Технологическая карта урока физики "Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома"8 класс

Класс:

8 класс

Предмет:

физика

Место урока/занятия

Раздел 2 «Электрические и магнитные явления»

Тема 2.2 «Постоянный электрический ток»

Тема урока/занятия

Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома для участка цепи

Уровень изучения:

базовый

Тип урока/занятия (укажите тип урока):

Урок открытия новых знаний и освоения умений

Планируемые результаты (по ФРП):

Личностные: формировать научное мировоззрение; развивать интерес к экспериментальной деятельности, осознать практическую значимость изучаемого материала.

Метапредметные. Регулятивные: планировать и выполнять эксперимент, анализировать результаты, корректировать действия.

Познавательные: выдвигать гипотезы, устанавливать причинно-следственные связи, работать с графиками и формулами.

Коммуникативные: участвовать в обсуждении, аргументировать свою точку зрения, работать в группе.

Предметные: учащиеся научатся применять закон Ома для расчета силы тока, напряжения и сопротивления на участке цепи, смогут объяснять зависимость силы тока от напряжения и сопротивления, научатся собирать электрическую цепь и проводить эксперименты для проверки закона Ома.

Ключевые слова: закон, сопротивление, прямая пропорциональность, обратная пропорциональность, Ом, график

Краткое описание:

На уроке предусмотрено использование следующих материалов:

-листы для самоконтроля;

-карточки с формулами;

-карточки с итоговым тестом;

-оборудование для практической работы.

БЛОК 1. Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия нового материала

Организационный момент

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Добрый день, ребята! Сегодня продолжаем изучение самой интересной науки – физики. Проверьте наличие всего необходимого на уроке: тетрадь, учебник, дневник, ручка, линейка, карандаш и отсутствие всего лишнего, что может отвлечь и помешать получить хорошую оценку.

Учитель проверяет готовность к занятию, настраивает на осознанное вхождение обучающихся в пространство учебной деятельности.

Обучающиеся приветствуют учителя и проверяют наличие оборудования на своих столах, необходимого на уроке, и убирают все лишнее, что может отвлечь их внимание.

Обучающиеся входят в темп урока.

Этап 1.1. Мотивирование на учебную деятельность

Сегодня продолжим изучение электрических явлений, а значит избежать составления электрических цепей нам не удастся. Учебно-проблемная ситуация: две электрические цепи

В первой цепи лампа горит ярко.

Во второй цепи (с таким же источником тока) лампа еле светится, хотя подключена так же.

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Учитель демонстрирует две электрические цепи:

Вопросы классу:

• Почему в одной цепи лампа горит ярко, а в другой — тускло?

• От чего зависит сила тока в цепи?

• Можно ли математически описать эту зависимость?

Проблема:
Ученики выдвигают гипотезы (напряжение разное, сопротивление разное), но не знают точной количественной связи между этими величинами. Это подводит к необходимости изучения закона Ома.

Этап 1.2. Актуализация опорных знаний

Приемы актуализации знаний

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

1. Фронтальный опрос:

• Что такое электрический ток?

• Какие величины характеризуют электрическую цепь?

• Как связаны напряжение и работа тока?

Отвечают на вопросы и формулируют свои вопросы и затруднения:

Электрический ток – направленное движение заряженных частиц.

Электрическую цепь характеризуют сила тока в цепи (I), напряжение на концах цепи (U), сопротивление самой электрической цепи (R).

Напряжение и работа тока прямо пропорциональны

1. Эксперимент-вспоминание:

• Ученикам предлагается собрать простую цепь (источник тока, лампа, ключ).

• Вопрос: "Что произойдет, если увеличить напряжение или добавить резистор?"

Собирают электрическую цепь и проводят эксперимент: увеличивают напряжение (добавляют еще один гальванический элемент), меняют сопротивление (добавляют резистор).

Участвуют в обсуждении и отвечают на вопрос: Если увеличить напряжение, то увеличится и сила тока, увеличение сопротивления потребителей уменьшает силу тока.

Этап 1.3. Целеполагание

Целевые установки урока:

Достижение целей сегодняшнего занятия и будет являться залогом вашей стратегии успеха.

В ходе урока вы:

- выясните зависимость силы тока от напряжения и сопротивления;

- научитесь формулировать закон Ома для участка цепи и демонстрировать его графическую форму проявления;

- научитесь применять закон для решения задач.

Слушают учителя, осознают проблему, обдумывают и предлагают цели урока.

Уточняют цели в случае необходимости, корректируют их.

Принимают стратегию урока, предложенную учителем.

БЛОК 2. Открытие нового знания

Этап 2.1. Осуществление учебных действий по открытию нового знания

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Выполните самостоятельную работу на листах контроля. У вас записаны краткие условия задач, а вам необходимо записать формулы и выполнить расчеты искомых величин.

№ 1. Ток величиной 2 А проходит по проводнику 2 минуты. Определите величину электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за это время.

№ 2. Какую работу выполняет электрический ток в проводнике, если заряд величиной 1 Кл, проходит по проводнику, на концах которого падение напряжения 2 В?

Заполняют листы контроля знаний.

Дано: CI Решение:

I = 2 A q = It

t = 2 мин 120 c q = 2 A·120 c = 240 (Кл)

q - ?

Ответ: 240 Кл

Дано: Решение:

q = 1 Кл А = U·q

U = 2 В A = 2 В ·1 Кл = 2 (Дж)

А - ?

Ответ: 2 Дж

Давайте выполним взаимопроверку.

Выполняют взаимопроверку.

Демонстрация:

Собрана электрическая цепь (источник тока, амперметр, вольтметр, резистор, реостат).

Учитель изменяет напряжение и показывает, как меняется сила тока.

Вопрос классу:

Как можно описать зависимость силы тока от напряжения и сопротивления математически?

Наблюдают за демонстрацией, отвечают на вопросы учителя, записывают в тетрадь новый материал.

1. Закон Ома (запись в тетрадь)

• Формулировка: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению.

• Формула:

I = ​

• Единицы измерения:

I — ампер (А)

U — вольт (В)

R — ом (Ом)

2. Графическая интерпретация

• Построение графика I (U) для постоянного сопротивления (прямая пропорциональность).

• Анализ зависимости I (R) при постоянном напряжении (гипербола).

3. Практическое значение закона Ома

• Применение в электротехнике, бытовых приборах, электронике.

Этап 2.2. Проверка первичного усвоения

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Учитель задает вопросы и побуждает обучающихся к активному высказыванию своих мнений по поводу рассматриваемых вопросов.

Назовите вид зависимости силы тока от напряжения, приложенного к проводнику.

Что означает прямая пропорциональность в зависимости силы тока от напряжения?

Назовите вид зависимости силы тока в проводнике от его сопротивления.

Что означает обратная пропорциональная зависимость силы тока от сопротивления?

Активно участвуют в обсуждении, отвечают на вопросы учителя, воспроизводят определения, формулировки, слушают ответы других учеников и корректируют свои знания и знания одноклассников.

Прямая пропорциональность.

Чем больше напряжение приложено к концам проводника, тем больше сила тока в проводнике

Обратная пропорциональность

Чем сопротивление больше, тоем сила тока меньше в проводнике.

Организует рассмотрение электросхемы и ее анализ, понимание назначения элементов цепи.

Назовите элементы электрической цепи, изображенной на рисунке

Укажите назначение реостата в данной цепи

Активно перечисляют элементы и высказывают гипотезы.

Источник тока (гальванический элемент), резистор, реостат, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода

Слушают ответы других учеников, корректируют свои знания.

Изменять напряжение, подаваемое в электрическую цепь

БЛОК 3. Применение изученного материала

Этап 3.1. Применение знаний, в том числе в новых ситуациях

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Индивидуальная (у доски) и в парах

Решение задач (у доски и в тетрадях)

Организует процесс решения задач.

Обеспечивает дифференцированный подход.

Организует обсуждение решений.

Пример 1 (задача базового уровня): Напряжение на участке цепи 12 В, сопротивление 4 Ом. Найти силу тока.

Пример 2 (задача среднего уровня): Сила тока в цепи 0,5 А, сопротивление 10 Ом. Найти напряжение.

Выбирают к решению задачу, соответствующую своему уровню.

1 ученик у доски, остальные самостоятельно решают.

№ 1.

Дано: Решение:

U = 12 В I = ​

R = 4 Ом I = = 3 (А)

I -?

Ответ: 3 А

Обсуждают полученное решение, объясняют ход решения, рассуждения.

№ 2.

Дано: Решение:

I = 0,5 А I = ​ U = IR

R = 10 Ом U = 0,5 A·10 Ом = 5 (В)

U-?

Ответ: 5 В

Анализируют и оценивают решения, предложенные учащимися у доски, задают вопросы.

Корректируют свои решения в случае необходимости.

Учитель проводит эксперимент и формулирует задание: построить график зависимости измеренных величин.

Демонстрационный эксперимент:

Измерение силы тока и напряжения для разных сопротивлений, построение графика.

Строят таблицу измерений силы тока и напряжения и затем строят график зависимости силы тока от напряжения.

Обсуждают достоверность полученных измерений и объясняют вид математической зависимости для физических величин.

Этап 3.2. Выполнение межпредметных заданий и заданий из реальной жизни

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Фронтальная организация классного коллектива. Предлагает использовать сообразительность, фантазию для разгадывания ребуса.

Разгадайте ребус. То, что вы сможете прочитать и есть формулировка темы нашего урока.

Направляет обсуждение, стимулируя учащихся к поиску связей между реальными областями знаний.

2. Когда дуга трамвайного вагона замыкает цепь, то по верхнему проводу и по рельсу идет одинаковый ток. Почему же, стоя на земле и касаясь проволоки, соединенной с верхним проводом, мы будем поражены током, а прикосновение к рельсу безопасно?

3. При заземлении электролинии по правилам техники безопасности один конец каната сначала присоединяют к
земле, и только потом второй конец набрасывают на провода линии. Почему не делают наоборот?

Решают ребус, вспоминая общие принципы решения ребусов, демонстрируют наглядно-образное и логическое мышление, выдержку, терпение, умение подбирать решения.

Закон Ома

Участвуют в обсуждении, применяя знания для объяснения различных явлений, ищут и находят связи между физикой и другими областями знаний.

2. Между телом человека, который стоит на земле, и верхним проводом имеется высокое напряжение, а между человеком и рельсом почти нет напряжения.

Осознают практическую значимость полученных знаний.

1. При заземлении электролинии один конец металлического канала сначала заземляют, а потом второй конец набрасывают на провода линии, чтобы предотвратить поражение рабочего электрическим током. Если поступить наоборот, то рабочий, набрасывающий незаземленный канат на линию, рискует оказаться под напряжением, поскольку линия может быть по ошибке не выключена.

Этап 3.3. Выполнение заданий в формате ГИА (ОГЭ, ЕГЭ)

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Актуализация деятельности: Ребята, чтобы знания приносили пользу, то нужно уметь применять их на практике. А критерием понимания глубины рассматриваемых процессов будет предстоящее ОГЭ по физике в 9-м классе. Поэтому сейчас мы выполним несколько заданий в формате ОГЭ, чтобы закрепить пройденный материал и потренироваться в решении экзаменационных задач.

№ 1. В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока от напряжения на концах резистора. Какое значение напряжения должно стоять в пустой клетке? 

1)  12 В

2)  13 В

3)  15 В

4)  16 В

№ 2. В таблице представлены результаты исследования зависимости силы тока от напряжения на концах резистора. Чему равно сопротивление резистора?

1)  0,5 Ом

2)  2 Ом

3)  8 Ом

4)  32 Ом

Проверка качества выполнения задания. Учитель опрашивает несколько человек и просит прокомментировать их выбор правильного решения.

Советы по подготовке к ОГЭ: Для успешной сдачи ОГЭ необходимо не только знать теорию, но и уметь применять свои знания для решения практических задач различных типов. Главное – регулярность, настойчивость. У вас все получится! Удачи вам!

Выполняют самостоятельно задания в формате ОГЭ.

Слушают учителя, задают вопросы, если есть необходимость.

Анализируют ошибки и делают выводы.

№ 1.

Напряжение в 4 раза больше силы тока в первом и в третьем экспериментах. Значит, и во втором аналогично, т.е. 4· 4 = 16.

Ответ: № 4

№ 2. Сопротивление проводника определяется по формуле:

R =

Тогда: R = = 2 (Ом) или R = = 2 (Ом)

Ответ: № 2

Этап 3.4. Развитие функциональной грамотности

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Учитель организует индивидуальную работу по решению задач, акцентирует внимание на значение напряжения в сети для потребителей.

1. Практико-ориентированные задачи:

Задача 1. Электроплитка

В квартире используется электрическая плитка с сопротивлением спирали 80 Ом. Напряжение в сети 220 В.

а) Вычислите силу тока, протекающего через плитку.

б) Что произойдет с током, если напряжение упадет до 200 В?

в) Почему при включении нескольких мощных приборов в сеть свет может становиться тусклее?

Решают задачи, демонстрируют применение ранее усвоенных знаний в жизненных ситуациях.

Осознают жизненную ценность усвоенных знаний.

Сравнивают собственные результаты с результатами одноклассников.

Решение:

а) I = ; I = =2,75 (А)

б) I = = 2,5 (А) (ток уменьшится)

в) При увеличении нагрузки при параллельном сопротивлении общее сопротивление уменьшается, а значит, растет общий ток. Потери в подводящих проводах возрастают, и розетке и лампам достаётся меньшее напряжение. Из-за потерь в проводах напряжение падает.

Задача 2. Автомобильный аккумулятор

В автомобиле аккумулятор имеет напряжение 12 В. Через лампочку фары проходит ток 5 А.

а) Каково сопротивление лампочки?

б) Если подключить вторую такую же лампочку параллельно, как изменится общий ток?

Решение:

а) R = ; R = 2,4 (Ом)

б) При параллельном подключении общий ток удвоится (I_общ ​=10А).

При параллельном соединении сопротивление уменьшится. Т.к лампы одинаковые, то сопротивление уменьшится в 2 раза, а значит ток вырастет в 2 раза.

Этап 3.5. Систематизация знаний и умений

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Продемонстрируйте собственные знания физических величин и приборов, их измеряющих.

№ 1. Установите соответствие между физической величиной и прибором для ее измерения

1. Напряжение А. Амперметр

2. Сила тока Б. Аккумулятор

3. Сопротивление В. Омметр

4. Электрический заряд Г. Электрометр

Д. Вольтметр

Представляют свои схемы решения задачи, демонстрируют глубину знаний по теме «Электрические явления»

Решение:

1 – Д

2 – А

3 – В

4 - Г

БЛОК 4. Проверка приобретенных знаний, умений и навыков

Этап 4.1. Диагностика/самодиагностика

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Индивидуальная форма организации учебной деятельности.

Организация обсуждения результатов и самооценка.

I. Базовый уровень (понимание формулы и единиц измерения)

1. Тест с выбором ответа

1. Закон Ома для участка цепи записывается как:

а) U = IR

б) I =

в) R = UI​

г) P = UI

2. Если напряжение увеличить в 2 раза, а сопротивление оставить неизменным, сила тока:

а) Увеличится в 2 раза

б) Уменьшится в 2 раза

в) Не изменится

г) Зависит от мощности

3. Единица измерения сопротивления:

а) Вольт (В)

б) Ампер (А)

в) Ом (Ом)

г) Ватт (Вт)

2. Расчетные задачи

а) Напряжение на резисторе 12 В, сила тока 0,5 А. Найдите сопротивление.

б) Сопротивление проводника 10 Ом, напряжение 5 В.

Найдите силу тока.

II. Средний уровень (применение в реальных ситуациях)

3. Анализ электрических цепей

В цепи есть два резистора: R₁​=5 Ом и R₂​=10 Ом. Они подключены последовательно к источнику с напряжением 15В, найдите:

а) общее сопротивление

б) силу тока в цепи

в) напряжение на каждом резисторе

4. Графический анализ

1. На графике показана зависимость I (U) для двух проводников.

а) Какой проводник имеет большее сопротивление?

б) Чему равно сопротивление проводника 1, если при напряжении 3 В сила тока в нем 1,5 А?

III. Повышенный уровень (нестандартные задачи, объяснение явлений)

5. Практические ситуации

1. Можно ли измерить сопротивление резистора, подключенного к батарейке, с помощью мультиметра? Почему?

IV. Самопроверка (ответьте на вопросы без подсказок)

а) Как изменится сила тока, если сопротивление увеличить в 3 раза?

б) Какое напряжение нужно приложить к проводнику 20 Ом, чтобы получить ток 0,3 А?

в) Почему закон Ома не работает для лампы накаливания при больших токах?

Выбирают уровень сложности диагностической работы. Самостоятельно выполняют задание, используя полученные знания.

Проверяют результаты своей работы с использованием ключей. Обсуждают собственные результаты. Выполняют самооценивание. Выявляют пробелы в знаниях и определяют темы, которые необходимо повторить.

Ответ: б) ​

Ответ: а)

Ответ: в)

Решение: R = = 24 (Ом)

Решение: I = = 0,5 (А)

Решение:

а) R_общ​=R1​+R2​=5+10=15 (Ом)

б) I = ​ = = 1 (А)

в) U₁​=I⋅R₁​=1⋅5=5 (В)

U₂​=I⋅R₂​=1⋅10=10 (В)

Ответ:

а) 2 (меньший угол наклона → большее R)

б) R = = = 2 (Ом)

Ответ:
Нет, т. к. мультиметр в режиме омметра подает собственное напряжение, а внешний источник исказит показания.

Ответы для самопроверки:

а) Уменьшится в 3 раза (I∼ ​)

б) U = I⋅R = 0,3⋅20 = 6 (В)

в) При нагреве сопротивление нити растет, зависимость становится нелинейной.

БЛОК 5. Подведение итогов, домашнее задание

Вывод:

• Если вы правильно решили базовые задачи, вы понимаете закон Ома.

• Если справились с анализом цепей и графиками, можете применять знания на практике.

• Если объяснили нестандартные ситуации, вы глубоко разобрались в теме.

Рекомендации:

• Если есть ошибки, повторите:

  • Формулу I = ​ и ее преобразования.

  • Влияние последовательного/параллельного подключения.

  • Причины отклонений от закона Ома (нагрев, нелинейные элементы).

Попробуйте придумать свои задачи на закон Ома из жизни (электроприборы, автомобильная электроника и т. д.)!

Этап 5.1. Рефлексия

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Подведем итог нашего урока:

- Между какими величинами устанавливает зависимость закон Ома?

- В какой формуле выражена эта взаимозависимость?

Давайте попробуем сочинить синквейн со словосочетанием «Закон Ома»

Между силой тока, напряжением и сопротивлением.

I =

1. Существительное (тема)
   Закон Ома

2. Два прилагательных
   Основной, линейный

3. Три глагола (действия)
   Связывает, описывает, управляет

4. Фраза из 4–5 слов (суть явления)
   "Ток зависит от напряжения"

5. Синоним или эмоция (резюме)
   Основа электротехник

Этап 5.2. Домашнее задание.

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Объявляет домашнее задание, дает четкие инструкции, предлагает выбрать уровень сложности задания.

Домашнее задание будет дифференцированным:

Изучить § 38, решить упражнение 30 (1, 4)

Для желающих знать больше! Ответить на вопрос: почему вблизи оборванного провода высокого напряжения, соприкасающегося с землей, рекомендуется стоять на одной ноге и удаляться либо прыжками на одной ноге, или «черепашьим шагом» - очень мелким?

Записывают задание в дневники. Задают вопросы для уточнения задания, если необходимо.