Тема урока «Закон Ома для участка цепи»,8 класс

 

Цели урока:

Образовательная: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи.

Развивающая:

• развивать умения сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;
• продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач;
• овладение основными методами естественно-научного исследования.

Воспитательная: развивать познавательный интерес к предмету, профориентация, тренировка рационального метода запоминания формул.

Задачи урока.

• Усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;

• Усвоить, что сила в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;

• Знать закон Ома для участка цепи;

• Уметь определять силу тока; напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;

• Уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;

• Уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач;

• Отрабатывать навыки проверки размерности;

• Отрабатывать навыки соотношения полученных результатов с реальными значениями величин.

Оборудование. Учебные амперметры  и вольтметры, источники тока, ключи, соединительные провода, три сопротивления (1,2,4 Ом), экран, мультимедийный проектор, компьютер.

План урока.

І. Организационный момент.

ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.

ІІІ. Изучение нового материала.

ІV. Закрепление знаний, умений, навыков.

V. Подведение итогов урока, оценка работ учащихся.

VІ. Домашнее задание.

 

 

Ход урока

І. Организационный момент.

Здравствуйте, ребята! Садитесь!!!

Электрический ток окружает нас  повсюду: освещает, согревает, помогает приготовить пищу, развлекает. Тепловые ,магнитные, химические  действия тока, без которых мы не представляем свою жизнь сегодня  зависит от силы тока. Изменяя силу тока можно управлять этими действиями .Изучая тему “электрические явления”, вы знаете на данном этапе основные величины, характеризующие электрические цепи. И уже ремонтировали или будете ремонтировать бытовые электроприборы ,проводку у себя дома,  я надеюсь может кто-то из вас выберет профессию электрика , электромонтера ,электрослесаря…А чтобы стать профессионалом своего дела, недостаточно знать только в отдельности физические величины, характеризующие электрические цепи, их надо рассматривать во взаимозависимости. Вот взаимозависимость мы и будем раскрывать сегодня на уроке.

ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.

В начале, пожалуйста, перечислите основные величины, характеризующие электрические цепи.

(Сила тока, напряжение, сопротивление).

1.Дайте небольшую характеристику каждой из этих величин, по плану:

1. Назвать величину;
2. Что характеризует данная величина?;
3. Как обозначается?;
4. В каких единицах измеряется?

1.Сила тока – характеризует электрический ток в проводнике.

 – формула для нахождения силы тока, где q-заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, t-время прохождения заряда. Единица измерения – ампер. Измеряется сила тока – амперметром.

2. Напряжение-величина, которая характеризует электрическое поле.

 – формула для нахождения напряжения, где А- работа по переносу заряда через поперечное сечение проводника, q-заряд. Единица измерения – вольт. Напряжение измеряется  вольтметром.

3. Сопротивление характеризует сам проводник, обозначается – R, единица измерения 1Ом.

Учитель: Ребята, а что вы знаете об ученых,  открывших силу тока, напряжение, сопротивление?

(Ученики приготовили сообщения об ученых физиках)

Ученики: Единицы измерения физических величин силы тока, напряжения и сопротивления, названы в честь ученых открывших их. Ампер, Вольт и Ом.

 

Андре-Мари Ампер – на его памятнике высечена надпись:  «Он был также добр и также прост, как и велик». Славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.

 

Алессандро Вольта – был рыцарем почетного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, где он выступал. Изобрел электрическую батарею, пышно названную «короной сосудов».

 

Георг Ом – немецкий физик. Опыты и теоретические доказательства были описаны им в главном труде «Гальваническая цепь, разработанная математически», вышедшем в 1827 г.

Задание №1

1. Сколько ампер в 250 мА?

А) 250 А;
Б) 25 А; 
В) 2,5 А;
Г) 0,25 А.

2. Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода,  две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на одной из лампочек.

Рис. 1

3.  Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода, две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на  двух лампочках.

Ответ: 

Рис. 2

3. Изучение нового материала

Учитель:ребята, мы повторили с вами  силу тока, напряжение и сопротивление в отдельности. Сегодня мы перед собой поставили цель: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи. Тема урока «Закон Ома для участка цепи». Видеофильм.
Обратимся к опыту:

 Инструктаж по Т.Б.!!! Осторожно! Электрический ток! Убедитесь в том, что изоляция проводников не нарушена. Не включайте цепь без разрешения учителя.  На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Оберегайте приборы от падения. Не допускайте предельных нагрузок измерительных приборов. Сначала соберите электрическую цепь, не подключая ее к источнику, проверьте правильность сборки, покажите свою работу учителю и после его разрешения подавайте напряжение от источника. Перед любыми изменениями в цепи отключайте напряжение. Если что-то неясно, нужно поднять руку.

Инструкция по исследованию зависимости силы тока от напряжения и сопротивления

Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор резисторов , реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.

Для выполнения работы соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора  и ключа. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр.

Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи. Включите ток. При помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до    В, затем до    В и до    В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.

Таблица 1.

Сопротивление участка 5 Ом

Напряжение, В

 

 

 

Сила тока, А

 

 

 

По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.

Учитель: Что вы наблюдали?

Ученики:  При увеличении напряжения в два раза, сила тока увеличилась вдвое.

Учитель: Какой вывод из этого можно сделать?

Ученики: Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах. Включите в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 1 Ом, затем 5 Ом и 10 Ом. При помощи реостата устанавливайте на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 2 В. Измеряйте при этом силу тока, результаты записывайте в табл 2.

Таблица 2.

Постоянное напряжение на участке 2 В

Сопротивление участка, Ом

 

 

 

Сила тока, А

 

 

 

По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.

Учитель: Что вы наблюдали?

Ученики: С увеличением сопротивления сила тока уменьшается.

Учитель: Какой вывод можно сделать из этого?

Ученики: Сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Впервые к такому выводу пришёл немецкий учёный, школьный учитель Георг Симон Ом, и закон носит его имя. Кроме того, Ом открыл зависимость сопротивления проводника от его размеров. Это наша следующая тема, в старших классах вы будете изучать ещё один закон Ома.

Учитель: Используя результаты опытов, и выводы сделанные из них,  установим зависимость  силы тока, напряжения и сопротивления.

Такая запись носит название закона Ома для участка цепи.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Вспомним, что такое прямая и обратная пропорциональная зависимости.

На уроках математики вы изучали, что пропорциональность бывает прямая и обратная. Если при увеличении (уменьшении) одной величины, другая увеличивается (уменьшается) во столько же раз, то такая зависимость называется прямой пропорциональной.

Если же при увеличении (уменьшении) одной величины, другая уменьшается (увеличивается) во столько же раз, то такая зависимость называется обратной пропорциональностью. 

Встречались ли мы с  такими величинами?

Например, мы с вами изучали такие величины, как скорость, время и путь. Если увеличить скорость движения в 2 раза, то вы за определенный промежуток времени пройдете путь в 2 раза больший (прямая пропорциональная зависимость). Но увеличив скорость в 2 раза на путь от Каинлыка до Куяново, вы затратите времени в 2 раза меньше (обратная пропорциональная зависимость). Если эти зависимости изобразить наглядно, то графиком прямой пропорциональности является прямая, проходящая через начало координат, а графиком обратной пропорциональностью – гипербола.

 

Историческая справка: Этот закон открыл немецкий физик Георг Ом в  1827 году. Французские школьники изучают этот закон под именем Пуйе - французского физика, установившего этот же закон, но спустя 10 лет. 
Учитель: Для того, чтобы вам было легче запомнить формулу закона Ома можно воспользоваться следующим способом её записи. (рис. 3)  

 

Рис. 3

           ;                  ;                   U = I * R

Физическая пауза

Учитель: Прежде чем приступить к решению задач проведем физическую паузу. Представим,  что мы с вами пассажиры автобуса…

·         автобус резко трогается с места – ученики должны наклониться назад.

·         автобус тормозит – отклонится вперед.

·         автобус поворачивает направо – наклоняются влево.

·         автобус поворачивает налево – наклоняются вправо.

Учитель: Какое физическое явление вы изображали?

Ученики: Инерция – явление сохранения скорости тела, когда на это тело не действуют внешние силы.

4. Закрепление умений и навыков

Используя закон Ома для участка цепи, решим задачу.

Задача 1.

Напряжение на зажимах электрического утюга 220 В, сопротивление нагревательного элемента утюга 50 Ом. Чему равна сила тока в нагревательном элементе?

Дано:

U = 220 В
R = 50 Ом

I – ?

Решение:

Ответ: 4,4 А

Задача 2.

На рис.4  изображен график зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Определите сопротивление каждого из проводников. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?

 

Рис. 4

Учитель:  Решаем эту задачу по вариантам. Вариант 1 – находит сопротивления проводника А. Вариант 2 – находит сопротивление проводника В.

Вариант 1.

Дано:

U = 6B
I = 3A

RA –  ?

Решение:

;

Ответ: 2 Ом

Вариант 2.

Дано:

U = 4B
I = 1A

RB – ?

Решение:

;

;

Ответ: 4 Ом.

Ученики:  2 Ом < 4 Ом , значит   RA <  RB,  сопротивление проводника А меньше, чем сопротивление проводника В.   

5. Домашнее задание: п.42–44, упр.19 № 3,4

6. Подведение итогов урока, оценки работы учащихся

Учитель:  Молодцы ребята, очень хорошо потрудились, хорошо решали задачи, внимательно слушали и принимали активное участие в выводе закона Ома.