Урок № 5 ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи

Урок № 5 14.04.20. Физика, 10 класс

Тема: Закон Ома для полной цепи

1. Организационный момент

2. Актуализация

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) закон Ома для полной цепи;

2) связь ЭДС с внутренним сопротивлением;

3) короткое замыкание;

4) различие между ЭДС, напряжением и разностью потенциалов.

Глоссарий по теме

Электрическая цепь – набор устройств, которые соединены проводниками, предназначенный для протекания тока.

Электродвижущая сила – это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к абсолютной величине этого заряда.

Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению:

I - сила тока, А

R – сопротивление внешнее или сопротивление нагрузки, Ом

r – внутреннее сопротивление или сопротивление источника тока, Ом

R + r – полное сопротивление электрической цепи

3. Изучение нового материала

Любые силы, которые действуют на электрически заряженные частицы, кроме сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских), называют сторонними силами. Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри всех источников тока.

Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной электродвижущей силой (ЭДС). Электродвижущая сила в замкнутом контуре - отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к заряду.

В источнике тока из-за действием сторонних сил происходит разделение зарядов. Так как они движутся, они взаимодействуют с ионами кристаллов и электролитов и отдают им часть своей энергии. Это приводит к уменьшению силы тока, таким образом, источник тока обладает сопротивлением, которое называют внутренним r.

З акон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи:

Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению

Короткое замыкание

При коротком замыкании, когда внешнее сопротивление стремится к нулю, сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением и может оказаться очень большой. И тогда провода могут расплавиться, что может привести к опасным последствиям.

Т.е. при коротком замыкании сопротивление внешнее стремится к нулю R→ 0, и в цепи резко возрастает сила тока.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ (ЗАМКНУТОЙ) ЦЕПИ

Примеры и разбор решения заданий:

1. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго:

Решение.

Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.

Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.

ЭДС определяется по формуле:

Сила тока определяется по формуле:

Сопротивление определяется по формуле:

Разность потенциалов определяется по формуле:

Правильный ответ:

2. ЭДС батарейки карманного фонарика - 3,7 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?

Если цепь содержит несколько последовательно соединённых элементов с ε₁,ε₂,ε₃ и т. д.,то полная ЭДС цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных элементов. Знак ЭДС при этом определяется в зависимости от произвольно выбранного направления обхода того участка электрической цепи, на котором включён данный источник тока.

Рассмотрим пример.

В цепи сила тока равна 2 А. Известно, что коротком замыкании. Ток становится равным 82 А. Внешнее сопротивление равно 20 Ом. Какой источник тока нужно еще подключить в эту цепь, чтобы увеличить в ней силу тока до 4 А и полную ЭДС до 90 В?

Направление обхода выберем по часовой стрелке, т.е. идем от от « - » источника к «+». Пусть это направление будет положительным, значит, если при таком условии будет двигаться наоборот от + к -, то ЭДС будет отрицательной.

.

Д\З

1.Конспект урока

2. Сделать самостоятельную работу. ПРОВЕРЯЕТСЯ