ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Кудрявцева Лилия Вячеславовна

Класс: 10

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Цель урока: Вспомнить, обобщить и систематизировать знания об электрическом токе и характеризующих его величинах, полученных в VIII классе.

Задачи урока:

а) воспитательная: продолжить формирование мировоззрения; показать, что понятия дисциплины не изолированы друг от друга, а представляют определенную систему знаний, все звенья которой взаимосвязаны.

б) общеобразовательная: продолжить формирование навыков работы с книгой, проявления самостоятельности, трудолюбия, внимания, аккуратности, эстетических навыков при оформлении записей, построении графиков.

в) развивающая: продолжить совершенствовать умение и навыки работы с лабораторным оборудованием, развитие речи, умение анализировать, обобщать, классифицировать.

Оборудование: амперметры, вольтметр, реостат, набор батареек, соединительные провода.

ТСО: интерактивное оборудование.

Структура урока

Ход урока

1. Организационный этап. Вступительное слово учителя.

Ребята, мы изучили одну из глав темы «Постоянный ток», которая называется «Электростатика». Мы рассмотрели простейший частный случай неподвижных заряженных тел – электростатику. Так для чего нам нужны знания по данной теме? (Ответы учеников). Все правильно, и я делаю вывод: неподвижные заряды редко используются на практике. Для того чтобы заставить заряды служить нам, их нужно привести в движение – создать электрический ток.

Сегодня на уроке мы с вами вместе будем размышлять и думать, не боясь ошибиться. В одном журнале мне встретились такие слова: «Дорога к знанию? Ну что же, её легко понять. Ответить можно сразу: Вы ошибаетесь, и ошибаетесь, и ошибаетесь опять, но меньше, меньше с каждым разом».

1. Актуализация знаний. Сегодня на уроке мы с вами вспомним основной материал по теме «Электростатика»

Фронтальный опрос (работа на интерактивной доске):

1. В пространстве в любом веществе (теле) присутствуют ……..(эл. заряды)

2. В замкнутой системе сумма всех зарядов………(остается постоянной)

3. Эл. заряды создают в пространстве……….(эл. поле).

4. Какие виды полей вы знаете? (однородное, электростатическое)

5. Эл. заряды посредством эл. поля между собой….(взаимодействуют) по закону…(Кулона)

6. Силовой характеристикой эл. поля является….(напряженность)

7. Напряженность точечного заряда, заряженного шара можно рассчитать используя закон….(Кулона)

8. Энергетической характеристикой эл. поля является….(потенциал)

9. Наиболее важное значение имеет не потенциал а …….(разность потенциалов)

10. Если на концах проводника создать разность потенциалов то в проводнике возникнет….(эл. ток)

11. Для того чтобы эл. ток существовал длительное время необходимо поддерживать разность потенциалов при помощи …..(источников тока)

Работа индивидуальная по карточкам.

Карточка 1

Найдите соответствие между параметром и единицей измерения:

I Кл

q В

E Дж

C Ом

S с

t В/м

U А

A Ф

R м²

Карточка 2

Напишите формулы:

Закон Кулона в вакууме ____________________

Напряженность эл.поля ______________________

Напряженность точечного заряда _______________________

Закон сохранения эл.заряда_________________________

Теорема Гауса ___________________________________

Работа сил поля__________________________________

Силовая характеристика эл.поля________________________________

1. Основной материал. Мы переходим к основному этапу урока. У вас на столах лежат рабочие листы, подпишите их, запишите число и тему урока. Наша задача сегодня дать определение электрического тока; вспомнить какой величиной характеризуется электрический ток – количественно; каковы условия возникновения и существования электрического тока и выявить математическую зависимость между величинами, характеризующими электрический ток.

Работать будем группами. Каждая группа получает свое исследовательское задание (практическое и теоретическое), выполнив которое доложит о полученных результатах.

.Напоминаю о правилах техники безопасности: замыкать цепь питания можно только после того, как учитель проверит правильность сборки цепи. После подачи электропитания на цепи нельзя дотрагиваться руками до оголенных участков соединительных проводов.

Распределение заданий. У каждой группы

Первая группа экспериментально исследует зависимость силы тока от приложенного напряжения.

Теоретическая часть:

1. Что такое электрический ток?

• Направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц.

1. Каково направление электрического тока?

• За направление электрического тока принято направление движения положительно заряженных частиц.

1. Каковы условия возникновения электрического тока?

• Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц. Для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определенном направлении. Эта сила действует на заряды со стороны электрического поля.

1. Какие действия оказывает электрический ток?

а) проводник, по которому течет ток, нагревается – тепловое действие (разогрев нити накала электролампочки);

б) электрический ток может изменять химический состав проводника, например, выделять его химические составные части (демонстрация выделения меди из раствора медного купороса);

в) ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела – магнитное. Это действие проявляется у всех без исключения проводников.

1. Что называют силой тока, ее единицы измерения, прибор для измерения силы тока, его включение в цепь?

Сила тока – основная количественная характеристика электрического тока. Она определяется электрическим зарядом, переносимым через поперечное сечение проводника за единицу времени I = ^q/_t . В Международной Системе единиц силу тока выражают в амперах. Эту единицу устанавливают на основе магнитного взаимодействия токов. Измеряют силу тока амперметрами, которые включаются в цепь последовательно, соблюдая полярность.

1. Что такое напряжение? Единицы измерения напряжения; прибор для измерения напряжения, его включение в цепь.

2. Величина, характеризующая электрическое поле, называется напряжением. Напряжение характеризует работу электрического поля по перемещению заряда U = ^A/_q . Единицей измерения напряжения в Международной Системе единиц является вольт. Прибор для измерения напряжения – вольтметр; подключается в цепь параллельно, соблюдая полярность.

Отвечая у доски по вопросам задания, учащиеся заполняют выведенную на интерактивную доску таблицу

Вторая группа получает задание исследовать зависимость силы тока от сопротивления;

Третья группа исследует зависимость сопротивления от длины проводника

4. Защита и оформление полученных результатов.

Для отчета об исследованиях по очереди выходят по 1 – 2 представителя от каждой группы, которые рассказывают о ходе исследований, заполняют выведенные на интерактивную доску таблицы, делают вывод о полученных зависимостях. В результате на доске заполняется сводная таблица

5. Закрепление полученного материала.

Учащиеся получают опорные конспекты.

Учитель просит их просмотреть.

По опорным конспектам учитель задает вопросы для закрепления материала.

6. Домашнее задание: тест в двух вариантах, опорный конспект доработать

1. Итог урока

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ

к уроку

«Исследование характеристик электрического тока»

1. Электрический ток – направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц.

1. За направление тока принимается движение положительно заряженных частиц (от «+» до «-»).

1. Условия возникновения тока:

а) наличие заряженных частиц;

б) наличие силы со стороны электрического поля.

1. Действие тока:

а) тепловое;

б) химическое;

в) магнитное (проявляется во всех видах проводников).

1. Величины, характеризующие электрический ток.

Задача

Какое напряжение нужно приложить к свинцовой проволоке длиной 2м, чтобы сила тока в ней равнялась 2А? Площадь поперечного сечения проволоки 0,3мм².

(ответить на вопросы)

1. Что такое электрический ток?

2. Каково направление электрического тока?

3. Каковы условия возникновения электрического тока?

4. Какие действия оказывает электрический ток?

5. Что называют силой тока, ее единицы измерения, прибор для измерения силы тока, его включение в цепь.

6. Что называют напряжением? Единица измерения напряжения; прибор для измерения напряжения, его включение в цепь.

Литература

1. «ФИЗИКА» 8кл. §

2. «ФИЗИКА» 10кл. §

Практическое задание №1.

ИССЛЕДОВАТЬ ЗАВИСИМОСТЬ СИЛЫ ТОКА ОТ НАПРЯЖЕНИЯ

1. Собрать цепь по схеме:

1. Замкнуть цепь и отметить показания приборов.

2. К первой батарейке присоединить вторую, замкнуть цепь, снять показания приборов.

3. Подсоединить третью батарейку, замкнуть цепь, снять показания приборов.

4. По результатам опытов заполнить таблицу и построить график.

I A

U, B

1. Сделать вывод.

(ответить на вопросы)

1. Что такое электрический ток?

2. Каково направление электрического тока?

3. Каковы условия возникновения электрического тока?

4. Какие действия оказывает электрический ток?

5. Что называют силой тока, ее единицы измерения, прибор для измерения силы тока, его включение в цепь.

6. Что называют напряжением? Единица измерения напряжения; прибор для измерения напряжения, его включение в цепь.

Литература

1. «ФИЗИКА» 8кл. §

2. «ФИЗИКА» 10кл. §

Практическое задание №2.

ИССЛЕДОВАТЬ ЗАВИСИМОСТЬ СИЛЫ ТОКА ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ

1. Что такое сопротивление?

2. Единица измерения сопротивление.

3. Собрать цепь по схеме:

R₁ R₁ = 1 Ом.

1. Измерить силу тока.

2. Заменить R₁ на R₂ = 2 Ом.

3. Измерить силу тока.

4. По результатам опыта заполнить таблицу.

1. Сделать вывод.

(ответить на вопросы)

1. Что такое электрический ток?

2. Каково направление электрического тока?

3. Каковы условия возникновения электрического тока?

4. Какие действия оказывает электрический ток?

5. Что называют силой тока, ее единицы измерения, прибор для измерения силы тока, его включение в цепь.

6. Что называют напряжением? Единица измерения напряжения; прибор для измерения напряжения, его включение в цепь.

Литература

1. «ФИЗИКА» 8кл. §

2. «ФИЗИКА» 10кл. §

Практическое задание №3.

ИССЛЕДОВАТЬ ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ ДЛИНЫ ПРОВОДНИКА

1. Собрать цепь по схеме:

В качестве сопротивления взять длинную

нихромовую проволоку.

1. Записать показания амперметра.

2. Передвинуть подвижный контакт на середину проволоки.

3. Записать показания амперметра.

4. По полученным данным заполнить таблицу.

1. Используя закон Ома ( I ~ ¹/_R ) сделать вывод о зависимости между сопротивлением и длиной проводника.

1. Сделать вывод.

1 группа. Решение задач по теме «Электростатика»

1. На расстоянии 3 см от заряда 4 нКл, находящегося в жидком диэлектрике, напряженность поля равна 20 кВ/м. Какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика?

2. Два маленьких шарика обладают зарядами 200 нКл и 430 нКл и, находясь в вакууме, взаимодействуют с силой 0,1 Н. Вычислить расстояние между шариками.

3. В поле между обкладками плоского конденсатора на заряд 0,2 мкКл действует сила 50 мкН. До какого напряжения заряжен конденсатор, если расстояние между пластинами 0,03 м?

4. Вычислить расстояние между пластинами площадью 270 м², если известно, что они образуют плоский воздушный конденсатор емкостью 0,018 мкФ.

5. Три последовательно соединенных конденсатора имеют емкость 0,25 Ф, 0,25 Ф и 0,5 Ф. Найдите общую емкость.

6. Плоскому воздушному конденсатору сообщен заряд 177 нКл. Площадь обкладки конденсатора 2000см², расстояние между обкладками 1,4 мм. Чему равно напряжение на конденсаторе?

7. Расстояние между обкладками плоского конденсатора 5 см, а разность потенциалов – 500 В. С какой силой поле внутри конденсатора действует на заряд 0,007 мкКл?

2 группа. Решение задач по теме «Соединения конденсатора» (графические)

3 группа. Решение задач по теме «Сила тока. Сопротивление. Закон Ома»

ЕНТ

1. Два заряда 4*10 ^-8 Кл, разделены слюдой толщиной 1см, взаимодействуют с силой 18*10 ^-3 Н. Определить диэлектрическую проницаемость слюды

2. Два заряда в вакууме взаимодействуют с такой же слой на расстоянии 27см, как в диэлектрике на расстоянии 3см. Определите диэлектрическую проницаемость диэлектрика

3. Два заряда, находясь в воздухе на расстоянии 0,05м, действуют друг на друга с силой 1,2*10 ^-4 Н, а в некоторой непроводящей жидкости на расстоянии 0,12м с силой 1,5*10 ^-5 Н. Какова диэлектрическая проницаемость жидкости

4. Двигаясь в электрическом поле, протон перешел из одной точки в другую, потенциал которой выше 1В. Как изменилась при этом потенциальная энергия протона

5. Двигаясь в электрическом поле, электрон перешел из одной точки в другую, потенциал которой выше на 1В. На ск-ко изменилась кинетическая энергия электрона

6. Двигаясь в электрическом поле, электрон перешел из одной точки в другую, потенциал которой выше на 1В. Потенциальная энергия электрона изменилась на

7. Движущийся электрический заряд создает

А) либо электрическое, либо магнитное, в зависимости от скорости;

В) электрическое или магнитное в зависимости от среды;

С) и электрическое и магнитное поле; Д) только магнитное поле; Е) только электрическое поле.

9. От железной проволоки отрезали два куска 2,4м и 60см. Сравнить сопротивления этих кусков проволоки.

А) У первого сопротивление больше в 4 раза; В) Одинаковое;

С) У первого сопротивление меньше в 4 раза; Д) У первого сопротивление меньше в 2 раза;

Е) У первого сопротивление больше в 2 раза.

1. Если напряжение на концах проводника уменьшить в 2 раза, а длину проводника увеличить в 2 раза, то сила тока

А) Уменьшится в 4 раза; В) Увеличится в 2 раза; С) Увеличится в 4 раза;

Д) Уменьшится в 2 раза; Е) Не изменится.

1. Число электронов, прошедших в электроннолучевой трубке при анодном токе 0,48 А за 0,5 ч. (е = 1,6∙10^-19Кл), равна

А) 3,5∙10²¹ В) 5,4∙10²¹; С) 5,4∙10⁶ Д) 4,5∙10²¹; Е) 5,8∙10²⁰.

1. 11. Если через лампочку, подсоединенную к источнику питания 12 В течет ток 2 А, то ее сопротивление равно

А) 48 Ом; В) 6 Ом; С) 24 Ом Д) 1,67 Ом; Е) 2 Ом.

1. Имеются два провода одинаковой длины из одного и того же металла. Диаметр первого провода больше в два раза. Соотношение между сопротивлениями проводов имеет вид

А) R₁=R_2; B) ; C) R₁=2R₂; D) ; E) .

1. Определить сопротивление проводнику из графика.

А) R = 0; B) R=10 Oм; C) R = 1 Oм; D) R = 1000 Oм; E) R = 100 Oм.

1. Напряжение, подающееся на концы проводника с сопротивлением 100 Ом для протекания в нем тока 100мкА, равно:

А) 10^-3В; В) 10^-2В; С) 1В; Д) 10^-9В Е) 10³В.

1. Если на батарейке написано «1,5», то это означает, что

А) напряжение на участке цепи 1,5 В;

В) сторонние силы совершают работу 1,5 Дж при перемещении заряда в 1 Кл от

одного полюса батарейки к другому.

С) разность потенциалов между концами проводника равна 5 В.

Д) сторонние силы совершают работу 5 Дж при перемещении заряда в 1 Кл от одного полюса источника к другому.

Е) напряжение на участке цепи 5 В.

1. Отрицательный электрический заряд

А) взаимодействует только с положительными зарядами;

В) взаимодействует только с отрицательными зарядами;

С) может взаимодействовать либо с положительными, либо с отрицательными

зарядами, в зависимости от конкретных обстоятельств;

Д) взаимодействует и с положительными и с отрицательными зарядами;

Е) не взаимодействует ни с положительными, ни с отрицательными зарядами.

1. Напряжение на концах проводника 6 В, его сопротивление 2 Ом. Сила тока равна

А) 3 А; В) 10 А; С) 6 А; Д) 12 А; Е)

1. Электрон, пролетая в электрическом поле из точки А в точку В увеличил свою скорость от 1000 до 3000 км/с. Разность потенциалов между точками равна

А) 25 В; В) 46 В; С) 23 В; Д) 12 В; Е) 26 В.

1. Используя формулу I = q/t, дайте определение силы тока в 1 А

А) величина, характеризующая движение заряда против сил электрического поля;

В) сила тока, проходящая через единицу площади поперечного сечения проводника;

С) сила такого постоянного тока, при которой через поперечное сечение проводника проходит 1 Кл электричества за 1 секунду;

Д) сила тока, которая с течением времени остается неизменной;

Е) величина, измеряемая отношением работы сторонних сил к величине прошедшего заряда.

1. Вольт –амперная характеристика, соответствующая металлам, имеет вид

А) Только 1; В) Только 3; С) 2 и3; Д) Только 2; Е) 1 и 2.

11