Решение экспериментальных задач по теме «Законы постоянного тока»

Решение экспериментальных задач  по теме «Законы  постоянного тока» 10 класс                            Цели урока:  1. Развитие навыков самостоятельной и исследовательской работы, подготовка к зачету. 2. Развитие логического и ассоциативного мышления. 3. Совершенствование коммуникативных и лидерских способностей учащихся. Оборудование:  ПК, кодоскоп, телевизор, видеомагнитофон, карманы для формул, магнитная доска с комплектом самодельных пособий, комплекты приборов для самостоятельного решения экспериментальных задач. Ход урока: 1. Оргмомент. Проверяется готовность учеников к работе. 2. Домашнее   задание:  На   столах   находятся   вопросы   к   зачету   и   список   задач   для самостоятельного   решения.   Из   10   задач   нужно   выбрать   для   решения   5.   Оценка   будет зависеть от сложности выбранных задач.            3. Актуализация знаний (фронтальный опрос).          При  работе используются самодельные пособия «карманы» и магнитная доска.   (карманы изготавливаются из полиэтилена и в них вставляются заранее написанные формулы. На   магнитной   доске   находятся   изображения   различных   элементов   электрической   цепи, приклеенные к магнитам и имеющие клеммы для соединения проводниками).              К доске одновременно  выходят два ученика. Один раскладывает по карманам формулы, а другой собирает на доске соответствующую цепь, последовательное соединение, параллельное соединение. Следующая пара: 1 Закон Ома для участка и полной цепи 2. Цепь для измерения силы   тока.   Следующая   пара:   1.Формула   для   расчета   сопротивления.   2.Цепь   для   измерения напряжения.                 Для перехода к самостоятельному решению задач учитель демонстрирует опыт  по следующей схеме: После   демонстрации   опыта   учитель   ставит   вопрос:   «Почему   не   перегорает   лампочка, рассчитанная на 6,3 В.?»     Учащиеся высказывают свое мнение по данному вопросу. Учитель:   «Проверить   правильность   ваших   предположений   мы   сможем   в   конце   урока,   после самостоятельного  решения  экспериментальных   задач. У вас   на столах  находятся  приборы  и указания   к   решению   задач.   Внимательно   прочитайте   указания   и   приступайте   к   выполнению работ». (Указания к работам в приложении). 4. Самостоятельное выполнение работ. 5. Физминутка: Учащиеся 1 – го ряда показывают последовательное соединение.                                                 2 – го ряда параллельное соединение.                                                  3 – го ряда смешанное соединение.  6. Проверка самостоятельной работы. Учащиеся из малых групп объединяются в большие, взависимости от того какую закономерность они проверяли или использовали при решении задачи.   Один   учащийся   от   группы   выходит   к   доске,     записывает   и   комментирует закономерность или формулу, которую они использовали при решении задачи.      На доске следующие записи:  I1 + I2=I,    U1 =  U2 =  U,                                                                   U1 + U2= U,  I1= I2 = I,  R1+  R2 = R,                                                                    Формулы записываются в тетрадь.         При анализе результатов работ последней группы делается вывод: Зависимость силы тока от напряжения бывает не только линейной, но и нелинейной. Учитель говорит: «Нелинейную зависимость силы тока от напряжения имеют полупроводники, которые   мы будем изучать в следующей главе». После обсуждения результатов учитель вновь демонстрирует опыт с двумя лампочками и ставит вопрос: «Почему не перегорает лампочка, рассчитанная на 6,3 В.?»    Ученики формулируют ответ: «Соединение последовательное, происходит перераспределение напряжения, а так как напряжение на большой лампочке меняется не значительно, изменение её яркости не заметно».     Учитель подводит итоги урока и выставляет оценки                                                           Учитель: «Соберите цепь по схеме, которая представлена на магнитной доске».                                            Учитель: «Если вам понятен материал, и вы узнали что ­ то новое замкните ключ. Если вам урок не понравился, оставите его разомкнутым. Спасибо. Урок окончен. До свидания». Вопросы к зачету по теме «Постоянный ток».    1.  Что такое электрический ток и условия его существования. 2. Каково назначение источника тока. 3. Что такое ЭДС и его механические аналоги. 4. Закон Ома для участка цепи. Зависимость I от U. 5. Закон Ома для полной цепи. 6. Короткое замыкание. 7. Параллельное и последовательное соединение проводников. 8. Шунт, дополнительное сопротивление их назначение и расчет. 9. Правила Кирхгофа и их использование при расчете цепей. 10.Мостик Уитстона. 11.Работа и мощность электрического тока. Задачи для самоконтроля 1. Два проводника при последовательном соединении имеют сопротивление 27 Ом, а при параллельном­ 6 Ом. Определить сопротивление проводника. 2. К   вольтметру   со   шкалой   на   3   В   и   внутренним   сопротивлением   600   Ом требуется изготовить добавочное сопротивление. Какой длинны нужно взять константановый проводник сечением 0,05 мм, чтобы вся шкала вольтметра соответствовала 30 В. 3. Амперметр   рассчитан  на  ток  2  А   и  имеет  сопротивление  0,04Ом.  Какой длинны нужно взять медный   проводник сечением 3 мм   для изготовления шунта к амперметру, чтобы можно было измерить ток до 10 А. 4. Какой длинны надо взять нихромовый проводник сечением 0,2 мм, чтобы изготовить нагреватель, способный за 20 мин. нагреть 2 л. воды от 20 С до кипения. (Напряжение 220 В.). 5. Найдите   ЭДС   и   внутреннее   сопротивление   элемента,   если   при сопротивлении внешней цепи 2 Ом ток равен 0,6 А, а при сопротивлении 9 Ом – 0,2 А.   Внутреннее сопротивление элемента равно 1 Ом, а ЭДС – 3 В. При какой силе   тока   мощность   во   внешней   цепи   равна   2Вт?   Каково   сопротивление внешней цепи при этой мощности? 6. 7. Определите   силу   тока  в проводнике  R  электрической  цепи  (рис  2), если R1=2 Ом, R2=4Ом, R3=6 Ом, ЭДС – 4 В, внутреннее сопротивление 0,6 Ом.  8. Определите силу тока в проводнике R2 (рис 1) если ЭДС Е=Е=2 В, а их внутреннее сопротивления по 0,8 Ом, сопротивления проводников R1=6 Ом, R2= 9 Ом. 9. При силе тока 3 А во внешней цепи батареи выделяется мощность 18 Вт, при силе   тока   1   А   –   10   Вт.   Определите   ЭДС   и     внутреннее   сопротивление батареи. 10.В каком случае внутреннее сопротивление батареи из одинаковых элементов   параллельно   или больше:   если   элементы   в   батареи   соединены   последовательно. Рис 1                                                                           Рис 2.                                                                                                                                                                             Указания к работе № 1  1.Перед вами 3 черных ящика, в которых находится по три одинаковых резистора соединенных параллельно, последовательно, и смешанно. 2. Имеются амперметр, вольтметр, источник тока, соединительные провода. 3. Определите, в каком ящике какое соединение.                                  Указания к работе № 2 Оборудование:  Нихромовая проволока диаметром 0,5 мм., линейка, амперметр, вольтметр, источник тока, соединительные провода. Задача: Определить удельное сопротивление проводника.                                Указания к работе № 3 Оборудование: реостат, источник тока, вольтметр, амперметр,  соединительные провода, сборник задач по физике. Указания: 1. прочитайте задачу № 979.                                    2.  определите, какие величины необходимо измерить, чтобы экспериментально определить  r и È источника.                    3. собирите схему для проведения подобных измерений.                    4. проведите измерения и вычислите r и È источника.                                 Указания к работе № 4  Оборудование: резистор, реостат, источник тока, вольтметр, амперметр,  соединительные провода. Задача: Экспериментально исследовать зависимость I от U. Указания:                   1.Собрать цепь по схеме.                                                     2. изменяя напряжение через 0,2 В измеряйте                                                                        силу тока 3. данные занесите в таблицу.      U I                                                  4. по данным построить график зависимость I от U.                                                       5. сделать вывод.                                                                      Указания к работе № 5 Оборудование:  полупроводниковый   диод,   реостат,   источник   тока,   вольтметр, амперметр, соединительные провода. Задача: Экспериментально исследовать зависимость I от U.                                        Указания:1.Собрать цепь по схеме                             2. изменяя напряжение через 0,2 В измеряйте                                                                 силу тока                                                           3. данные занесите в таблицу.            U I                                                      4. по данным построить график зависимость I от U.                                                       5. сделать вывод.                                                                             Указания к работе. № 6   Оборудование:  2   резистора,   источник   тока,   вольтметр,   амперметр, соединительные провода. Задание: Проверить законы последовательного соединения. Указания: 1. собрать последовательную цепь.                   2. провести измерения.                   3. проверить следующие соотношения:                            I1 = I2;  U1+ U2= U;  R1+ R2= R 2   резистора,   источник   тока,                                      Указания к работе № 7 Оборудование:  соединительные провода. Задание: Проверить законы параллельного соединения. Указания: 1. собрать параллельную цепь.                   2. провести измерения.                   3. проверить следующие соотношения:                      U1= U2 ;      I1 + I2  = I;   вольтметр,   амперметр,                               Указания к работе № 8      Оборудование: нихромовая проволока, источник тока, вольтметр, амперметр, соединительные провода, штангельциркуль, справочник.           Задача:  Предложить   способ   определения   высоты   классной   комнаты   при помощи предложенных приборов.                              Указания к работе № 9           Оборудование:  катушка   трансформатора,   источник   тока,   вольтметр,   амперметр, соединительные провода, штангельциркуль, справочник.              Задача:  Предложить  способ  определения массы меди и длину медного провода не разрушая катушки.           Оборудование:  Реостат,   источник   тока,   вольтметр,   амперметр,                                          Указания к работе № 10   соединительные провода,         Указания к работе:  1.  Собрать   последовательную   цепь   из   реостата,   источник   тока,   амперметра 2. параллельно реостату подключить вольтметр. 3. записать показания амперметра и вольтметра. 4. передвинуть рычажок реостата. 5. записать показания амперметра и вольтметра. 6. по формулам:                             вычислить значения ЭДС и внутреннего                                                          сопротивления источника.                                                                 Указания к работе № 11 Оборудование: Источник тока с Е = 10 В, лампочка на 6В, набор сопротивлений. Задача  : Предложить способ соединения лампочки для её нормальной работы. Проверить решение при помощи компьютерной программы. Указания к работе № 12 По   видеофрагменту   из   сборника   демонстрационных   опытов   построить   график зависимости Iот U. Сделать вывод.