Соединение конденсаторов, Энергия конденсатора.

Раздел долгосрочного плана: 10.2 A  Электрическое поле

Школа:

Дата:

ФИО учителя:

Класс: 10

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Тема урока

Соединение конденсаторов.  Энергия электрического поля.

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

10.4.1.8. применять формулу последовательного и параллельного соединения конденсаторов при решении задач

Цели урока

- уметь выводить формулу для параллельного и последовательного соединения конденсаторов;

- уметь выводить формулу энергии заряженного конденсатора;

- уметь находить заряд конденсатора при различных схемах подключения;

- применять формулу электроемкости при решении задач.

Критерии успеха

Учащиеся  могут:

-  называть особенности последовательного соединения конденсаторов;

-  называть особенности параллельного соединения;

- определять общую  электроемкость конденсаторов при параллельном соединении;

-определять заряд и напряжение на каждом конденсаторе при параллельном соединении;

- определять общую электроемкость конденсаторов при последовательном соединении;

- определять заряд и напряжение на каждом конденсаторе при последовательном соединении;

- объяснять роль конденсатора в простой электрической цепи;

- показывать, как можно использовать конденсатор  в простом эксперименте и симуляции;

- рассчитывать энергию заряженного конденсатора.

Языковые цели

Лексика и терминология, специфичная для предмета:

Электрический заряд, электрическое поле, линии поля, напряженность, проводник, диэлектрик

Серия полезных фраз для диалога/письма:

При сообщении конденсатору электрического заряда …..

При увеличении напряжения заряд на обкладках конденсатора…..

Емкость конденсатора зависит от ……

Привитие ценностей

Развитие навыков эффективного общения, уважение к мнению одноклассников

Знание и понимание ГГ: ответственность за свои действия, коллективные дела

Ценности ГГ: толерантное отношение к окружающим людям, личная ответственность за коллективное дело.

Навыки ГГ: умение вести диалог, конструктивно взаимодействовать с другими людьми.

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

Межпредметные связи

математика

Навыки использования ИКТ

Работа с интерактивной моделью

Предварительные знания

Заряд, электрическое поле, линии поля, напряженность поля, энергия электрического поля.

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало 1-2 урока

I. Организационный момент. 

II. Повторение пройденного материала

1. Закон Кулона:

2. Силовая характеристика поля – это…

3. Напряженность можно найти по формуле:

4. Напряженность поля точечного заряда:

5. Напряжённость поля плоскости:

6. За направление напряженности         

     принимают…

7. Энергетическая характеристика поля – это…

Проверка знаний предыдущего урока по теме « Конденсаторы. Электроёмкость конденсатора. Формула плоского конденсатора».  Проверка и оценка  собственной работы.

№1

1.Конденсатор – система из двух проводников, разделённых …

1)диэлектриком;

2)пьезокристаллом;

3)полупроводником;

4)инертным газом.

№2

2. Электроёмкость – способность проводника …

1)накапливать электрические заряды;

2)проводить электрический ток;

3)поддерживать заданный потенциал;

4)поддерживать заданную разность потенциалов.

№3

3. Размерность Кл/В определяет величину...

1)напряженности электрического поля;

2)электрической постоянной;

3)диэлектрической проницаемости;

4)электроёмкости;

5)работы перемещения заряда в электрическом поле.

№4

4. При сообщении конденсатору заряда 50 нКл напряжение на его обкладках 10 В. Найти электроёмкость конденсатора.

1)1нФ;

2)5нФ;

3)10нФ;

4)50нФ;

5)500нФ.

№5

5. Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторой разности потенциалов и отключили от  источника  тока. Как изменятся перечисленные в первом столбце физические величины, если пластины конденсатора раздвинуть на некоторое расстояние?

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ                    ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

А) заряд на обкладках конденсатора;          1) увеличится;

Б) электроёмкость конденсатора;                2) уменьшится;

                                                                        3) не изменится.

№6

6. Воздушный конденсатор подсоединён к источнику напряжения 24В. Напряженность электрического поля между обкладками конденсатора ,расположенными на расстоянии 2 см друг от друга, равна

1) 0,48 В/м;

2) 12  В/м;

3) 48 В/м;

4) 1200 В/м.

№7

7.Величина ёмкости конденсатора ...

1) прямо пропорциональна расстоянию между пластинами;

2) прямо пропорциональна квадрату расстоянию между пластинами;

3) обратно пропорциональна расстоянию между пластинами.

№8

8.Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если площадь обкладок увеличить в 2 раза, а расстояние между ними уменьшить в 2 раза?

1) уменьшится в 2 раза;

2) не изменится

3) уменьшится в 4 раза;

4) увеличится в 4 раза.

№9

9.Как изменится электроемкость плоского воздушного конденсатора, если расстояние между его пластинами уменьшить в 2 раза?

1) увеличится в 4 раза;

2) увеличится в 2 раза;

3)уменьшится в 2 раза;

4) уменьшится в 4 раза.

Во время  тестирования каждый обучающийся проставляет правильные ответы   дважды : а) в таблицу на отдельном листочке, б) в таблицу в тетради. ( см. рисунок)

После тестирования ребята меняются  листочками  с работой и взаимооценивают друг друга    .

Постановка темы ,целей урока и критерий успеха

Середина 1 урока

Повторение темы «Последовательное соединение и паралельное соединение проводников» Учащиеся работают по таблице и повторяют материал

Таблица. Последовательное и параллельное соединение проводников.

Практическая работа в группе :  Изучение закономерностей параллельного и последовательного соединения конденсаторов

Задание. 1  Используя формулу для электрической емкости конденсатора, самостоятельно заполните таблицу. Сделайте вывод, какое равенство выполняется при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.

Задание. 2  Используя формулу для емкости конденсатора (геометрические размеры), самостоятельно заполните таблицу. Сделайте вывод, какое равенство выполняется при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.

Учитель наблюдает за работой групп, задает уточняющие вопросы.

После выполнения работы учащиеся объясняют полученные результаты своим товарищам

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

2 урок

Энергия заряженного конденсатора

Если на обкладках конденсатора электроемкостью С находятся электрические заряды +q и -q, то согласно формуле (20.1) напряжение между обкладками конденсатора равно

В процессе разрядки конденсатора напряжение между его обкладками убывает прямо пропорционально заряду q от первоначального значения U до 0.

Среднее значение напряжения в процессе разрядки равно

Для работы А, совершаемой электрическим полем при разрядке конденсатора, будем иметь:

Следовательно, потенциальная энергия W_p конденсатора электроемкостью С, заряженного до напряжения U, равна

Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между его обкладками обладает энергией. Напряженность Е поля пропорциональна напряжению U, поэтому энергия электрического поля пропорциональна квадрату его напряженности.

Учащиеся обсуждают изученный материал в парах и составляют в тетради опорную схему.

При последующем обсуждении важно обратить внимание на следующие моменты темы:

1. Аккумулирование энергии на конденсаторе включает в себя выполнение работ для транспортировки заряда из одной пластины конденсатора к другой против электрических сил. По мере того как заряд накапливается в процессе зарядки, каждый последующий элемент заряда требует больше работы, чтобы доставить его на положительную пластину.

2. Обратите внимание, что полная энергия, запасенная QV / 2 равна половине энергии QV, которая подается от батареи, независимо от R!

Задание.

Учитель предлагает учащимся, работая в парах, составить два утверждения, по изученной теме, которые могут быть истинными и ложными. В качестве утверждения могут быть простые задачи, требующие несложных вычислений. Как пример, учитель рассматривает с учащимися два утверждения:

Конденсатор емкость 4 мкФ обладает зарядом 2 мКл. Энергия, накопленная конденсатором, равна 500 мДж (истина).

 При увеличении заряда на обкладках конденсатора в 2 раза, запасенная им энергия увеличится в 4 раза (истина).

Обсудить с учащимися, как можно изменить данные утверждения, чтобы они  превратились в ложные.

Например, изменить любое значение в первом утверждении, во втором слово увеличится заменить словом – уменьшится.

http://sfiz.ru/page.php?id=60 (использован материал: учебные материалы » Основы Электродинамики » Электростатика. Электрическое Поле » Энергия заряженного конденсатора).

Конец урока

V.            Итог урока. Рефлексия.

Продолжи фразу:

- Сегодня на уроке я…..

- Самым сложным для меня было….

- Теперь я знаю….

- Над этим мне нужно поработать дома…

Домашнее задание. Теоретический материал. Задачи Рымкевич.

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, в подборе учебного материала и ресурсов с учетом индивидуальных способностей учащихся (Теория множественного интеллекта по Гарднеру).

Дифференциация может быть использована на любом этапе урока с учетом рационального использования времени.

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

Здоровьесберегающие технологии.

Используемые физ.минутки и активные виды деятельности.

Пункты, применяемые из Правил техникибезопасности на данном уроке.  

Рефлексия по уроку

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?

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

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?