Конспект урока в 10 классе

План­конспект урока в 10 классе Тема урока: «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников» Цель урока: экспериментально определить соотношение между величинами силы тока (напряжения) на отдельных   участках   цепи   при   параллельном   и   последовательном   соединениях проводников;   экспериментально   определить   общее   сопротивление   цепи   при последовательном   и   параллельном   соединении   проводников;   продолжить   формирование умений   и   навыков   собирать   простейшие   электрические   цепи,   а   также   пользоваться измерительными приборами (амперметром и вольтметром). Задачи урока: Образовательная:  экспериментально   определить   соотношение   между   величинами   силы   тока (напряжения)   на   отдельных   участках   цепи   при   параллельном   и   последовательном соединениях проводников;  экспериментально   определить   общее  сопротивление  цепи  при  последовательном   и параллельном соединении проводников;  продолжить формирование умений и навыков собирать простейшие электрические цепи, а также пользоваться измерительными приборами (амперметром и вольтметром).; Воспитательная:  продолжить воспитание отношение к физике как к экспериментальной науке;  продолжить   работу   по   формированию   умений   работать   в   коллективе   (умение высказать   свою   точку   зрения   и   выслушать   точку   зрения   товарища,   умение уважительного отношения к мнению товарища и др.). Развивающая:  продолжить работу по формированию умений делать выводы и обобщения на основе результатов проведённого исследования;  продолжить   развитие   мышления,   творческих   и   исследовательских   способностей учащихся. Формируемые ключевые компетенции: исследовательские, мыслительные, речевые Тип урока: урок совершенствования знаний, формирования умений и отработки навыков обучающихся Вид урока: урок­практикум  Методы обучения: практический, частично­поисковый  Материально­техническое   оснащение: компьютер,   мультимедийный проектор, экран (на одну группу)          источник питания (4В); амперметры лабораторные; вольтметры лабораторные; ключи; лампочки (2 шт.); резисторы, сопротивлением 1 Ом (2 шт.); резистор, сопротивлением 1 Ом (1 шт.); провода соединительные. Ход урока: 1. Оргмомент 2. Актуализация опорных ЗУН и мотивационных состояний Здравствуйте ребята!  Мотивация:  Сегодня   у   вас   есть   возможность   пополнить   знания,   об   электрических соединениях проводников, их применении и роли в современном мире, узнать, как вы будете использовать это знание в рамках нашего урока. Для того чтобы донести до учащихся цель данного занятия, вначале урока подвожу небольшой итог по пройденному материалу примерно следующего содержания:  Опрос­актуализация ­На   прошлых   занятиях   мы   вспомнили  Что называется  электрическим   током? (упорядоченное движение заряженных частиц)  ­величины, которые характеризуют электрический ток: сила тока  ­Как выражается сила тока (I=q/t), через заряд и время его прохождения,  ­Назовите основную единицу измерения силы тока? (Ампер)  ­Каким прибором измеряют силу тока в цепи? (амперметр)  ­Способ включения амперметра в цепь? (последовательно)  ­Какое соединение проводников называется последовательным?  (соединение, при котором конец первого проводника соединяется с началом второго, конец второго – с началом третьего, и т.д.)  Следующая велина, характеризующая электрический ток­напряжение,  ­Что   называют   напряжением?  (U=A/q),   (физическая   величина,   которая характеризует работу электрического тока)  ­Назовите основную единицу измерения напряжения (вольт)  ­Каким прибором измеряют напряжение? (вольтметр)  ­Как включается вольтметр в цепь? (параллельно)  ­Какое   соединение   проводников   называется   параллельным?  (соединение,   при котором все начала проводников присоединяются к одной точке электрической цепи, а все концы – к другой) сопротивление; к одному узлу ­Что называют сопротивлением?  (это свойство проводника ограничивать силу тока в цепи) Назовите основную единицу сопротивления (ом)  ­Каким   прибором   измеряют   сопротивление?  (омметр)познакомились   с   приборами для измерения силы тока и напряжения;    Мы   с   вами   уже   встречались   с   разными   способами   соединения   проводников   в    электрической цепи, но сегодня на уроке мы изучим эти соединения более подробно. Объявляю тему занятия, учащиеся записывают тему занятия в тетрадь. Сообщение ТЕМА   УРОКА   ИЗУЧЕНИЕ темы   урока   и   целевая   установка   на   урок.  ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО И ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ. экспериментально установили Закон который связывает Ома для участка цепи, научились собирать   простейшую   электрическую   цепь;   изучили   законы   последовательного   и параллельного соединения проводников. теоретически и экспериментально изучить параллельное и последовательное соединения проводников в электрической цепи. Простейшая электрическая цепь у нас состояла из источника тока, ключа и лампочки. В этой   цепи   мы   использовали   лишь   один   потребитель   электрической   энергии   – электрическую лампочку. Но на практике такие электрические цепи встречаются редко. В основном   электрические   цепи   состоят   из   большого   числа   потребителей   электрической энергии, причём по–разному соединённых между собой.  № слайда 4 2) Рефлексия: «Какие свойства последовательного и параллельного соединения вы знаете?» Ученики формулируют основные свойства последовательного и параллельного соединений проводников: при   последовательном   соединении   в   проводниках   одинакова   сила тока, а напряжение на концах всей цепи равно сумме напряжений на отдельных проводниках; при параллельном сила тока во всей цепи равна сумме сил токов в отдельных проводниках, а напряжение на всех проводниках одинаково. Презентация (проверка) 1.  Распознавание типа соединения по значениям силы тока и напряжения. • как могут быть соединены проводники (последовательно или параллельно), если значения силы тока и напряжения таковы: Последовательное соединение проводников В неразветвленной электрической цепи сила тока   в   различных   ее   участках   одинакова   (узлы   отсутствуют   и   заряд   при   данном соединении нигде не накапливается). I = I1= I2 Узлом называется точка разветвленной цепи, в которой сходятся более двух проводников. Слайд 9 Последовательное   соединение   проводников   R   =   R   1   +   R   2   R   =   R   1∙   n   Если   имеем   n   – проводников с одинаковым сопротивлением, т.е. R 1 = R 2 = R 3 , то Общее сопротивление цепи   при   последовательном   соединении   равно   сумме   сопротивлений   отдельных проводников (или отдельных участков цепи): Слайд 10 Последовательное   соединение   проводников   Пользуясь   законом   Ома,   определим сопротивление   каждого   резистора   и   сопротивления   участка   цепи,   состоящего   из   двух резисторов:   Подставим   полученные   выражения   в   формулу   общего   сопротивления   цепи: получим R = R 1 + R 2, так как I 1 = I 2 = I   U = U 1 + U 2 . Значит, полное напряжение в цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на отдельных участках цепи. Слайд 11 Последовательное соединение проводников I = I 1 = I 2 R = R 1 + R 2 R = R 1∙ n U = U 1 + U 2 Если имеем n – проводников с одинаковым сопротивлением, т.е. R 1 = R 2 = R 3 , то Последовательная цепь сопротивлений называется делителем напряжений. Слайд 12 Параллельное соединение проводников U = U 1 = U 2 I 1 Δ t + I 2 Δ t . Напряжение на концах параллельно соединённых проводников одно и то же. Слайд 13 ­Как выглядит зависимость силы тока в проводнике от напряжения на нём?  → ­Как выглядит зависимость силы тока в проводнике от его сопротивления?  От   источника   тока   энергия   может   быть   передана   по   проводам   к   устройствам, потребляющим энергию: электрической лампе, радиоприёмнику и др. Для этого составляют   электрические   цепи   различной   сложности.   К   наиболее   простым   и часто встречающимся соединениям проводников относятся последовательное и параллельное   соединения.   Последовательное   соединение   проводников.   При последовательном  соединении  электрическая   цепь  не  имеет разветвлений.  Все проводники включают в цепь поочерёдно друг за другом.  ­На   рисунке   показано   последовательное   соединение   двух   проводников   1   и   2, имеющих   сопротивления   R1   и   R2.   Это   могут   быть   две   лампы,   две   обмотки электродвигателя и др. Сила тока в обоих проводниках одинакова, т. е. I1 = I2 = I. (15.5)   В   проводниках   электрический   заряд   в   случае   постоянного   тока   не накапливается, и через любое поперечное сечение проводника за определённое время проходит один и тот же заряд. Напряжение на концах рассматриваемого участка цепи складывается из напряжений на первом и втором проводниках: U = U1   +   U2.   Применяя   закон   Ома   для   всего   участка   в   целом   и   для   участков   с сопротивлениями   проводников   R1   и   R2,   можно   доказать,   что   полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно: R = R1   +   R2.                   (15.6)   Это   правило   можно   применить   для   любого   числа последовательно   соединённых   проводников.   Напряжения   на   проводниках   и   их сопротивления   при   последовательном   соединении   связаны   соотношением Параллельное   соединение   проводников.   На   рисунке   (15.5,   б)   показано параллельное соединение двух проводников 1 и 2 сопротивлениями R1 и R2. В этом случае электрический ток I разветвляется на две части. Силу тока в первом и втором проводниках обозначим через I1 и I2. Так как в точке а — разветвлении проводников   (такую   точку   называют   узлом)   —   электрический   заряд   не накапливается, то заряд, поступающий в единицу времени в узел, равен заряду, уходящему   из  узла  за   это  же  время.  Следовательно,   I  =   I1  +  I2.                  (15.8) Напряжение U на концах проводников, соединённых параллельно, одинаково, так как   они   присоединены   к   одним   и  тем   же   точкам   цепи.   В   осветительной   сети обычно   поддерживается   напряжение   220   В.   На   это   напряжение   рассчитаны приборы,   потребляющие   электрическую   энергию.   Поэтому   параллельное соединение   —   самый   распространённый   способ   соединения   различных потребителей. В этом случае выход из строя одного прибора не отражается на работе остальных, тогда как при последовательном соединении выход из строя одного прибора размыкает цепь. Применяя закон Ома для всего участка в целом и для   участков   проводников   сопротивлениями   R1   и   R2,   можно   доказать,   что величина, обратная  полному сопротивлению участка  ab, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников: Отсюда следует, что для двух проводников Напряжения на параллельно соединённых проводниках равны: I1R1 = I2R2. Следовательно, Обратим внимание на то, что если в какой­то из участков цепи,   по   которой   идёт   постоянный   ток,   параллельно   к   одному   из   резисторов подключить   конденсатор,   то   ток   через   конденсатор   не   будет   идти,   цепь   на участке   с   конденсатором   будет   разомкнута.   Однако   между   обкладками конденсатора будет напряжение, равное напряжению на резисторе, и на обкладках накопится заряд q = CU. Рассмотрим цепочку сопротивлений R — 2R, называемую матрицей (рис. 15.6). На последнем (правом) звене матрицы напряжение делится пополам из­за равенства сопротивлений, на предыдущем звене напряжение тоже делится   пополам,   поскольку   оно   распределяется   между   резистором сопротивлением R и двумя параллельными резисторами сопротивлениями 2R и т. д. Эта идея — деления напряжения — лежит в основе преобразования двоичного кода в постоянное напряжение, что необходимо для работы компьютеров. Параллельное соединение проводников I = I 1 + I 2 I 1 Δ t + I 2 Δ t . I Δ t = I 1 Δ t + I 2 Δ t Цепь параллельно соединённых сопротивлений называется делителем электрического тока Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в отдельно параллельно соединённых проводниках. Слайд 14 Параллельное   соединение   проводников   I   1   Δ   t   +   I   2   Δ   t   .   На   основании   закона   Ома: Учитывая,что: Получим: При параллельном соединении проводников величина, обратная общему   сопротивлению   цепи,   равна   сумме   величин,   обратных   сопротивлениям параллельно включенных проводников. Слайд 15 Параллельное   соединение   проводников   Если   имеем   n   –   проводников   с   одинаковым сопротивлением, т.е. R 1 = R 2 = R 3 , то Слайд 16 «ИЗУЧЕНИЕ   ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО   И   ПАРАЛЛЕЛЬНОГО   СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ»   Лабораторная   работа   №   6   Цель   работы:   экспериментально   изучить параллельное и последовательное соединения проводников в электрической цепи. 2.  Распознавание типа соединения по сопротивлению цепи. (Важно вспомнить: свойства последовательного и параллельного соединений: при последовательном   соединении   любого   числа   проводников   сопротивление   всей цепи   «больше   большего»   (из   отдельных   проводников),   а   при   параллельном   – «меньше меньшего»). •   как   могут   быть   соединены   несколько   проводников   (последовательно   или параллельно), если: 1) сопротивление одного из проводников 5 Ом, а сопротивление всей цепи равно 10 Ом? (Последовательно.) 2) сопротивление одного из проводников 3 Ом, а сопротивление всей цепи равно 2 Ом? (Параллельно.) 3.  Задачи   на   исследование   свойств   последовательного   и   параллельного соединений проводников может быть такой. На   схемах   а   и   б   вы   с   учениками   устно   «обкатываются»   формулы   для   сопротивления последовательно и параллельно соединённых n одинаковых резисторов: R = r. n и R= r/ n Схемы в и г – простейшие комбинации последовательного и параллельного соединений, которые можно тоже разобрать. Как соединены резисторы на схеме в? ­   тут   есть   и   последовательное,   и   параллельное   соединения.   Поэтому   нельзя   сразу применить формулу для последовательного или параллельного соединения. Правильно.   но   заметим,   что   наша   цепь   состоит   из   двух   последовательно соединённых частей. Видите эти части? ­да. Левая часть – это два параллельно соединённых резистора, а правая – один резистор. Чему равно сопротивление каждой части? ­   Сопротивление   левой   части   равно   0,5   Ом,   потому   что   резисторы   соединены последовательно, а сопротивление правой равно 1 Ом – тут один резистор.    Записав на доске все полученные выражения, вместе с учащимися проводим следующие аналогии между электрическим током и током воды в водопроводе и реке:  Аналогия 1  — сколько воды втекает в водопроводную трубу, столько и вытекает из неё, вода нигде не накаливается. Аналогично, при последовательном соединении проводников сила тока во всех участках цепи одинакова.  Аналогия 2 — поток воды в реке, встречая на своём пути препятствие, распределяется по двум   направлениям,   которые   затем   сходятся   вместе.   Аналогично   сила   тока   в неразветвлённой части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединённых проводниках.  Далее   обсуждаем   с   учащимися   полученное   выражение   (5)   на   основе   следующих рассуждений:  Электрический   ток   в   металлах   обус­ ловлен движением электронов Чем   длиннее   цепь,   тем   боль­ ший   путь   приходится   преодо­ левать   электронам   при   своём движении Тем большее сопротивление оказывается движению   свободных   электронов   со стороны   ионов,   расположенных   в   узлах кристаллической решётки Тем больше общее сопротивление электрической при соединении последовательном   проводников. цепи          Это позволяет глубже понять смысл полученных в ходе исследования результатов.  3. Подведение итогов  Слайд 19 Порядок выполнения работы: ­ Выбираем способ соединения проводников в электрической цепи,   к   изучению   которого   собираемся   приступить.   ­   Решаем,   каким   образом   можно определить, например, силу тока на различных участках цепи. Рисуем соответствующую схему электрической цепи и показываем схему учителю. ­ Определяем, какие приборы нам нужны и в каком количестве. Берём необходимые приборы на демонстрационном столе. ­ Собираем электрическую цепь и показываем её учителю. ­ Замыкаем электрическую цепь. Показания   приборов   записываем   в   таблицу   .   Вычисляем   сопротивления.   Делаем соответствующие выводы. Слайд 20 Ход работы: Соберите электрическую цепь по схеме  2.   Измерьте   силу   тока   в   различных   участках   цепи,   убедитесь   ,   что   сила   тока   не изменяется: I = Рис. 2 Рис. 1 3. Измерьте вольтметром напряжение на резисторе R 1 ­ U 1 (   Рис   .   2)   4   .   Измерьте   вольтметром   напряжение   на   резисторе   R   2   ­   U  2   (   Рис   .   2)   5. Измерьте вольтметром напряжение на резисторе R 1 и R 2 ­ U ( Рис . 2) 6 . Рассчитайте по закону Ома для участка цепи величины сопротивлений R 1 , R 2 , R . Проверка законов последовательного соединения проводников: 7. Проверьте справедливость формул: А) I = I 1 = I 2 Б) U=U 1 +U 2 В) R =R 1 + R 2 Проверка законов последовательного соединения проводников: Слайд 27 Итоги выполнения задач урока: Научились ли вы соединять резисторы последовательно и параллельно, проверять законы этих соединений? Измерять и вычислять сопротивление резисторов при последовательном и параллельном соединении. Слайд 28 Вывод:   При   последовательном   соединении   проводников   напряжение   на   концах рассматриваемого   участка   цепи   складывается   из   напряжений   на   первом   и   втором проводниках; сила тока одинакова; полное сопротивление всего участка цепи равно сумме на отдельных его участках. При параллельном соединении проводников напряжение на концах   одно   и   то   же;   сила   тока   складывается;   а   величина,   обратная   полному сопротивлению   участка,   равна   сумме   величин,   обратных   сопротивлениям   отдельных проводников. Слайд 32 Общее   сопротивление   проводников,   включенных   в   цепь   последовательно:   R   =   R1   +   R2 Электрический ток в металлах обусловлен движением электронов Чем длиннее цепь, тем боль­ ший путь приходится преодолевать электронам при своём движении Тем большее сопротивление   оказывается   движению   свободных   электронов   со   стороны   ионов, расположенных   в   узлах   кристаллической   решётки   Тем   больше   общее   сопротивление электрической цепи при последовательном соединении проводников.