«Последовательное и параллельное соединение проводников. Работа и мощность электрического тока»

«Орал газ, мұнай және салалық технологиялар колледжі»МКҚК

«Бекітемін»

ОӘЖ бойынша

директордың орынбасары

___________Г.О.Назарова

«_____» _________2018ж

Ашық сабақ

«Физика» пәнінен

Тақырыбы: «Последовательное и параллельное соединение проводников.

Работа и мощность электрического тока».

ОРАЛ-2018

Дайындаған: Физика пәні оқытушысы А.С.Кимашева

ӨҚ және ТП ПЦК отырысында қаралды

№_______ хаттама «_____»________2018ж

ПЦК төрайымы ________________А.Х.Ахметова

«Келісілді»

Әдіскер___________А.М.Кайырлиева

«_____» _________2018ж

Компетенции:

Информационная: обеспечить изучение учащимися темы «Последовательное и параллельное соединение проводников. Работа и мощность электрического тока» и формирование навыков практического решения задач.

Коммуникативная: развить у учащихся мышление и умения использовать свои знания при выполнении практических заданий.

Решения проблем: доказать учащимся применять знания физических основ электродинамики при пользовании электрическими приборами в окружающей нас среде.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Методы обучения: Лекция с элементами беседы и применением наглядных материалов, демонстрационный эксперимент, решение задач, познавательная форма обучения.

Технология: ИКТ

Наглядные пособия, обеспечение процесса обучения

1.Оборудование: Амперметр, вольтметр, реостат, батарея проводников, ключ, соединительные провода, источник питания.

2.Мультимедиа проектор, слайды:

иллюстрации – действия тока, последовательное и параллельное соединение проводников.

3.Литература:

1. Кронгарт Б.А., Кем В.И., Койшыбаев Н. Физика.10 класс. – Алматы: Мектеп, 2010г.

2. Р.Башарулы, Г.Байжасарова Физика 10 кл.Алматы: Мектеп, 2006г.

3. Р.А. Гладкова, В.Е. Добронравов «Сборник задач и вопросов по физике для специальных учебных заведений».

Структура урока.

1. Организационный момент

Организация начала занятия. Подготовка учащихся к работе на занятии. Проверка полной готовности класса и оборудования.

1. Вступительное слово преподавателя.

Итак, на прошлых занятиях мы с вами познакомились с такими электрическими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление; познакомились с приборами для измерения силы тока и напряжения; экспериментально установили Закон Ома для участка цепи, научились собирать простейшую электрическую цепь.

Сегодня наша с вами задача изучить законы последовательного и параллельного соединения проводников и научиться решать задачи.

1. Проверка знаний, умений и навыков учащихся (фронтальный опрос).

1. Что называют электрическим током?

2. Что является подвижными носителями зарядов в любых проводниках?

3. Какое направление тока принимают за положительное?

4. Что называют силой тока? Какая формула выражает смысл этого понятия?

5. Какова единица силы тока в СИ?

6. Какой ток называют постоянным, а какой-переменным?

7. Что называют электродвижущей силой генератора?

8. Как записывают и формулируют закон Ома для участка цепи? Закон Ома для полной цепи?

9. Установите единицу сопротивления в СИ.

10. Какой формулой выражают зависимость сопротивления проводника от его длины, поперечного сечения и вещества?

1. Подведение итогов проверки домашнего задания.

1. Изложение нового материала.

А теперь пора приступить к изучению нового материала. Записываем в тетради тему урока:

Последовательное и параллельное соединение проводников.Работа и мощность электрического тока.

Прошу обратить внимание на доску, на которой изображены две электрические схемы

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.

Следовательно, проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.

При последовательном соединении проводников (рис. 1) сила тока во всех проводниках одинакова:

По закону Ома, напряжения U₁ и U₂ на проводниках равны

Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U₁ и U₂:

где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует:

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.

Рисунок 1

При параллельном соединении (рис. 2) напряжения U₁ и U₂ на обоих проводниках одинаковы:

Сумма токов I₁ + I₂, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:

Этот результат следует из того, что в точках разветвления токов (узлы A и B) в цепи постоянного тока не могут накапливаться заряды. Например, к узлу A за время Δt подтекает заряд IΔt, а утекает от узла за то же время заряд I₁Δt + I₂Δt. Следовательно, I = I₁ + I₂.

Записывая на основании закона Ома

где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.

Рисунок 2

Полную работу тока на участке цепи можно найти по формуле:

A=Uq. (1)

где U-напряжение на участке цепи, q-заряд,перенесенный через поперечное сечение проводника за время прохождения тока t. Так как q=It, то:

A=UIt. (2)

По этой формуле можно вычислить работу независимо от того,в какой вид энергии превращается электрическая энергия на рассматриваемом участке цепи.

Когда электрическая энергия превращается во внутреннюю энергию,справедлива формула:

I=U/R.

Подставляя это выражение,получим формулу (2) для вычисления работы тока на участке цепи без ЭДС:

A=U² /Rt (3)

Поскольку U=IR,то формулу можно записать следующим образом:

A=I²Rt (4)

В СИ работа измеряется в джоулях: 1 Дж=1В*1А*1с.

Мощностью называют величину, характеризующую скорость выполнения работы. Мощность тока на участке цепи измеряют работой тока, совершенной за единицу времени.

P=A/t; P=UI; P=U² /R; P=I²R. (5)

Формула P=UI позволяет учесть все действия тока(химические магнитные, тепловые) и полезную мощность ,а формула P=I²R показывает мощность тока, затрачиваемую на тепловое действие. Тепловое действие тока на опытах было изучено английским ученым Дж .Джоулем и русским физиком Э. Ленцем. Количество теплоты, выделенной током в проводнике, равно работе электрического поля по преодолению сопротивления проводника:

Q= A_т=I²Rt (6)

Формула (6) является математическим выражением закона Джоуля-Ленца:количество теплоты, выделенном током в проводнике, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени прохождения. При последовательном соединении:

Q₁=I²R₁ t, Q₂=I²R₂t ,

откуда вытекает, что Q₁/Q₂=R₁/R₂

Следовательно, количество теплоты, выделенной током в каждом проводнике при последовательном соединении, прямо пропорционально сопротивлению этих проводников.

При параллельном соединении:

Q₁=U²t/R_1, Q₂=U²t/R_{2 ,} откуда Q₁/Q₂=R ₂/R₁

Количество теплоты, выделенной током в параллельно соединенных участках цепи без ЭДС , обратно пропорционально сопротивлению этих участков.

1. Закрепление изученного материала.

1. Найдите ошибки в электрических схемах (слайды 11-19)

2. Решаем устно задачи по схемам (слайды 21-25)

3. Самостоятельно решаем задачи и проверяем (слайды 26-29)

4. Тест по теме «Электричество» (слайд)

Ответы к тестам

1. Начертите схемы электрических цепей (слайды 32-36)

7. Домашнее задание:

1. §9.4 – 9.7 стр.266

2. Решить задачи Упражнение-20 №9-11 стр.275

8. Подведение итогов урока.

По словам русского поэта 19 века Якова Петровича Полонского,

Царство науки не знает предела

Всюду следы ее вечных побед,

Разума слово и дело,

Сила и свет.

Эти слова по праву можно отнести к замечательной науке электродинамике, подарившей нам столько открытий, осветившей нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько еще неопознанного вокруг! Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры! Так что впереди у нас с вами еще множество открытий.

Методические указания.

Мотивацией познавательной деятельности учащихся, может служить сообщение о широком применении электрической энергии в различных отраслях народного хозяйства культуры и быта людей. Следует обратить внимание учащихся на необходимость знаний физических основ электротехники при пользовании электрическими приборами каждым современным человеком.

Кроссворд (на дополнительное задание)

1.Источник тока (элемент), в котором внутренняя энергия нагревателя превращается в электрическую.
2. Источник тока, в котором световая энергия непосредственно превращается в электрическую.
3. Чертеж, на котором изображен способ соединения электрических приборов в цепь.
4. Явление упорядоченного движения заряженных частиц.
5. Итальянский ученый построивший первый источник тока.
6. Часть электрической цепи, служащая для соединения остальных ее частей.
7. Часть электрической цепи, в которой электрическая энергия потребляется, превращаясь в другой вид энергии.
8. Часть электрической цепи, служащая для ее замыкания и размыкания.

9. Схема, состоящая из источника электрической энергии, потребителя, проводящих проводов и выключателя.

10. Одно из мест на источнике тока, к которому присоединена клемма для включения его в электрическую цепь.
11. Материал пластины простейшего химического источника тока, которая заряжена отрицательно.
12. Итальянский ученый, в честь которого названы элементы – химические источники тока.
13. Источник тока, требующий предварительной зарядки.

Ответы на кроссворд: 1. Термоэлемент. 2. Фотоэлемент. 3. Схема. 4. Ток. 5. Вольта. 6. Провод. 7. Приемник. 8. Выключатель. 9. Цепь. 10. Полюс. 11. Цинк. 12. Гальвани. 13. Аккумулятор.

В выделенных клетках – электрическая цепь.

С абақтың өту барысынан көріністер

Сабақтың өту барысынан көріністер