Соединение проводников и источников тока. Тепловое действие тока.

Тема   занятия: Соединение проводников и источников тока. Тепловое действие тока. Вид занятия ­  смешанный. Тип занятия комбинированный. Учебные   цели   занятия: последовательное соединения проводников в электрической цепи, тепловое действие эл. тока.     Теоретически   и   экспериментально   изучить   параллельное   и Задачи занятия:  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).  ознакомить учащихся с законом Джоуля ­ Ленца;  сформировать умение вычислять количество теплоты, выделяемое  проводником, по которому течет ток, применительно к различным видам  соединения. Развивающая:  развитие памяти и внимания;  развитие применения знаний при решении задач Воспитательная:  воспитывать у учащихся умение самостоятельной работы;  воспитывать сопричастность к собственной деятельности и деятельности других. Планируемые   образовательные   результаты:   способствовать   усилению практической   направленности   в   обучении   физики,   формировании   умений применять полученные знания в различных ситуациях. Личностные:  способствовать эмоциональному восприятию физических объектов,  умению  слушать, ясно и точно излагать свои мысли, развивать  инициативу  и  активность  при решении физических задач, формировать умение  работать в группах. Метапредметные:  развивать умение понимать и использовать средства наглядности  (чертежи, модели, схемы). Развитие понимания сущности алгоритмических  предписаний и умений действовать в соответствии с предлагаемым алгоритмом. Предметные:  овладеть физическим языком, умением распознавать соединения  параллельные и последовательные, умение ориентироваться в электрической схеме,  собирать схемы. Умение обобщать и делать выводы. Ход занятия: 1. Организация начала урока (отметка отсутствующих, проверка готовности студентов к уроку, ответы на вопросы студентов по домашнему заданию) – 2­5 мин. Преподаватель сообщает учащимся тему урока, формулирует цели урока и знакомит  учащихся с планом урока. Учащиеся записывают тему урока в тетради. Преподаватель  создает условия для мотивации учебной деятельности. Освоение нового материала: 1. Электрический ток. Изобразим все в виде схемы. (Учитель рисует на доске, ученики в тетрадях схему)                                                                               Условия существования тока Свободные заряженные    Электрическое поле      Замкнутая электрическая              частицы                                                                        цепь                                                  Источник тока 2. Источники тока Источники тока – это устройства, создающие и поддерживающие длительное время   электрическое поле. Существуют различные источники тока, но в любом из них  совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц.  Разделенные заряженные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один  полюс заряжен положительно, второй – отрицательно. Если полюсы источника  соединить проводником, то в нем под действием электрического поля возникает  электрический ток, т.е. свободные заряженные частицы придут в нем в движение.  Убедитесь в этом сами. Действие фотоэлемента и солнечной батареи.  Вывод: Если такие вещества, как кремний, селен, оксид меди осветить, то в цепи  возникает электрический ток. Это явление называется фотоэффектом. Световая  энергия превращается в электрическую.    Чтобы перейти к следующему источнику тока расскажу немного об истории их  создания.        В 1799 году итальянский физик Алессандро Вольта, опираясь на результаты  исследований Луиджи Гальвани, изготовил электрическую батарею, названную  вольтовым столбом. Батарея Вольта была составлена из чередующихся медных и  цинковых кружков, которые были сложены столбиком и переложены кусочками  сукна, смоченного в растворе серной кислоты.  Как оказалось впоследствии. Эта  батарея не была первым химическим источником тока. В начале 20 века при  археологических раскопках в Ираке был найден странный предмет. Его нашли среди руин древнего поселения неподалеку от Багдада. Это была глиняная ваза высотой  около 15 см. В ней находился цилиндр из меди со вставленным в него железным  стержнем. При обследовании находки ученые пришли к выводу: это останки  электрической батарейки. В дальнейшем такие сосуды находили в большом  количестве. Определили, что заливались они уксусом, а герметизировались смолой.  Использовали такие батарейки в древности, по­ видимому, для гальванического  золочения мелких серебряных украшений.        Вывод: Внутри гальванического элемента непрерывно идет химическая реакция, в  результате которой происходит разделение зарядов. В результате один электрод  становится  положительно заряженным, а другой отрицательно заряженным. Электроды находятся в электролите, с которым они взаимодействуют в ходе химической реакции.  Сверху все это герметизируется. Выделим основные части любого гальванического элемента: 1. Положительный электрод. 2. Отрицательный электрод. 3. Электролит. 4. Герметик. В гальваническом элементе Вольта положительный электрод – медная пластина,  отрицательный электрод – цинковая пластина, электролит – раствор серной кислоты,  герметик – смола. В древней батарейке из Ирака положительный электрод – железный  стержень, отрицательный электрод – медный цилиндр, электролит – уксус, герметик –  смола. Как видим в обоих элементах электролит жидкий. Это очень неудобно:  представьте себе, что мы в наручных часах или в мобильном телефоне носим банку с  серной кислотой, которая при неудачном ударе может разбиться. Поэтому в  современных элементах электролит не жидкий, а в виде пасты или густого клейстера.  Такие батарейки называют сухими. Вопросы: 1. Что такое батарея гальванических элементов? (Несколько гальванических элементов, соединенных вместе, образуют батарею  гальванических элементов). 2. Срок действия гальванических элементов?  (Все гальванические элементы и  батареи гальванических элементов имеют определенный срок действия. После   этого мы их просто выбрасываем). 3. Существуют ли химические источники тока многоразового действия? (Да. Это   аккумуляторы,  от латинского слова аккумуляторе ­ накоплять). 4. Что представляет простейший аккумулятор? (Простейший аккумулятор – это  две свинцовые пластины, помещенные в раствор серной кислоты. Чтобы  аккумулятор  был источником тока, надо зарядить от какого – то другого  источника постоянного тока. При прохождении тока между пластинами и  кислотой происходит химическая  реакция.  При  этом один электрод становится  положительно заряженным,  а второй ­ отрицательно заряженным).  5. Какие виды аккумуляторов бывают? (Аккумуляторы  бывают двух видов: 1. Кислотные (свинцовые) ­ свинцовая пластина в растворе серной кислоты: 2. Щелочные (железно ­ никелевые) – одна пластина из спрессованного железного порошка, вторая – из пероксида никеля. Помещены в раствор щелочи.) А с какими  источниками  тока вам приходилось чаще всего сталкиваться в  повседневной жизни? Ученики: Аккумуляторы.  Действительно, очень часто мы используем именно аккумуляторы. Сотовые телефоны  необходимо периодически подзаряжать. Для этого мы используем зарядное устройство  или так называемый сетевой адаптер, который преобразует переменный ток  напряжением 220 В из осветительной сети в постоянный ток напряжением 3 В.Чаще  всего там используется литиево – ионный аккумулятор или батарея, в которой  применяется раствор солей лития в органическом растворителе. Ну а теперь мы  полностью завершаем заполнение таблицы. Таблица 1 Преобразование № Виды энергии 1. Механические Механическая энергия в электрическую. Внутренняя энергия в электрическую. Световая энергия в электрическую. Химическая энергия в электрическую. Тепловые Световые Химические источников 2. 3. 4. Название источников тока Электрофорная машина, генератор. Термоэлемент. Фотоэлемент, солнечная батарея. Гальванический элемент, аккумулятор, батареи. 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.  После этого обращаю внимание учащихся на доску, на которой изображены две электрические схемы.    Схема 1 Схема 2 Вместе с учащимися выделяем сходства и различия данных электрических цепей. При этом особое внимание заостряю на том, что проводники, включенные в указанные схемы, соединены по–разному. Здесь же с учащимися выясняем каким образом соединяются проводники в указанных электрических схемах,   после   чего   сообщаю   как   называются   данные   способы   соединения   проводников   в электрической цепи. В результате беседы приходим к следующим выводам:  Вывод   1:  в   схеме   1   три   проводника   (три   резистора)   соединены   в   цепь   друг   за   другом.   Такое соединение проводников в электрической цепи называется последовательным.  Вывод   2:  в   схеме   2   в   электрическую   цепь   включены   две   лампочки.   Одним   концом   лампочки соединены   в   точке   А,   другим   в   точке   Б.   Такое   соединение   проводников   в   электрической   цепи называется параллельным.        После   этого   все   полученные   в   ходе   выполнения   работы   результаты   оформляем   в   тетради   в следующем виде:  Последовательное соединение Параллельное соединение Сила тока во всех участках цепи одинакова.       Сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме сил   токов   в   отдельных   параллельно   соединённых проводниках.       Полное   напряжение   в   цепи   равно   сумме   напряжений   на отдельных участках цепи.       Напряжение   на   концах   параллельно   соединённых проводников одно и то же.  (6) Общее   сопротивление   цепи   равно   сумме   сопротивлений отдельных проводников.              1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…+1/Rn       Общее сопротивление цепи 2. «Вопрос – ответ» проходит в виде фронтального опроса 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 3. Назовите условия существования электрического тока. (наличие свободных  зарядов ; наличие силы, действующей со стороны электрического поля на  заряды ; (источника электрического тока) Можем ли мы судить о том, что в проводнике есть электрический ток? (о наличии электрического тока в цепи можно судить по различным явлениям, которые вызывает  электрический ток они называются действиями тока) Перечислите действия электрического тока. (тепловое, магнитное, химическое). Как объяснить тепловое действие тока? (заключается в том, что проводник, по  которому протекает электрический ток нагревается. Объясняется это тем, что  движущиеся под действием сил электрического поля заряженный частицы  взаимодействуют с ионами или атомами вещества и передают им часть своей энергии ) В чем заключается магнитное действие тока? (заключается в том, что проводник,  по которому протекает электрический ток нагревается. Объясняется это тем, что  движущиеся под действием сил электрического поля заряженный частицы  взаимодействуют с ионами или атомами вещества и передают им часть своей энергии). В чем состоит химическое действие тока? (состоит в том, что при пропускании  электрического тока через некоторые растворы кислот, солей, щелочей происходит  выделение веществ на электродах (это могут быть как твердые вещества, так и  газообразные) Где и каким образом могут использоваться все эти действия тока? (Тепловое  действие: в домашних условиях широко применяют электрические плитки, утюги,  чайники, кипятильники, калориферы, фены и другие приборы. В настоящее время  многие дома имеют теплицы для выращивания овощей, фруктов, разведения цветов.  Электромагниты находят широкое применение в технике благодаря их замечательным  свойствам: во время работы электромагнита легко можно регулировать его магнитное  действие при выключении тока они быстро размагничиваются их можно изготавливать  самых разных размеров. Химическое действие тока используют для выделения чистых  металлов из растворов солей. В судостроении специальными составами покрывают  корпус корабля для защиты от коррозии. В медицине широкое применение находит  лечение электрическим током. Электрошок ­ электрическое раздражение мозга , с  помощью которого лечат некоторые психические заболевания. Дефибрилляторы ­  электрические медицинские приборы, используемые при восстановлении нарушений  ритма сердечной деятельности посредством воздействия на организм  кратковременными высоковольтными электрическими разрядами. Гальванизация ­  пропускание через организм слабого постоянного тока, оказывающего болеутоляющий  эффект и улучшающий кровообращение). Экспериментальное задание. Один учащийся выходит к доске и на  демонстрационном столе собирает электрическую цепь из приборов: источник тока,  вольтметр, амперметр, лампочка. Весь класс в тетрадях строят схему электрической  цепи. Учащийся определяет показания приборов. Трое учащихся выходят к доске и,  используя показания приборов, решают задачи. Класс решает вместе с ними. Учащиеся  комментируют решения своих задач. Задача № 1. Используя показания приборов, рассчитайте какое количество теплоты, выделится в  нити накала электрической лампочки за 1 минуту. Задача № 2. Какова мощность электрической лампочки? Задача № 3. Рассчитайте сопротивление электрической лампочк А ­ работа тока; Q ­ количество теплоты; А= UIt ­ формула для расчета работы тока (которая нам уже известна). Из сказанного выше следует, что А=Q, а это означает, что Q= UIt. Работа с миникроссвордом. Кроссворд.  с в е т о в а я п р о т о н а т о м с т е к л о и о н э б о н и т я д р о По горизонтали. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Какая энергия в солнечных батареях преобразуется в  электрическую? Положительная частица, входящая в состав ядра. Неделимая частица вещества. На каком веществе при трении о шелк образуется положительный заряд? Атом, потерявший или присоединивший электрон. На каком веществе при трении о шерсть образуется отрицательный заряд? В центре атома находится… Кроссворд 2  V.  Рефлексия в форме неоконченных фраз и вопросов.  Закончите предложения: Сегодня на уроке я научился … Сегодня мне было интересно … Мне не понравилось… Ответьте на вопросы: Что мне дал урок для жизни? Чему я научился на уроке? За что ты можешь себя похвалить? За что ты можешь похвалить учителя? Пригодятся ли знания, полученные на уроке, для дальнейшей жизни? Домашнее задание: Самостоятельная работа студента № 18 Предохранители и их назначение. Энергосбережение Преподаватель _________________________________ Кроссворд 1 По горизонтали. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Какая энергия в солнечных батареях преобразуется в  электрическую? Положительная частица, входящая в состав ядра. Неделимая частица вещества. На каком веществе при трении о шелк образуется положительный заряд? Атом, потерявший или присоединивший электрон. На каком веществе при трении о шерсть образуется отрицательный заряд? В центре атома находится… Кроссворд 2