План конспект урока Электрический ток в жидкостях

План урока № 38

ОДП 02: физика

Тема: Электрический ток в жидкостях

Вид занятия: урок

Тип урока: комбинированный

 ЦЕЛИ:

Образовательные:

·         Формирование представлений об электрическом токе в электролитах, законе электролиза

·         формирование знаний учащихся об электропроводности различных сред,

·         Воспитательные:

·         продолжить формирование познавательного интереса обучающихся;

Развивающие:

·         содействовать развитию речи,  строить аналогии, способствовать развитию сенсорной сферы, памяти;

·         формировать умение самостоятельно добывать знания;

Используемые методики:

- метод индивидуально-группового обучения

- технология дифференцированного обучения (в изучении нового материала делать упор на их знания и умения)

Результат:

знать:

·      смысл физических понятий: электролиз, электролит, электропроводность различных средств

·      уметь:

применять полученные знания для объяснения разнообразных природных явлений и процессов, физических свойств вещества

личностные:

- наличие мотивации к обучению;

 - развитие самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;

 - формирование умения вести диалог на основе равноправных отношений и взаимного уважения.

метапредметные:

- самостоятельно определять цель своей работы, оценивать верность гипотез с точки зрения полученной, формулировать собственное мнение.

Межпредметные связи:  математика, химия

Обеспечение урока: персональный компьютер, мультимедийная презентация  «Электрический ток в жидкостях», видио «Электрический ток в жидкостях»

Методы обучения: по источнику получения знаний – словесный, наглядный, практический; по характеру познавательной деятельности – объяснительно – иллюстративный, репродуктивный, частично – поисковый.
 Формы работы: фронтальная, групповая.

План урока

Особенность урока: этот урок нацелен не только на повторение  ранее изученного материала, но и на продолжение работы по формированию умений искать информацию, решать задачи, применять знания в разных ситуациях, делать самостоятельно сопоставления.

Содержательный аспект урока

1.      Организационный момент.

ДЗ: Обеспечить рабочую обстановку и психологический настрой обучающихся, направленные  на  организацию продуктивной деятельности.

2.      Мотивация познавательной деятельности.

·         ДЗ: Создать условия для возникновения у обучающихся внутренней потребности включения в учебную деятельность.
Организация образовательного пространства:  в ходе эвристической беседы подвести обучающихся к необходимости изучения темы:  Электрический ток в металлах.

На данном уроке, тема которого: «Электрический ток в жидкостях», мы поговорим о  природе возникновения и протекания электрического тока в жидкостях.

Нашей целью сегодня будет продолжить изучение теории проводимости в жидкостях.   

   Мы уже знаем, что твердые тела подразделяются на проводники, полупроводники и диэлектрики. Оказывается, и жидкости тоже могут быть проводниками, полупроводниками и диэлектриками. 
Какие жидкие проводники вы знаете? (Растворы солей, щелочей, кислот)
Какие диэлектрики вы знаете? (Дистиллированная вода)
К жидким полупроводникам относятся расплавленный селен, расплавы сульфидов.
Сегодня мы на уроке будем работать с жидкостями – проводниками. Рассмотрим следующий опыт.
Но прежде чем знакомиться с новыми понятиями,  давайте немного повторим. Это мы сделаем для того, чтобы наиболее успешно рассмотреть новые вопросы.

Сегодня на уроке нам предстоит ответить на вопросы:

1) Что такое электрический ток?

2) При каких условиях он возникает и существует

3) Какие жидкие проводники вы знаете? (Растворы солей, щелочей, кислот)
4) Какие диэлектрики встречаютя? (Дистиллированная вода)
5) Что относится к жидким полупроводникам 7

 Цель нашего урока  - изучение Электрический ток в электролитах. Закон электролиза.

3.  Актуализация знаний.  Цель: выявить и закрепить знания обучающихся

Форма проведение -  фронтальный опрос или проведение проверочной работы - 15 минут ( индивидуальный опрос)

1. Какие еще (кроме свободных электронов) заряженные части­цы имеются в металлах? Где они находятся?

1) Положительные ионы; на постоянном для каждого месте
2) Положительные ионы; в узлах кристаллической решетки
3) Атомы; в узлах кристаллической решетки
4) Отрицательные ионы; каждый на определенном месте

2. Какое движение и каких частиц представляет собой электри­ческий ток в металлах?

1) Упорядоченное (однонаправленное) движение свободных электронов
2) Согласованное колебание ионов в узлах кристаллической решетки
3) Упорядоченное смещение положительных ионов

3. Кристаллическая решетка металла, образуемая ионами, име­ет положительный заряд. Почему же металлы электрически нейтральны?

1) Потому что свободные электроны в металле, двигаясь ха­отично, попадают на поверхность и экранируют положи­тельный заряд решетки
2) Потому что ионы сохраняют свое местоположение в твер­дом теле
3) Потому что общий отрицательный заряд всех свободных электронов равен всему положительному заряду ионов
4) Среди ответов нет правильного

4. При каком условии в металлическом проводнике возникает электрический ток?

1) В случае перехода хаотического движения свободных электронов в упорядоченное движение
2) При создании в нем электрического поля
3) При появлении в нем свободных электронов
4) В случае включения его в электрическую цепь

5. Какова скорость распространения электрического тока в цепи?

1) Она равна средней скорости хаотического движения элек­тронов
2) Эта скорость бесконечно велика
3) Она равна скорости упорядоченного движения электронов в проводниках
4) Она равна скорости распространения в цепи электрическо­го поля

6. Движение каких заряженных частиц в электрическом поле принято за направление тока?

1) Электронов
2) Ионов
3) Частиц с отрицательным зарядом
4) Частиц с положительным зарядом

7. На какой схеме направление тока указано стрелкой непра­вильно?

1) №1
2) №2
3) №3

Ответы на тест по физике Электрический ток в металлах

4. Изучение нового материала.

Д.З. Овладение обучающимися новыми знаниями и способами действий через собственную активную деятельность, организованную преподавателем.

Электрический ток в жидкостях. Законы электролиза Фарадея.

Жидкости по степени электропроводности делятся на: диэлектрики (дистиллированная вода), проводники(электролиты), полупроводники (расплавленный селен).

Электролит - это проводящая жидкость (растворы кислот , щелочей, солей и расплавленные соли). Электролитическая диссоциация (разъединение) - при растворении в результате теплового движения происходят столкновения молекул растворителя и нейтральных молекул электролита. М олекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы. Например, растворение медного купороса в воде.

Степень диссоциации - доля молекул, распавшихся на ионы; - возрастает с увеличением температуры; - еще зависит от концентрации раствора и от электрических свойств растворителя.

Электропроводимость электролитов. Ионная проводимость - упорядоченное движение ионов под действием внешнего эл.поля; существует в электролитах; прохождение эл.тока связано с переносом вещества.

Электронная проводимость - также в небольшой мере присутствует в электролитах , но в основном характеризует электропроводимость жидких металлов.  Ионы в электролите движутся хаотически до тех пор, пока в жидкость не опускаются электроды, между которыми существует разность потенциалов. Тогда на хаотическое движение ионов накладывается их упорядоченное движение к соответствующим электродам и в электролите возникает эл. ток.

Зависимость сопротивления электролита от температуры. Температурная зависимость сопротивления электролита объясняется в основном изменением удельного сопротивления. , где альфа - температурный коэффициент сопротивления.

Для электролитов всегда 

Сопротивление электролита можно рассчитать по формуле:

Явление электролиза - сопровождает прохождение эл.тока через жидкость; - это выделение на электродах веществ, входящих в электролиты; Положительно заряженные анионы под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду, а отрицательно заряженные катионы - к положительному аноду.  .На аноде отрицательные ионы отдают лишние электроны ( окислительная реакция ) На катоде положительные ионы получают недостающие электроны ( восстановительная реакция ).

Закон электролиза. 1833г. - Фарадей Закон электролиза определяет массу вещества, выделяемого на электроде при электролизе за время прохождения эл.тока .  k - электрохимический эквивалент вещества, численно равный массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл. Зная массу выделившегося вещества, можно определить заряд электрона. Закона электромагнитной индукции Фарадея: какова бы ни была причина изменения потока магнитной индукции, охватываемого замкнутым проводящим кон­туром, возникающая в контуре э. д. с.

(123.2)

Знак минус показывает, что увеличение потока  вызывает э. д. с.  т. е. поле индукционного тока направлено навстречу потоку; уменьшение потока  вызывает  т.е. направления потока и поля индукционного тока совпадают. Знак минус в формуле (123.2) определяется правилом Ленца — общим правилом для нахождения направления индукционного тока, выведенного в 1833 г.

Закон Фарадея можно сформулировать еще таким образом: э.д.с.  электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. Этот закон является универсальным: э. д. с.  не зависит от способа изменения магнитного потока. Э.д.с. электромагнитной индукции выражается в вольтах. Действительно, учитывая, что единицей магнитного потока является вебер (Вб), получим

Применение электролиза

·                    Электролитический метод получения чистых металлов (рафинирование, аффинаж). Хорошим примером является электролитическое очищение  меди. Полученная непосредственно из руды медь отливается в виде пластин и помещается в качестве анода в раствор CuSO₄. Подбирая напряжение на электродах ванны (0,20-0,25в), можно добиться, чтобы на катоде выделялась только металлическая медь. При этом посторонние примеси либо переходят в раствор (без выделения на катоде), либо выпадают на дно ванны в виде осадка («анодный шлам»). Катионы вещества анода соединяются с анионом SO₄^2-, а на катоде при этом напряжении выделяется только металлическая медь. Анод как бы «растворяется». Такая очистка позволяет добиться чистоты 99,99% («четыре девятки»). Аналогично  очищают и драгоценные металлы (золото Au, серебро Ag). 
В настоящее время весь алюминий (Al) добывается электролитически (из расплава бокситов).

·                     Гальванотехника – область прикладной электрохимии, занимающаяся процессами нанесения металлических покрытий на поверхность как металлических, так и неметаллических изделий при прохождении постоянного электрического тока через растворы их солей. Гальванотехника подразделяется на гальваностегию и гальванопластику. 
             Посредством электролиза можно покрыть металлические предметы слоем другого металла. Этот процесс называется  гальваностегией. Особое техническое значение имеют покрытия трудноокисляемыми металлами, в частности никелирование и хромирование, а также серебрение и золочение, часто применяемые для защиты металлов от коррозии. Для получения нужных покрытий предмет тщательно очищают, хорошо обезжиривают и помещают как катод в электролитическую ванну, содержащую соль того металла, которым желают покрыть предмет. Для более равномерного покрытия полезно применять две пластины в качестве анода, помещая предмет между ними.
            Также посредством электролиза можно не только покрыть предметы слоем того или иного металла, но и изготовить их рельефные металлические копии (например, монет, медалей). Этот процесс был изобретен русским физиком и электротехником, членом Российской Академии наук Борисом Семеновичем Якоби (1801-1874) в сороковых годах XIX века

и называется гальванопластикой. Для изготовления рельефной копии предмета сначала делают слепок из какого-либо пластичного материала, например из воска. Этот слепок натирают графитом и погружают в электролитическую ванну в качестве катода, где на нём и осаждается слой металла. Это применяется в полиграфии при изготовлении печатных форм.

·                    Кроме указанных выше, электролиз нашел применение и в других     областях:

*   получение оксидных защитных пленок на металлах (анодирование);

*   электрохимическая обработка поверхности металлического изделия (полировка); 

*  электрохимическое окрашивание металлов (например, меди, латуни, цинка, хрома и др.); 

*  очистка воды – удаление из нее растворимых примесей. В результате получается так называемая мягкая вода (по своим свойствам приближающаяся к дистиллированной); 

 электрохимическая заточка режущих инструментов (например, хирургических ножей, бритв и т.д.).
5. Закрепление: контроль знаний

Цель: привести в систему знания обучающихся, свя­занные с новым учеб­ным материалом и организовать само­контроль обучающихся по отношению к изучен­ному учебному матери­алу

1). Почему нельзя прикасаться к неизолированным электрическим проводам голыми руками? (Влага на руках всегда содержит раствор различных солей и является электролитом поэтому создает хороший контакт между проводами и кожей)

2). Почему для гальванического покрытия изделия чаще используют никель и хром? (большая химическая стойкость, механическая прочность и после полировки дают красивый блеск)

3). При выполнении любой работы, связанной с электричеством, необходимо соблюдать технику безопасности, работать инструментами с изолированными ручками, на изолирующей подставке. Надо помнить, что мокрые руки, поврежденная кожа или большие поверхности контакта увеличивают опасность поражения электрическим током. Почему?
4). Электрокардиография – важнейшее медицинское исследование, позволяющее получать инфор-мацию о работе сердца. Электрокардиограмма – кривая, полученная при регистрации электрохимических импульсов сердца. Почему поверхность кожи под электродами смачивают водой? (Чтобы уменьшить сопротивление кожи и облегчить путь электрическому сигналу по потовым и сальным железам)
6. Подведение итогов

Д.З. устанавливается соответствие между целью и его результатами, проводится анализ учебной деятельности.

1). Почему нельзя прикасаться к неизолированным электрическим проводам голыми руками? (Влага на руках всегда содержит раствор различных солей и является электролитом поэтому создает хороший контакт между проводами и кожей)

2). Почему для гальванического покрытия изделия чаще используют никель и хром? (большая химическая стойкость, механическая прочность и после полировки дают красивый блеск)

3). При выполнении любой работы, связанной с электричеством, необходимо соблюдать технику безопасности, работать инструментами с изолированными ручками, на изолирующей подставке. Надо помнить, что мокрые руки, поврежденная кожа или большие поверхности контакта увеличивают опасность поражения электрическим током. Почему?
4). Электрокардиография – важнейшее медицинское исследование, позволяющее получать инфор-мацию о работе сердца. Электрокардиограмма – кривая, полученная при регистрации электрохимических импульсов сердца. Почему поверхность кожи под электродами смачивают водой? (Чтобы уменьшить сопротивление кожи и облегчить путь электрическому сигналу по потовым и сальным железам)

7. Рефлексия

Д.З. Рефлексия деятельности, содержания учебного материала, настроения и эмоционального состояния обучающихся.

8.      Домашнее задание

Д.З. объяснение особенности выполнения д/з, проведение инструктажа, мотивации к его выполнению §10.1-10.7[1]

Преподаватель  _____________ Пищулина Н.И.