4 ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока_ Краткосрочный план (1)

Школа:

Учитель:

Дата

Класс 10

Раздел

10.3 А Постоянный ток

Тема урока:

ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

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

- объяснять физический смысл понятия «Электродвижущая сила».

- знать и применять закон Ома для полной цепи

- объяснять различия между ЭДС и падением напряжения во внешней цепи.

- описывать влияние внутреннего сопротивления источника тока на падение напряжения во внешней цепи;

Цели урока

Учащиеся смогут:

- смогут объяснить понятие электродвижущей силы;

- будут знать законы Ома для участка цепи и для полной цепи;

- разъяснят физический смысл закона Ома для полной цепи постоянного тока на основе закона сохранения энергии;

 -смогут объяснить разницу между ЭДС и напряжением  внешней цепи;

- смогут измерять сопротивление с помощью омметра (мультиметра).

Критерии оценивания

Учащиеся:  

- объясняют различия между ЭДС и падением напряжения во внешней цепи (с точки зрения энергии);

- знают влияние внутреннего сопротивления источника ЭДС на напряжение и мощность;

- описывают эксперимент по определению ЭДС.

Языковые цели

Специальная предметная лексика и терминология:  ЭДС, внутреннее сопротивление источника тока, работа и мощность электрического тока,

Полезное (-ые) устойчивое (-ые) выражение (-я)

для диалогов/письма

Сила тока  …

Напряжение …

Сопротивление…

Разность потенциалов…

ЭДС…

Внутреннее сопротивление…

Привитие ценностей

Коллаборативная культура реализуется при организации  работы в парах

Межпредметные  связи

Прямо пропорциональная и обратно пропорциональная зависимости (математика)

Навыки  использования ИКТ

учащиеся самостоятельно работают с информацией: поиск, отбор анализ и оценивание  информации

Предварительные

знания

Понятия электрического тока, сопротивления, напряжения

 (8 класс)

Временное планирование

Планируемые мероприятия

Ресурсы

2 мин

8  мин

10 мин

20 мин

3 мин

2 мин

Организационное начало урока

а) психологический настрой учащихся на урок, тема урока;

(слайд 1)

б) постановка целей урока (исходя из целей обучения, которые

будут достигаться, учащиеся на стикерах записывают цели

урока, которые они ставят перед собой, можно выборочно,

чтобы учащиеся зачитали и при необходимости учитель и

ученики скорректировали цели урока) (слайд 2);

в) сообщение плана урока;

г) определение критериев оценивания (зная цели обучения, ученики будут формулировать критерии оценивания, и учитель также их будет корректировать вместе с учениками) (слайд 3)

Повторение ранее изученного материала (8 класс)

(слайд 4-6)

1)      Какая лампа горит ярче? 

2)      Что вы знаете о преобразовании энергии?

3)      Что такое сопротивление?

Электроны движутся через полупроводник, электроны сталкиваются с атомами в проводе, предотвращая уменьшение  тока. Сопротивление  зависит от длины и  площади поперечного сечения проволоки.

(Р)  Парная работа (формативное оценивание) (слайд 7-8)

Учащиеся, вспоминая  определения и формулы напряжения, силы тока, заполняют следующую таблицу.

Самоанализ. Оценка. (слайд 9)

Критерии оценивания:

 Изучение нового материала

Электродвижущая сила.

Электродвижущая сила (ЭДС) − работа, совершаемая сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда.

Единицей измерения ЭДС в системе единиц СИ является вольт. ЭДС источника равна 1 вольту, если он совершает работу в 1 джоуль при перемещении заряда в 1 кулон.

Для обозначения источников тока на электрических схемах используется специальное обозначение.

Электростатическое поле совершает положительную работу по перемещению положительного заряда в направлении уменьшения потенциала поля. Источник тока проводит разделение электрических зарядов: на одном полюсе накапливаются положительные заряды, на другом – отрицательные. Напряженность электрического поля в источнике направлена от положительного полюса к отрицательному, поэтому работа электрического поля по перемещению положительного заряда будет положительной при его движении от «плюса» к «минусу». Работа сторонних сил, наоборот, положительна в том случае, если положительные заряды перемещаются от отрицательного полюса к положительному, то есть от «минуса» к «плюсу».
  В этом принципиальное отличие понятий разности потенциалов и ЭДС, о котором всегда необходимо помнить.
  Таким образом, электродвижущую силу источника можно считать алгебраической величиной, знак которой («плюс» или «минус») зависит от направления тока.
   Вне источника (во внешней цепи) ток течет от «плюса» источника к «минусу», в внутри источника от «минуса» к «плюсу». В этом случае, как сторонние силы источника, так и электростатические силы во внешней цепи совершают положительную работу.
   Если на некотором участке электрической цепи помимо электростатических действуют и сторонние силы, то над перемещением зарядов «работают» как электростатические, так и сторонние силы. Суммарная работа электростатических и сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда называется электрическим напряжением на участке цепи.

   В том случае, когда сторонние силы отсутствуют, электрическое напряжение совпадает с разностью потенциалов электрического поля.
    Поясним определение напряжения и знака ЭДС на простом примере. Пусть на участке цепи, по которому протекает электрический ток, имеются источник сторонних сил и резистор.

   Для определенности будем считать, что φo>φ1, то есть электрический ток, направлен от точки 0 к точке 1. При подключении источника сторонние силы источника совершают положительную работу, поэтому соотношение в этом случае может быть записано в следующем виде:


При обратном включении источника внутри него заряды движутся против сторонних сил, поэтому работа последних отрицательна. Фактически силы внешнего электрического поля преодолевают сторонние силы. Следовательно, в этом случае рассматриваемое соотношение имеет следующий вид:

   Для протекания электрического тока по участку цепи, обладающему электрическим сопротивлением, необходимо совершать работу по преодолению сил сопротивления. Для единичного положительного заряда эта работа, согласно закону Ома, равна произведению IR=U, которое естественно совпадает с напряжением на данном участке.
    Заряженные частицы (как электроны, так и ионы) внутри источника движутся в некоторой окружающей среде, поэтому со стороны на них также действуют тормозящие силы, которые также необходимо преодолевать. Заряженные частицы преодолевают силы сопротивления благодаря действию сторонних сил (если ток в источнике направлен от «плюса» к «минусу») либо благодаря электростатическим силам (если ток направлен от «минуса» к «плюсу»). Очевидно, что работа по преодолению этих сил не зависит от направления движения, так как силы сопротивления всегда направлены в сторону, противоположную скорости движения частиц. Так как силы сопротивления пропорциональны средней скорости движения частиц, то работа по их преодолению пропорциональна скорости движения, следовательно, силе тока. Таким образом, мы можем ввести характеристику источника − его внутренне сопротивление r аналогично обычному электрическому сопротивлению. Работа по преодолению сил сопротивления при перемещении единичного положительного заряда между полюсами источника равна A/q=Ir. Еще раз подчеркнем, эта работа не зависит от направления тока в источнике.

Идеальные и реальные источники ЭДС

Напряжение на каждом из зажимов источника тока меньше электродвижущей силы на значение величины падения напряжения, имеющее место быть на внутреннем сопротивлении источника питания:

Идеальный источник

У идеальных источников, напряжение на зажимах не зависит от величины потребляемого тока. U = const

Все источники электродвижущей силы обладают характеризующими их параметрами: напряжение холостого хода Uхх, ток короткого замыкания Iкз и внутреннее сопротивление (для источника постоянного тока Rвн).

Uхх – это напряжение при токе источника равным нулю. У идеального источника при любом токе Uхх=0. Iкз – это ток при напряжении равном нулю. У идеального источника напряжения он бесконечен Iкз = ∞ . Внутреннее сопротивление определяется из соотношений закона Ома. Так как напряжение у идеального источника напряжения постоянно при любом токе ΔU = 0, то его внутреннее сопротивление также имеет нулевые значения. Rвн=ΔU / ΔI = 0; При положительном напряжении и токе источник шлет свою электрическую энергию в эцепь и работает в режиме генератора. При противоположном движении тока – источник принимает электрическую энергию из цепи и работает в режиме приёмника. В случае идеального источника тока егот значение, не зависит от велечины напряжения на его зажимах: I = const. Так как, ток у идеального источника тока неизменен ΔI = 0, то он имеет внутреннее сопротивление, равное бесконечности. Rвн=ΔU / ΔI = ∞ При положительном напряжении и токе источник шлет в цепь энергию и работает в режиме генератора. При обратном направлении он работает в режиме приёмника.

Реальный источник электродвижущей силы

У реального источника электродвижущей силы напряжение на зажимах снижается при увеличении тока. Такой ВАХ соответствует уравнение для определения напряжения при любом значении токе. U = Uxx - Rвн×I, Где внутреннее сопротивление источника, вычисляется по формуле Rвн=ΔU / Δ I≠ 0 Его также можно вычислить и через Uхх и Iкз Rвн=Uхх / IIкз

Рефлексия

Напротив каждой цели, поставленной в начале урока,

и записанной на стикере  учащиеся ставят:

«+» - все понятно;

«-» - ничего не понятно

«ν» - интересно, хочу узнать подробнее.

Домашнее задание

Презентация

 Стикер

Информация для повторения:

http://www.schoolphysics.co.uk/age14-16/Electricity%20and%20magnetism/Current%20electricity/text/Volts_amps_and_joules/index.html

http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/edexcel_pre_2011/electricityintheory/voltagecurrentresistancerev3.shtml

https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/ehlektrodvizhushyaya-sila-zakon-oma-dlya-polnoi-czepi

http://www.texnic.ru/books/electrotex/el020.htm

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

Дифференциация может быть выражена в подборе заданий, в ожидаемом результате от конкретного ученика, в оказании индивидуальной поддержки учащемуся

Используйте данный раздел для записи методов, которые Вы будете использовать для оценивания того, чему учащиеся научились во время урока.

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?