Електрична напруга. Вольтметр. Одиниці напруги.

Тема: Електрична напруга. Одиниця напруги. Вольтметр.

Мета:

• Навчальна: Сформувати в учнів уявлення про електричну напругу як фізичну величину, що характеризує електричне поле; ознайомити з одиницею вимірювання напруги – вольтом та приладом для її вимірювання – вольтметром; навчити учнів вимірювати напругу за допомогою вольтметра.
• Розвивальна: Розвивати логічне мислення, вміння аналізувати та порівнювати, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки; формувати експериментальні навички.
• Виховна: Виховувати інтерес до фізики, культуру праці, точність та акуратність під час виконання експериментів.

Тип уроку: Урок засвоєння нових знань.

Обладнання:

• Джерело струму (батарейка, акумулятор).
• Лампочка на підставці.
• З’єднувальні проводи.
• Вольтметр.
• Ключ (вимикач).
• Презентація (за наявності).
• Роздаткові матеріали (картки з завданнями).

Хід уроку:

I. Організаційний момент (2 хв)

• Привітання з учнями.
• Перевірка готовності до уроку.

II. Актуалізація опорних знань (5 хв)

• Фронтальне опитування:
  • Що таке електричний струм? (Направлений рух заряджених частинок.)
  • Які умови необхідні для існування електричного струму? (Наявність вільних заряджених частинок та електричного поля.)
  • Що таке джерело струму? (Пристрій, що створює та підтримує електричне поле.)
  • Які види джерел струму ви знаєте? (Гальванічні елементи, акумулятори, генератори.)

III. Мотивація навчальної діяльності (3 хв)

• Створення проблемної ситуації: Демонстрація електричного кола з лампочкою. Питання до учнів: Чому лампочка світиться? Що змушує електричний струм рухатися по колу? Яка величина характеризує силу, з якою електричне поле діє на заряджені частинки?
• Повідомлення теми та мети уроку.

IV. Вивчення нового матеріалу (20 хв)

1. Поняття електричної напруги:
   • Пояснення вчителя з використанням аналогії з водою, що тече з різної висоти. (Чим більша різниця висот, тим сильніший напір води. Аналогічно, чим більша напруга, тим сильніше електричне поле діє на заряджені частинки.)
   • Формулювання визначення електричної напруги: Електрична напруга – це фізична величина, що характеризує роботу, яку виконує електричне поле під час переміщення одиничного позитивного заряду між двома точками електричного кола.
   • Запис формули: U = A/q, де U – напруга, A – робота, q – електричний заряд.
2. Одиниця вимірювання напруги:
   • Повідомлення про одиницю вимірювання напруги – вольт (В), названу на честь італійського вченого Алессандро Вольта.
   • Пояснення значення 1 вольта: 1 В – це така напруга, за якої електричне поле виконує роботу 1 джоуль при переміщенні заряду 1 кулон.
3. Вольтметр:
   • Ознайомлення з приладом для вимірювання напруги – вольтметром.
   • Демонстрація зовнішнього вигляду вольтметра та його умовного позначення на електричних схемах.
   • Пояснення правил підключення вольтметра в електричне коло: вольтметр підключається паралельно до тієї ділянки кола, напругу на якій потрібно виміряти.

V. Закріплення нового матеріалу (10 хв)

1. Демонстрація вимірювання напруги за допомогою вольтметра: Вчитель демонструє вимірювання напруги на джерелі струму та на лампочці.
2. Розв’язування задач:

• Приклад 1 : Уявімо собі дві ємності з водою, з'єднані трубкою. В одній ємності рівень води вищий, ніж в іншій. Вода буде текти з ємності з вищим рівнем в ємність з нижчим рівнем. Різниця рівнів води аналогічна електричній напрузі. Чим більша різниця рівнів, тим сильніший потік води (аналогічно більшому струму).
• Задача 1: Електричне поле, переміщуючи заряд 2 Кл між двома точками кола, виконує роботу 10 Дж. Яка напруга між цими точками?
  • Розв'язання:
    • За формулою U = A/q, де U – напруга, A – робота, q – заряд.
    • U = 10 Дж / 2 Кл = 5 В.
    • Відповідь: Напруга між точками дорівнює 5 В.
• Задача 2: Напруга на лампочці дорівнює 4,5 В. Яку роботу виконує електричне поле, переміщуючи через лампочку заряд 0,5 Кл?
  • Розв'язання:
    • З формули U = A/q випливає, що A = U * q.
    • A = 4,5 В * 0,5 Кл = 2,25 Дж.
    • Відповідь: Електричне поле виконує роботу 2,25 Дж.
• Приклад 2 (Вимірювання вольтметром): Демонстрація на дошці або за допомогою презентації схеми електричного кола з джерелом струму, лампочкою та вольтметром, підключеним паралельно до лампочки. Пояснення, як знімати показання з вольтметра. Звернути увагу на шкалу та межі вимірювання приладу.
• Задача 3: Вольтметр, підключений до ділянки кола, показує 12 В. Який заряд пройшов через цю ділянку, якщо електричне поле виконало роботу 60 Дж?
  • Розв'язання:
    • З формули U = A/q випливає, що q = A/U.
    • q = 60 Дж / 12 В = 5 Кл.
    • Відповідь: Через ділянку пройшов заряд 5 Кл.

VI. Підсумок уроку (3 хв)

• Коротке повторення основних понять уроку, акцентуючи увагу на формулі U = A/q та правилах підключення вольтметра.
• Оцінювання роботи учнів на уроці.

VII. Домашнє завдання (2 хв)

• Опрацювати відповідний параграф підручника.
• Виконати завдання з підручника, включаючи задачі на обчислення напруги, роботи та заряду.
• (Додатково) Скласти 2-3 власні задачі на тему "Електрична напруга".