 400 мм²

2 группаd=10 мм и S= 400 мм²

3 группа d=5 мм и S= 200 мм²

4 группаd=10 мм и S= 200 мм²

5 группаd=5 мм и S= 300 мм²

6 группаd=10 мм и S= 300 мм²

2.      В правой части окна на панели «Meters» установите флажки на переключатели «Platecharge»,  «Voltmeter» и «Capacitance».

3.      Подключите вольтметр к  конденсатору так, как показано на рисунке.

4.      Установите ползунок на батарее в нулевое положение.

5.      Медленно передвигайте вверх и запишите в таблицу значения заряда и показания вольметра для 4 положений.

6.      Рассчитайте отношение заряда к разности потенциалов между пластинами ( значения получаются чуть различными, но приблизительно одинаковыми).

7.      Сравните записанные значения с показаниями «Capacitance».

Таблица.

Учитель обобщает результаты учащихся на доске в таблице:

Учитель обсуждает с учащимися, полученные результаты и акцентирует внимание учащихся на следующих вопросах:

1.      Что можно сказать об отношении заряда к разности потенциалов в каждом из рассмотренных случаев?

2.      Как можно объяснить незначительное расхождение, полученных результатов?

3.      Зависит ли данное отношение от заряда и разности потенциалов между обкладками конденсатора?

4.      Зависит ли данное отношение от расстояния между пластинами? Площади пластин?

Здесь они будут сравнивать исходные данные и результаты групп. Большинство учащихся могут увидеть, что это отношение зависит от расстояния между пластинами и их площади. Некоторые учащиеся могут проследить закономерности: а) чем больше расстояние, тем меньше  значение отношения; б) чем больше площадь пластин тем больше данное отношение.

Учитель подводит учащихся к пониманию, что это отношение характеризует конденсатори называется емкостью.

Учитель предлагает учащимся  составить опорную схему в тетради, используя лист с ключевыми понятиями и формулами ( в приложении к уроку):

Электроёмкость, величина, характеризующая способность проводника удерживать электрический заряд.

- Единицы измерения - 1 Фарад.

- Конденсатор, устройство из двух или более проводящих электродов (обкладок), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок, обладающее значительной электрической ёмкостью.

-Заряд конденсатора, абсолютное значение заряда одной из обкладок.

Основныеформулы:

1.      Электроёмкость:

Инструкция к уроку37.docx,

Ресурс:

https://phet.colorado.edu/en/simulation/capacitor-lab-basics

Конец урока

5 мин

Рефлексия по оценке уровня усвоения учащимися темы, с использованием таблицы.

Для учащихся.

Оцените уровень достижения критериев урока, поставив галочку в соответствующую ячейку.

Для учителя! Данная таблица предназначена  для выявления затруднений и организации индивидуальной работы.

Д/з: повторите по учебнику, изученный материал, и решить задачу

Заряд конденсатора q = 3 • 10^-8 Кл. Ёмкость конденсатора С = 10 пФ.

(а) Определите напряжение между обкладками конденсатора.

(в)* Определите скорость, которую приобретает электрон, пролетая в конденсаторе путь от одной пластины к другой. Начальная скорость электрона равна нулю. Удельный заряд электрона 

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

Поддержку учащимся планируется оказать через обсуждение эксперимента и просмотр видео. Работа в группах с интерактивной моделью поможет учащимся наглядно убедиться в том что электроемкость не зависит от  заряда и напряжения, но зависит от  расстояния между пластинами и их площади.

Через обсуждение результатов работы с интерактивной моделью.

Создание благоприятной психологической атмосферы, соответствие заданий уровню подготовленности учащихся, смену видов деятельности, консультирование.

Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оказание консультационной помощи учащимся, испытывающим затруднения

Учащиеся будут:

Большинство учащихся будут:

Некоторые учащиеся будут:

- объяснять смысл электроемкости;

- описывать структуру конденсатора и его назначение в электрической цепи;

- называть единицы электроемкости и количества электричества;

- назвать формулу электроемкости через отношение заряда к напряжению;

- перечислять величины, от которых зависит электроемкость;

- обобщать результаты и прослеживать закономерности.

Рефлексия по уроку

Используйте данный раздел для размышлений об уроке. Ответьте на самые важные вопросы о Вашем уроке из левой колонки.

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Если нет, то почему?

Правильно ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли были временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?