Электрический ток. Сила тока

Физика 10 класс Волик Н.Н.

Тема: Электрический ток. Сила тока.

Цели:

Образовательные:

• дать понятие электрического тока и выяснить условия, при которых он возникает;

• ввести величины, характеризующие электрический ток: силу тока, плотность тока, используя субъективный опыт учеников;

Развивающая:

• развитие логического мышления через формирование понятий: сила тока, плотность тока;

Воспитательная:

• прививать культуру умственного труда.

Тип урока: урок изучения нового материала

Методы урока: словесный, наглядный

Ход урока

1. Орг. момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

1. Проверка и актуализация знаний

1. Что называется электрическим током? (Электрическим током называется направленное упорядоченное движение заряженных частиц)

2. Чтобы получить электрический ток в проводнике, что нужно создать в нем? (Нужно создать в нем электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в этом проводнике, придут в движение в направлении действия на них электрических сил, возникнет электрический ток.)

3. С помощью чего электрическое поле в проводниках длительное время поддерживается? (Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока)

1. Сообщение темы и постановка целей урока

Тема сегодняшнего урока : “Электрический ток. Сила тока”.

1. Изучение нового материала

За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

Для протекания тока необходимо:

• наличие свободных заряженных частиц и сил, действующих на них в одном направлении

• должна быть разность потенциалов на концах проводника

Действие тока:

• проводник по которому течет ток нагревается (электрическая плитка, электрическая лампа) - тепловое

• электрический ток может изменять химический состав проводника (раствор CuSO, процесс электролиза) - химическое

• оказывает силовое действие на соседние токи и намагниченные тела (проволочная рамка и постоянный магнит, электромагнит с грузом) - магнитное

Поле, создаваемое движущимися зарядами называются стационарными. Стационарное электрическое поле, как и электростатическое поле, является потенциальным. Но между электростатическим и стационарным электрическим полем имеется существенное различие:

За направление тока принято направление положительных зарядов.

Величина, характеризующая быстроту переноса заряда в проводнике через единицу площади его поперечного сечения, называется плотностью тока. Плотность тока – это сила тока, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения проводника.

Характеризует распределение электрического тока по сечению проводника.

В СИ j = [A/м²]

Сила тока I – физическая величина, показывающая, какой заряд переносится через поперечное сечение проводника за единицу времени.

От чего зависит сила тока?

Предположим, что участок цепи представляет собой однородный цилиндрический проводник из металла площадью поперечного сечения S и длиной Δl. В объёме проводника V=S∙Δl содержится Nчастиц, заряд каждой из них равен заряду электрона q₀. При создании электрического поля в проводнике заряженные частицы движутся направленно со средней скоростью v.

Сила тока зависит от заряда, переносимого каждой частицей, концентрации частиц, скорости их направленного движения и площади поперечного сечения проводника.

Рассчитайте скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике при силе тока 1 А, если концентрация 8,5∙10²⁸ м^-3, а площадь поперечного сечения проводника 2∙10^-6 м².

v= =3,5*10^-5 м/с = 0,035мм/с

Для тех, кто решил быстрее: Найдите скорость упорядоченного движения электронов в проводе с площадью поперечного сечения 5 мм² при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5∙10²⁸ м^-3

v= 0,25∙10^-3 м/с=0,25мм/с

1. Решение задач

1. При какой силе тока через поперечное сечение проводника пройдет заряд 50 Кл за промежуток времени от 5 до 10 с от момента включения тока? (10 А)

2. По проводнику с площадью поперечного сечения 50 мм2 течет ток. Средняя скорость свободных электронов 2, 82·10-4 м/с, а их концентрация 7,9·1027 м-3. Найдите силу тока. (17,8 А)

3. За одну минуту через поперечное сечение проводника прошел заряд 240 Кл. Определите силу тока в проводнике. (4 А)

4. Чем отличается движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие и при наличии внешнего электрического поля?

5. Сколько времени протекал ток по проводнику, если при силе тока 3 А через поперечное сечение проводника прошел заряд 120 Кл? (40 с)

1. Рефлексия

• Все ли было понятно на уроке? Что вызвало трудности?

• Что мы сегодня изучили?

1. Домашнее задание: выучить формулы и определения.