ПОСІБНИК «Використання винахідницьких задач на уроках фізики»

Про матеріал

Посібник містить розробки уроків фізики для 9 – 11 класів з використанням винахідницьких задач, як окремого випадку творчих задач. Матеріали допоможуть підвищити інтерес учнів до вивчення фізики, розвивати творчі здібності учнів та урізноманітнити традиційний урок.

Для вчителів фізики, учнів.

Перегляд файлу

КЗО «Покровська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №2» Покровської селищної ради, Дніпропетровської області

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОСІБНИК

вчителя  фізики

Кралько Яни Миколаївни

 

 

«Використання

винахідницьких задач

на уроках фізики»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    2018р


Кралько Яна Миколаївна – вчитель фізики, спеціаліст ІІ категорії, стаж роботи 17 років

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИКОРИСТАННЯ ВИНАХІДНИЦЬКИХ ЗАДАЧ НА УРОКАХ ФІЗИКИ

 

 

 

 

 

МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Посібник містить розробки уроків фізики для 9 – 11 класів з використанням винахідницьких задач, як окремого випадку творчих задач. Матеріали допоможуть підвищити інтерес учнів до вивчення фізики, розвивати творчі здібності учнів та урізноманітнити традиційний урок.

Для вчителів фізики, учнів.

 

 

 

 

 

 

вступ

 

Творчість – це діяльність, результатом якої є створення матеріальних і духовних цінностей, найвищий рівень пізнання. Це процес розв’язання завдання, стан натхнення людини – спалах його енергетичного потенціалу, який розкриває межу невідомого, виокремлює його частину і перетворює його на відоме. Розрізняють наукову творчість, художню, літературну, педагогічну та інші види.

Творчість – психологічно складний процес. У центрі його – уява, навколо неї задіяні інші психічні процеси: увага, пам’ять, мислення, які виявляються в тих знаннях, що є в людини. Уява доповнюється здібностями і вміннями, мотивами цілеспрямованої діяльності. І, безумовно, процес творчості може відбуватися лише за умови відповідного емоційного тла.

Творчість може привести до великих відкриттів, винаходів. Ті продукти діяльності, які вона створює, відзначаються новизною, оригінальністю  й унікальністю.

Ось чому важливо розвивати творчі здібності у дітей, виховувати їх нестандартно, оригінально мислячими, з творчим підходом до життєвих проблем. Тоді ми отримаємо повноцінних членів суспільства, здатних реалізувати себе в ньому.

Сформовані під час навчання у школі підходи до розв’язування нестандартних задач сприятимуть розвитку творчих здібностей людини і в більш пізні періоди її життя. Саме тому одним з найважливіших завдань середньої школи є розвиток творчих здібностей підростаючого покоління.

Очевидно, що розвивати все це можна лише під час вирішення творчих задач, до категорії яких у повній мірі можна віднести і винахідницькі задачі.

Творчі задачі, до рангу яких належать і винахідницькі задачі, можна використовувати наряду зі звичайними задачами в шкільному курсі фізики.

Винахідницькі задачі можна використовувати на уроках різного типу та на всіх етапах уроку.

В посібнику містяться уроки різного типу, на яких використано винахідницькі задачі на різних етапах проведення уроку.

Такі задачі не потребують винайдення чогось нового, а спонукають учнів до пізнавальної діяльності, пошуку і глибокого опрацювання певної теми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Електризація тіл. Електричний заряд. Два роди електричних зарядів. Дискретність електричного заряду. Закон збереження електричного заряду. Електрон.

Мета:

навчальна: ознайомлення з поняттям електризації, електричного заряду та його видами, взаємодією заряджених тіл, будовою та функціями електроскопа.

розвиваюча: розвивати логічне мислення та творчі здібності; уяву та пам’ять, пізнавальний інтерес.

виховна: виховувати спостережливість; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: папір, ручка, ебонітова паличка, скляна паличка, шовк, хутро.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Повідомлення нового матеріалу
  1. Історія розвитку електрики.
  2. Електризація тіл.
  3. Роди зарядів.
  4. Електроскоп, електрометр.
  5. Дискретність електричного заряду.
  6. Електрон.
  7. Використання статичної електрики в побуті та техніці.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

1. Вітання.

 

2. Фізика — слово дзвінке і разюче;

В ньому — хмаринка і сонце палюче,

Все, що літає, дзвенить і блищить,

Плаває в водах, холоне, кипить.

Все, що навколо, при чому живемо,

Словом «природа» ми за звичкою звемо.

Знати природу і вміти в ній жити

Фізика вчить нас. її нам хвалити.

Так, на голову нашу звалився предмет,

Що має чимало хороших прикмет:

Доступні закони, задачі ясні,

Хоч часом від них, як в жахливому сні.

 

II. Актуалізація опорних знань

Створити та заповнити таблицю «Фізичні явища».

Фізичні явища

Механічні

Теплові

Електричні

Магнітні

Світлові

Атомні і ядерні

Приклади

Рух тіл

Танення льоду, нагрівання

Взаємодія наелектризованих тіл, блискавка

Взаємодія магнітів

Свічення тіл

Поділ ядер

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

Давні греки дуже полюбляли прикраси з бурштину, вони назвали його за колір та блиск «електроном», що означає «сонячний камінь».

Здатність бурштину електризуватися була відома давно. Вперше дослідженням цього явища зайнявся відомий філософ Фалес Мілетський. Як розповідається в легенді, дочка Фалеса пряла вовну бурштиновим веретеном, що було виготовлено фінікійськими майстрами. Одного разу веретено випадково впало у воду, дівчина почала витирати його краєм свого вовняного хітона і помітила, що до веретена пристало кілька шерстинок. Вона по­думала, що вони прилипли до веретена, тому що воно ще вологе, і продовжувала витирати його ще краще. На її подив, шерстинок налипало ще більше. Дівчина звернулася за поясненням до свого батька.

Давайте спробуємо зробити аналогічний експеримент:

Візьміть клаптик паперу, відірвіть від нього невеличкий шматок, а потім порвіть його ще на маленькі шматочки. Тепер візьмемо ручку, потремо її об папір, а потім наблизимо до клаптиків, які ми щойно приготували. Що ви спостерігаєте? Чому? Як це можна пояснити? На сьогоднішньому уроці ми з вами розпочнемо знайомство з явищем електризації тіл.

 

ІV. Повідомлення нового матеріалу

1. Історія розвитку електростатики

Ще в глибоку давнину було відомо (VI ст. до н.е. грецький учений Фалес Мілетський), що бурштин, потертий об хутро, набуває здатності притягувати легкі предмети. Наприкінці XVI ст. англійський учений У. Гільберт (1544 –1603), вивчаючи це явище, виявив, що аналогічна властивість притаманна й іншим речовинам. Тіла, здатні після натирання притягувати легкі предмети, він назвав наелектризованими, оскільки грецькою мовою бурштин називається електроном. Звідси пішла назва цілої галузі фізики – електрика.

Першу електричну машину в 1650 р. побудував німецький учений Отто Геріке. Спочатку він виготовив із сірки велику кулю. Натираючи рукою кулю, Геріке спостерігав притягання до неї легеньких предметів. За допомогою цієї машини він зробив багато дослідів, але пояснення для спостережуваного не знайшов.

 

2. Електризація тіл

Під час тертя електризуються обидва тіла. Тіла заряджаються не лише у разі натирання одних тіл іншими, а й під час взаємодії різнорідних тіл та безпосереднього контакту. Але при натиранні контакт між тілами щільніший і вони заряджаються сильніше, що легше виявити під час дослідів.

Усі заряджені тіла притягують до себе інші тіла, які не були зарядженими.

Проведемо дослід: зарядимо натиранням об хутро ебонітову паличку і підвісимо її на нитці. Якщо тепер піднести таку саму заряджену ебонітову паличку, то заряджені палички відштовхуватимуться. Якщо ж піднести скляну паличку, потерту об шовк, то палички будуть притягуватися одна до одної.

Висновок: однаково заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно заряджені — притягуються.

 

3. Роди зарядів

Французький дослідник Шарль Дюфе в 1730 p., вивчаючи взаємодію наелектризованих тіл, помітив, що в одних випадках наелектризовані тіла відштовхуються, а в інших притягуються. Дюфе пояснив це явище тим, що існують два типи зарядів – «скляні» і «смоляні». Більш вдале позначення двох типів зарядів, що збереглося й до наших днів, у 1778 р. дав відомий американський фізик і політичний діяч Бенджамін Франклін. «Скляні» заряди він назвав позитивними, а «смоляні» – негативними.

Домовилися, що тіло позитивно заряджене, якщо воно набуває заряду такого ж виду, як і скло, потерте шовком або шкірою. Якщо ж тіло під час електризації набуває такого ж заряду, як бурштин, натертий об хутро, то кажуть, що воно має негативний заряд. Зрозуміло, що вказана назва заряду умовна і не визначає якоїсь переваги одного заряду над іншим. Позитивні заряди позначають знаком «+», а негативні — «-».

Під час електризації тіл за допомогою тертя завжди заряджаються обидва тіла (наприклад, скло і шовк). Причому одне з них набуває позитивного заряду, а інше – негативного. Якщо до електризації обидва тіла не були заряджені, то після тертя величина позитивного заряду одного тіла є такою самою, як негативний заряд іншого тіла.

Електризація — надання тілу електричного заряду.

Під час електризації заряди не створюються, а тільки розділяються. При цьому електризуються обидва тіла, здобуваючи заряди протилежних знаків.

Електричний заряд — фізична величина, що визначає інтенсивність електричної взаємодії.

Одиницею заряду в СІ є 1 кулон (1 Кл). Це дуже велика величина заряду. Як правило, заряджені тіла мають значно менший заряд. Електричний заряд позначають літерою q.

 

4. Електроскоп, електрометр

Вивчення заряджених тіл та дослідження їхніх властивостей неможливе без вимірювальних приладів. Одним із перших вимірювальних приладів, що дали змогу якісно вивчати процеси зарядження тіл, є електроскоп (від грецьких слів: електрон і скопео – спостерігати, виявляти). Розгляньте електроскоп. Давайте з'ясуємо, з чого він складається (учні називають, якщо необхідно, вчитель коригує).

Піднесемо до електроскопа заряджене тіло і поспостерігаємо, як він працює. Поясніть принцип роботи електроскопа.

(Учні дають свої відповіді)

Для кількісної оцінки величини електричного заряду застосовують різновид електроскопа – електрометр.

Він відрізняється від електроскопа тим, що замість паперових смужок у ньому знаходиться металева стрілка. Вперше електрометр був побудований 1745 р. російським академіком Г. В. Ріхманом, другом М. В. Ломоносова.

(Продемонструвати дію електроскопа)

Поясніть принцип його роботи.

 

5. Дискретність електричного заряду

Проведемо дослід. Зарядимо один із електрометрів (або електроскопів), позитивно або негативно, а інший залишимо незарядженим. Відмітимо покази стрілки електрометра. Тепер з'єднаємо стрижні обох електрометрів за допомогою металевого провідника, закріпленого на ручці з діелектрика. Що ви спостерігаєте? Як розділився заряд? Чи всі побачили, що він розділився порівну?

 

 

Тепер, роз'єднавши електрометри, торкнемося одного з них рукою. Що ви спостерігаєте? Чому? З'єднаємо знову заряджений електрометр із незарядженим – знову заряд поділиться на дві рівні частини. Так можна й далі поділяти заряди між електрометрами на дрібніші.

 

6. Електрон

Чи довго можна таким чином ділити електричний заряд? Щоб відповісти на це запитання, видатні учені Роберт Міллікен та А. Ф. Йоффе провели низку дослідів. Йоффе встановив важливу закономірність: заряд порошинок змінювався лише у ціле число разів від якогось найменшого його значення.

На підставі цього він зробив висновок, що в природі існує така частинка, яка має найменший заряд, і цей заряд уже не поділяється. Цю частинку назвали електроном.

Значення заряду електрона визначив Роберт Міллікен. (Цікава інформація: він був відомий своєю балакучістю. Його співробітники жартома запропонували ввести нову одиницю «кен» для вимірювання балакучості. Її тисячна доля повинна була перевищувати балакучість середньої людини.)

За одиницю електричного заряду прийнятий один Кулон (1 Кл).

Міллікен встановив, що електрон має негативний заряд – 1,6 ∙10-19 Кл, який є невід'ємною його властивістю. Маса електрона дорівнює 9,1∙10-31 кг, що менше від найменшої з усіх молекул – молекули водню – в 3700 разів.

 

7. Використання статичної електрики в побуті та техніці

  • для лікування органів дихання спеціальними електроаерозолями;
  • для очищення повітря від пилу й сажі за допомогою електростатичних фільтрів;
  • в електрокопіювальних пристроях (наприклад, у ксероксі);
  • для фарбування тканин у фарбувальнях;
  • для копчення риби на спеціалізованих комбінатах.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Задачі (винахідницького характеру):

  1. Маючи ебонітову паличку й хутро, перевірити, чи заряджені і якими за знаком зарядами дві гільзи з фольги, підвішені на нитці.
  2. Як за допомогою електроскопа визначити знак заряду, отриманого на дерев’яній лінійці, потертій об хутро?

Розрахункова задача

Визначити, як зміниться маса скляної палички, якщо під час електризації вона отримала позитивний заряд 8·10-5 Кл?

Дано

q=8·10-5 Кл

e=1,6·10-14 Кл

me=9,1·10-31 кг

Розв’язання

Визначимо кількість електронів, які втратила паличка, коли отримала позитивний заряд:

         

Визначимо масу електронів, які втратила паличка, коли набула позитивний заряд:

Отже, оскільки скляна паличка під час електризації отримала позитивний заряд, то її маса зменшилася на величину маси втрачених електронів, тобто на 4,6·10-16 кг.

Відповідь: маса зменшилася на 4,6·10-16 кг.

m - ?

 

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. На цьому уроці ми дізналися ...
  2. На цьому уроці ми навчилися ...
  3. На цьому уроці ми найцікавішим було ...

 

VIІ. Завдання додому.

  1. Опрацювати відповідний параграф підручника.
  2. Розв’язати задачу (винахідницька).

Запропонуйте проект установки, що дозволяє за допомогою електричного поля здійснити уловлювання пилу, диму або економію фарби за нанесення її розпилювачем на металеві поверхні.

 

 

 

 

 

Тема: Будова атома. Іон. Ізотопи. Закон збереження електричного заряду. Електризація тіл і будова атома.

Мета:

навчальна: ознайомлення з будовою атома та атомного ядра, поняттям іона та його видами, ізотопами.

розвиваюча: розвивати логічне мислення та творчі здібності; уяву та пам’ять, пізнавальний інтерес.

виховна: виховувати спостережливість, вміння налаштовувати себе на успіх; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: папір, ручка, ебонітова паличка, скляна паличка, шовк, хутро.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.                     Організаційний етап.
  2.                  Актуалізація опорних знань.
  3.              Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.               Повідомлення нового матеріалу
  1.          Будова атома.
  2.          Іони. Ізотопи.
  3.          Закон збереження електричного заряду.
  4.          Громовідвід.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1. Заслуховування результатів розв’язання винахідницької задачі з домашнього завдання.

 

2. Фронтальне опитування

  • Яке походження слова «електрика»?
  • Як можна наелектризувати тіло?
  • Як показати, що під час дотику електризуються обидва тіла?
  • Як передати електричний заряд від одного тіла до іншого?
  • Які два типи електричних зарядів існують у природі? Як їх називають?
  • Як взаємодіють тіла, що мають заряди одного знака? Різних знаків?

 

3. (винахідницького характеру) Як за допомогою електроскопа визначити знак невідомого заряду?

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

На попередньому уроці ми з вами ознайомилися з процесом електризації. Яким чином можна наелектризувати пластмасову ручку? (Під час тертя, наприклад, об папір.)

До тертя ручки об папір ні ручка, ні на папір не були зарядженими, інакше б ручка і без тертя притягувала легенькі предмети. А після тертя з'явився заряд, причому на обох тілах. Звідки ж він береться? Висуньте свої гіпотези. А наприкінці уроку з'ясуємо, чия гіпотеза знайде підтвердження.

 

ІV. Повідомлення нового матеріалу

1. Будова атома

Ще давньогрецький філософ Левкіпп (500– 440 pp. до н.е.) стверджував, що матеріальний світ складається з найдрібніших частинок і порожнечі, тобто всі речовини не є суцільними. Також давньогрецький філософ Демокріт назвав найдрібніші частинки речовини атомами, що в перекладі з грецької означає «неподільні». Він вважав, що атоми різних речовин мають різні розміри, форму та властивості, неперервно рухаються. Але погляди давніх атомістів були лише здогадками, оскільки на той час не могли бути підтверджені дослідами.

Лише в 1897–1898 pp. було встановлено, що атоми не є неподільними, а мають складну будову. На початку XX ст. англійський фізик Ернест Резерфорд зі співробітниками провів досліди з розсіювання позитивно заряджених частинок під час їхнього проходження через дуже тонку золоту фольгу. Досліди дали можливість Резерфорду зробити висновок: у центрі атома є досить важка позитивно заряджена частинка – ядро атома. На значній відстані від ядра (порівняно з його розмірами) по певних орбітах рухаються електрони.

Своєю будовою атом нагадує нашу Сонячну систему. Подібно до того, як планети, притягуючись до Сонця, рухаються навколо нього, так і електрони в атомі рухаються навколо ядра, утримуючись силами притягання до нього.

Відстані між ядром і електронами дуже великі порівняно з розмірами цих частинок. Якби весь атом збільшився так, щоб ядро набуло розміру монети вартістю 10 копійок, то відстань між ядром і електронами дорівнювала б цілому кілометру. Підрахували, що коли б усі електрони щільно прилягали до ядер, тобто не було б внутрішньоатомних проміжків, то об'єм тіла дорослої людини дорівнював би одній мільйонній частині кубічного міліметра.

Заряд ядра дорівнює абсолютному значенню заряду всіх електронів, які є в атомі. Але заряд електронів негативний, тому весь атом загалом не має заряду, тобто нейтральний. Таке уявлення про будову атома, запропоноване Резерфордом, назвали ядерною моделлю будови атома.

Атоми різних елементів у звичайному стані відрізняються один від одного кількістю електронів, які рухаються навколо ядра. Так, в атомі водню навколо ядра рухається один електрон, в атомі гелію – два електрони. Є атоми і з більшою кількістю електронів.

Головною характеристикою певного хімічного елемента є не кількість електронів, а заряд ядра. Річ у тім, що електрони можуть іноді відриватися від атома, тоді загальний заряд в атомі змінюється.

Оскільки заряд ядра дорівнює за абсолютним значенням загальному заряду електронів атома, можна припустити, що ядро складається з позитивно заряджених частинок. Їх назвали протонами. Кожен протон має масу в 1840 разів більшу, ніж маса електрона, заряд протона позитивний і за абсолютним значенням дорівнює заряду електрона.

Вчені виявили, що крім протонів, у ядрі атомів є ще й нейтральні частинки (вони не мають заряду), які дістали назву нейтронів. Маса нейтрона трохи більша від маси протона.

Отже, будова атома:  це ядро та електрони. А ядро містить нейтрони та протони.

Розмір атома порядку 10-10 м.

Кількість електронів, протонів та нейтронів в атомі можна знайти за допомогою таблиці «Періодична система елементів Д. І. Менделєєва». (Навести приклади.)

 

2. Іони. Ізотопи.

Існують атоми, які мають однакову кількість протонів у ядрі, але різну кількість нейтронів. Це так звані ізотопи.

Атом є електрично нейтральним, тобто кількість електронів і протонів у нього однакова. Атом може втратити один або кілька електронів, тоді він набуває позитивного заряду і його називають позитивним іоном. Коли ж до нейтрального атома приєднуються зайві електрони, то він стає негативним іоном.

Йони можуть утворюватися і під час розпаду молекул. Так, під час розчинення молекул кухонної солі у воді частина молекул розпадається на позитивно заряджені іони Натрію і негативно заряджені іони Хлору. При взаємодії такі іони можуть знову об'єднуватися у нейтральні молекули.

 

3. Закон збереження електричного заряду

Ми вже знаємо, що від дотику двох різнорідних тіл вони електризуються. Отже, електричні заряди можуть передаватися від одного тіла до іншого. Якщо розглянути систему, в яку не входять ззовні та із якої не виходять назовні заряджені частинки (така система називається замкнутою), то для неї справедливий

Закон збереження електричного заряду:

алгебраїчна сума зарядів усіх частинок лишається незмінною.

Не може ніде і ніколи виникнути чи зникнути електричний заряд одного знака. Виникнення позитивного електричного заряду завжди супроводжується появою такого самого за значенням негативного електричного заряду. Під час дотику різнойменно заряджених тіл надмірна кількість електронів переходить від негативно зарядженого тіла до тіла, в якого частина атомів мала недостатню кількість електронів на своїх оболонках.

Цей закон вперше сформульований американським фізиком Б. Франкліном (1706–1790) в 1747 p., його експериментально обґрунтував англійський фізик М. Фарадей (1791—1867) в 1843 р.

 

4. Громовідвід

1780 рік. Невеличке містечко Сент-Оморе у Франції. Один із мешканців установив на своєму будинку громовідвід. Його сусіди були так налякані і збентежені цим фактом, що відкрили судову справу проти власника громовідводу. Процес затягся на 4 роки і привернув увагу громадськості. Цікаво, що захисником на суді виступив М. Робесп'єр, у той час ще молодий адвокат. Одним із експертів з боку позивача був Марат, відомий учений і публіцист, а пізніше видатний діяч французької революції. Марат вважав громовідвід небезпечним і був проти його встановлення. Після тривалої боротьби М. Робесп'єр виграв цей процес.

Для чого використовують громовідвід?

Як він працює?

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Задачі.

1. Дві легкі однакові незаряджені металеві пластинки, підвішені на вертикальних шовкових нитках, торкаються одна одної. Пластинкам передають, додаткових електронів 9,6·1012. Який заряд за знаком і значенням одержує кожна пластинка? Як поводитимуться пластинки після одержання заряду?

2. Чим відрізняється простір навколо наелектризованого тіла від простору, що оточує ненаелектризоване тіло?

3. У ядрі атома карбону є 12 частинок. Навколо ядра рухаються 6 електронів. Скільки в ядрі цього атома протонів і нейтронів?

 

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

Інтерактивна вправа «Похвали себе сам за те, що ...»

Учні по черзі хвалять себе за те, чого вони навчилися на уроці.

 

VIІ. Завдання додому.

1. Опрацювати відповідний параграф підручника.

2. Розв’язати задачі.

1. Заряд тіла дорівнює 6,4·10-10 Кл. якій кількості електронів відповідає цей заряд?

2. (винахідницького характеру) Наелектризуйте одну гумову кульку об газету, другу – об вовняну тканину. Спробуйте потягнути одну кульку. Що відбувається?

 

 

 

 

 

Тема: Електричне поле. Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона.

Мета:

навчальна: ознайомлення з поняттям електричного поля, його силовою характеристикою, його проявами; змістом, математичним записом закону Кулона та межами його застосування.

розвиваюча: розвивати логічне мислення та творчі здібності; уяву та пам’ять, пізнавальний інтерес.

виховна: виховувати спостережливість, вміння запобігати негативному впливу електричних полів на організм; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: презентація до теми, картки для вправ «Електрон» «Дешифрувальник».

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.           Організаційний етап.
  2.        Актуалізація опорних знань.
  3.    Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.     Повідомлення нового матеріалу
  1.               Електричне поле.
  2.               Напруженість електричного поля.
  3.               Закон Кулона.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань.

На картках написати літери слова «електрон», а на зворотному боці слід записати завдання. Картки розклеїти на дошці в хаотичному порядку. Учні повинні з літер скласти слово, а потім по черзі, виходячи до дошки, виконати відповідне завдання, записане на картках.

Завдання

Е — Дві однакові маленькі кульки мають відповідно заряди 5 нКл і -3 нКл. Визначте заряд кожної кульки після їх дотику.

Л — Опишіть будову атомів Карбону, Берилію, Літію.

Е — Планета Земля має заряд – -105 Кл. Визначте кількість надлишкових електронів, яку має Земля.

К — На що перетворюється атом у результаті таких процесів: а) атом втрачає електрон; б) атом отримує електрон?

Т — При дотиканні гладеньких пластинок А і Б перша з них набула позитивного заряду 4,8 10-8 Кл. Якого заряду набула пластинка Б? Наскільки змі­нилася маса кожної з пластинок?

Р — Чи можна одержати заряд, який дорівнює 10-20 Кл? Поясніть свою відповідь.

О — Що має більшу масу: атом літію чи позитивний іон літію? Атом хлору чи негативний іон хлору?

Н — Вкажіть заряд та масу електрона.

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

На попередніх уроках ми з вами з'ясували, що заряджені тіла здатні взаємодіяти: різнойменні притягуються, однойменні відштовхуються. На сьогоднішньому уроці ми з вами ознайомимося із законом, що характеризує взаємодію заряджених тіл. Чий цей закон, вам допоможе розшифрувати вправа «Дешифрувальник». (Картки розміщені на дошці.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На дошці записуємо код слова, яке треба розшифрувати: 464551.

Відповідь: Кулона.

Його іменем названа одиниця електричного заряду — це французький фізик та інженер Шарль Огюстен Кулон. За наукову працю, присвячену розрахунку архітектурних конструкцій, у 1774 р. він був обраний членом-кореспондентом Паризької Академії наук. Кулон займався також дослідженням сил тертя. Формула визначення сили тертя, яку зараз вивчають у школах, була запропонована саме ним. Учений зацікавився електричними силами притягання і відштовхування. У Парижі він сконструював крутильні терези, за допомогою яких установив основний закон електростатики, названий його ім'ям. Після революційних подій 1789 р. Кулон припинив наукові дослідження і зайнявся реформами освіти у Франції.

Також ми дізнаємося, що навколо заряджених тіл існує особливий вид матерії, який вам відомий ще з 7 класу, завдяки якому тіла можуть взаємодіяти.

 

ІV. Повідомлення нового матеріалу

1. Електричне поле

Заряджені тіла взаємодіють один з одним на відстані, причому така взаємодія відбувається не лише тоді, коли між тілами є повітря чи будь-яка речовина, а й між тілами у вакуумі Видатні англійські вчені Фарадей і Максвелл установили, що в просторі навколо заряджених тіл чи частинок існує електричне поле.

Електричне поле це особливий вид матерії, що існує навколо заряджених тіл або частинок і діє з деякою силою на інші частинки або тіла, які мають електричний заряд.

Про існування електричного поля можна робити висновок з його впливу.

Поле, створене нерухомими електричними зарядами, називається електростатичним.

Основні властивості електростатичного поля:

  • Створюється нерухомими зарядами.
  • Виявляється за дією на нерухомі заряди.
  • Існує навколо заряджених тіл.

Сила, з якою електричне поле діє на внесене в нього заряджене тіло чи частинку, називається електричною силою. З дослідів було зроблено висновок, що ця сила зменшується зі збільшенням відстані між тілами, котрі взаємодіють. Тобто, дія електричного поля поблизу заряджених тіл сильніша, а на відстані від них - слабша.

 

2. Напруженість електричного поля

Кожне середовище характеризується своєю силовою характеристикою. Поля також мають такі характеристики.

Силовою характеристикою електричного поля є напруженість.

Напруженість – це фізична величина, яка дорівнює відношенню сили, з якою поле діє на заряд, до величини цього заряду .

Позначається напруженість буквою Е:      .

Одиницею вимірювання напруженості в системі СІ є ньютон на кулон (Н/Кл).

Напруженість електричного поля, як і сила, є величиною векторною. Напрям напруженості збігається з напрямом сили, що діє в цьому полі на позитивний заряд.

 

3.Закон Кулона

Закон Кулона – один із основних законів електростатики, який визначає величину та напрям сили взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами. Експериментально із задовільною точністю цей закон був уперше доведений Генрі Кавендішем у 1773 p., який використовував метод сферичного конденсатора, але його роботи не були опубліковані У 1785 р. закон був установлений Шарлем Кулоном за допомогою спеціальних крутильних терезів.

У скляній банці з нанесеними посередині поділками на дуже тонкій срібній дротині підвішено легку, добре ізольовану стрілку-коромисло, на одному з кінців якої є маленька кулька, а на іншому – противага. Верхній кінець срібної дротини-нитки закріплений на обертовій голівці приладу, кут повороту якої можна точно відрахувати. Всередині приладу вміщено іншу кульку такого самого розміру, як і на коромислі; вона нерухомо закріплена на ніжці. Шкала на скляному циліндрі дає змогу визначити відстань між кульками у різних їх положеннях, а скляна банка захищає коромисло від руху повітря в ній.

Змінюючи значення заряду кульок і відстань між центрами цих кульок, Ш. Кулон установив, що:

сила F взаємодії двох нерухомих точкових зарядів q1 і q2 прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані r між ними:

,

де = 9∙109 м2Н/Кл2.

Закон Кулона в такій формі справедливий тільки при взаємодії точкових електричних  зарядів, тобто таких заряджених тіл, розмірами яких можна знехтувати порівняно з відстанню між ними. Крім того, він виражає силу взаємодії між нерухомими електричними зарядами у вакуумі.

Сила взаємодії напрямлена вздовж прямої, що з'єднує заряди, причому однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються.

Якщо заряди взаємодіють не лише у вакуумі або повітрі, але й у інших середовищах (гасі, воді тощо), то сила взаємодії тоді зменшується і обчислюється: , де ε – діелектрична проникність середовища. Ця величина є безрозмірною і завжди більша одиниці. Її визначали експериментально і ці дані є табличними.

 

Речовина

ε

Вакуум

Повітря

Вода

Гас, парафін

Слюда, текстоліт

Ебоніт

Скло

Спирт

Парафіновий папір

1

1,0006

81

2

7

2,6

5-10

27

2,2

 

  1.             Закріплення нового матеріалу
  1. У полі негативно зарядженої кулі перебуває позитивно заряджена порошинка. Чи діє поле порошинки на кулю?
  2. Як напрямлена сила, яка діє на порошинку з боку поля, створюваного кулею? Як напрямлена сила, яка діє на кулю з боку поля порошинки?
  3. Чи будуть порошинка та куля взаємодіяти на Місяці, де відсутня атмосфера?
  4. У полі позитивно зарядженої кулі перебувають дві заряджені порошинки (q1 – позитивно заряджена, q2 – негативно заяряджена), причому .
  5. Чи однакові сили діють на ці заряди з боку поля кулі. Відповідь поясніть.

 

  1. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.
  1.          Що нового ви дізналися на уроці?
  2.     Чи знадобляться вам здобуті знання і де?
  3.     Чи цікавим був урок?

 

VIІ. Завдання додому.

  1. Опрацювати відповідний параграф підручника.
  2. Розв’язати задачу

1) визначте силу взаємодії двох електронів, розміщених на відстані 2 мкм.

2) два тіла, що мали заряди 9,3 нКл та   -1,3 нКл, доторкнули і розвели на відстань 2 см. Визначте силу і характер взаємодії між зарядженими тілами після дотику.

 

 

 

 

 

Тема: Лабораторна робота № 1 «Дослідження взаємодії заряджених тіл».

Мета:

навчальна: дослідження взаємодії заряджених тіл.

розвиваюча: розвивати логічне мислення та експериментальні здібності, пізнавальний інтерес.

виховна: виховувати спостережливість, самостійність та самоконтроль; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: лабораторні зошити,

 

Тип уроку: формування вмінь та навичок.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.         Формування вмінь та навичок
  1.               Інструктаж з техніки безпеки
  2.               Виконання лабораторної роботи.
  3.               Висновок до лабораторної роботи.
  4.               Контрольні питання.

V. Узагальнення знань.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Вправа «Мікрофон»

  1. На якому досліді можна перевірити подільність електричного заряду?
  2. Чи можна зменшувати заряд нескінченно?
  3. Який заряд називають елементарний?
  4. Якою є будова атома?
  5. Чим відрізняються атоми різних хімічних елементів один від одного?
  6. У ядрі атома вуглецю 12 частинок. Навколо ядра атома рухаються 6 електронів. Скільки в атомі протонів і нейтронів?
  7. Від атома гелію відокремився один електрон. Як називається частинка, що утворилася? Який її заряд?

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

На попередніх уроках ми ознайомилися з явищем електризації, взаємодією заряджених тіл, зарядженими частинками (електрон, протон), будовою атома та законом Кулона, за допомогою якого можна визначити силу, що діє між зарядженими частинками під час їх взаємодії. Сьогодні ми проведемо ряд досліджень для експериментального підтвердження теоретичних знань про взаємодію заряджених тіл.

 

ІV. Формування вмінь та навичок

1. Інструктаж з техніки безпеки

2. Виконання лабораторної роботи за лабораторними зошитами для 9 класу Потапова Т. В., Рев`якіна   .

3. Висновок до лабораторної роботи.

4. Контрольні питання до лабораторної роботи за лабораторними зошитами для 9 класу Потапова Т. В., Рев`якіна   .

 

  1.   Узагальнення знань.

Якісні задачі (винахідницького характеру)

1. Як за допомогою негативно зарядженої металевої кульки зарядити позитивно іншу таку саму кульку, не змінюючи заряд першої кульки?

Розв`язання:

Можна піднести заряджену кульку до незарядженої й торкнутися до неї пальцем (на короткий час заземлити). У результаті цього кулька отримає позитивний заряд. Заряд першої кульки залишиться незмінним.

2. Як за допомогою негативно зарядженої металевої кульки зарядити негативно іншу таку саму кульку, не змінюючи заряду першої кульки?

Розв`язання:

Спочатку слід одержати позитивний заряд на якомусь провіднику (попередня задача). Потім піднести цей провідник до незарядженої кульки і, торкнувшись до неї пальцем, на короткий час заземлити.

 

Розрахункові задачі

1. Електроскоп дістав заряд, що дорівнює 8·10-11 Кл. Якому числу електронів відповідає цей заряд?

2. Два точкових електричних заряди знаходяться у вакуумі на відстані 2 м один від одного і взаємодіють із силою 9 ГН.   Один  із зарядів 1 Кл, яким  є другий заряд? (4 Кл)

 

 

  1. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

Вправа «Моє відкриття на сьогодні»

Учні пишуть у зошитах своє відкриття, яке вони зробили на сьогоднішньому уроці.

 

VIІ. Завдання додому.

  1. Повторити тему «Електричне поле».
  2. Підготуватися до контрольної роботи.
  3. Розв’язати задачу

На одній кульці бракує 5000 електронів, а на іншій 9000 зайвих. Які заряди мають кульки? З якою силою взаємодіють ці кульки, якщо вони розміщені у вакуумі на відстані 3 см? Кульки з'єднали провідником. Які заряди мають кульки після з'єднання? Скільки зайвих електронів на кожній кульці після з'єднання?

 

 

 

 

 

Тема: Електричний струм. Дії електричного струму.

Мета:

навчальна: ознайомлення з поняттям електричного струму як напрямленого руху заряджених частинок, з діями електричного струму;

розвиваюча: розвивати логічне мислення та творчі здібності; уяву та пам’ять.

виховна: виховувати спостережливість; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: металеві провідники, джерело струму, вимикач, магнітна стрілка, цвях, з'єднувальні провідники.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2.               Актуалізація опорних знань.
  3.           Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.            Повідомлення нового матеріалу
  1.               Поняття електричного струму.
  2.               Теплова дія струму.
  3.               Хімічна дія струму.
  4.               Магнітна дія струму.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

Тестова робота

1. Заряд, який виникає на ебонітовій паличці під час натирання хутром, називається:

а) позитивним;

б) негативним;

в) нейтральним.

2. Однойменно заряджені тіла:

а) притягуються;

б) відштовхуються;

в) не взаємодіють.

3. Заряд електрона дорівнює:

а) 1,6·10-19 Кл;

б) -1,6·10-19 Кл;

в) -1,6·1019 Кл.

4. Установіть відповідність:


1) якщо від атома відірвати один електрон, він стає …

2) якщо атом приєднав один електрон, він стає …

3) якщо атом приєднав один електрон і один протон, він стає …

а) залишається нейтральним;

б) позитивним іоном;

в) негативним іоном.


 


5. Продовжте речення:

Прилад для дослідження наелектризованості тіл називають …

 

III. Мотивація навчальної діяльності. Повідомлення теми, мети уроку

Ще древнім римлянам було відомо, що морські скати мають дивовижну здатність влучати на відстані в дрібних риб, крабів та восьминогів. Вони, випадково пропливаючи біля ската, раптом починали конвульсивно тіпатися й одразу завмирали. Яким чином скат уколював свої жертви? (Їх убивав електричний струм, який генерують спеціальні органи ската.) Що ж таке електричний струм? На це питання дасть відповідь наша тема: «Електричний струм. Дії електричного струму»

 

IV. Повідомлення нового матеріалу

1. Поняття електричного струму

Ми з вами досить часто використовуємо електричну енергію і нам досить складно пристосуватися до перебоїв з її постачанням, якщо такі у нас виникають. Коли говорять про використання електричної енергії, то мають на увазі роботу електричного струму. Електричний струм підводять до споживача від електростанцій за допомогою ліній електропередач. Тому коли в будинках несподівано гаснуть електричні лампи та перестають працювати електроприлади, то кажуть, що в проводах зник струм. Що ж таке електричний струм? Слово «струм» означає рух або течію чогось. А що може рухатися в проводах? Можна припустити, що там є якісь частинки, які здатні переміщуватися, причому частинки мають бути заряджені. Ми вже знаємо, що речовини поділяються на провідники та діелектрики. Отже, в провідниках є заряджені частинки, що здатні по ньому переміщуватися, а в діелектриках вони вільно переміщуватися не можуть.

Електричним струмом називають упорядкований (напрямлений) рух заряджених частинок.

Щоб електричний струм з'явився у провіднику, треба створити в ньому електричне поле. Під дією цього поля заряджені частинки, які можуть вільно переміщуватися в цьому провіднику, почнуть рухатися в напрямі дії на них електричних сил — виникне електричний струм.

Чи можемо ми, дивлячись на провідник, з'ясувати, чи існує в ньому електричний струм на даний момент? (Учні висувають свої гіпотези.)

Ми не можемо побачити заряджених частинок, упорядкований рух яких у провіднику є електричним струмом. Про наявність електричного струму в провіднику можна робити висновок лише з різних явищ, які спричиняються електричним струмом. Деякі з цих дій легко спостерігати на досліді.

2. Теплова дія струму

Якщо після пропускання струму через металеву дротину доторкнутися до неї, то можна відчути, що вона нагрілася. Крім цього видно, що дротина стала довшою і провисла. її можна навіть розжарити до червоного кольору. Отже, струм чинить теплову дію. Теплова дія струму використовується в усіх побутових електронагрівальних приладах, вона спостерігається і в електричних лампах розжарення.

3. Хімічна дія струму

Під час проходження електричного струму через деякі водні розчини кислот, лугів і солей на електродах, які занурені у цей розчин, виділяються речовини, що є у розчині. Так, при пропусканні струму через розчин мідного купоросу на негативно зарядженому електроді виділяється мідь. У цьому полягає хімічна дія струму. Хімічну дію стуму використовують для добування деяких чистих металів (наприклад міді, алюмінію) або покриття одних металів шаром іншого.

4. Магнітна дія струму

Досліди свідчать, що електричний струм чинить магнітну дію. Так, магнітна стрілка, яка розміщена поблизу провідника зі струмом, відхиляється від свого початкового положення. (Демонстрація)

Якщо мідний ізольований провід намотати на залізний цвях і з'єднати з джерелом струму, то така конструкція намагнічується і може притягувати до себе невеличкі залізні предмети: цвяшки, залізну стружку. Якщо струм в обмотці зникає (розмикається коло), вона розмагнічується. Це — модель електромагніта. (Демонстрація)

Явище взаємодії котушки зі струмом та магніту лежить в основі дії багатьох електровимірювальних приладів, електродвигунів, гальванометра (приладу, який фіксує наявність струму).

 

V. Закріплення нового матеріалу

Фронтальне опитування

  1.          Що таке електричний струм?
  2.          Умовами існування електричного струму є …
  3.          Що є носіями електричного струму?
  4.          Як його можна спостерігати?
  5.          Де використовують електричний струм?
  6.          Електричний струм може спричиняти такі дії …

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексі.

  1.          Вам сподобався урок?
  2.          Що нового ви дізналися?
  3.          Що ви ще хотіли б дізнатися з даної теми?
  4.           

VIІ. Завдання додому

1. Опрацювати § 7 ст. 34 – 35,  10.

2. За бажанням підготувати повідомлення на тему: «Чим небезпечний електричний струм?»

 

 

 

 

 

Тема: Електрична провідність матеріалів: провідники, напівпровідники та діелектрики. Струм у металах.

Мета:

навчальна: з'ясування природи струму в металах на основі класичної електронної теорії; формування уявлень про провідники, напівпровідники, діелектрики, напрям струму, швидкість струму;

розвиваюча: розвивати критичне, логічне мислення та пізнавальний інтерес.

виховна: виховувати спостережливість, дисциплінованість; формувати науковий світогляд.

Обладнання: модель кристалічної решітки, м'яч; металеві провідники, джерело струму, вимикач, магнітна стрілка, цвях, з'єднувальні провідники, приклади діелектриків, напівпровідників, ілюстрації з підручника.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.             Організаційний етап.
  2.          Актуалізація опорних знань.
  3.      Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.       Повідомлення нового матеріалу
  1.               Струм у металах.
  2.               Швидкість струму.
  3.               Провідники струму.
  4.               Напрям струму.
  5.               Напівпровідники.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

II. Актуалізація опорних знань

 

1. Заслуховування повідомлення

«Чим небезпечний електричний струм»

 

2. Інтерактивна вправа «Візитна картка».

Створити візитну картку електричного струму. (Учні почергово називають основні моменти (властивості, ознаки), пов’язані з електричним струмом, що найкраще його характеризують).

 

ПІ. Мотивація навчальної діяльності

У XIX ст. в Швейцарії була винайдена «Електрична нянька». Під простирадло дитячого ліжечка підкладали дві тоненькі металеві сітки, ізольовані сухою прокладкою та з'єднані з низьковольтним джерелом струму і дзвінком. Щойно прокладка намокала, електричне коло замикалось і починав дзвеніти дзвінок, який сповіщав маму, що потрібно поміняти пелюшки.

Чи можна було використати сітки не металеві, а пластмасові? Чому прокладка між сітками мала бути обов'язково суха? На ці та інші запитання ви зможете дати відповідь упродовж уроку. Тема сьогоднішнього уроку: «Електрична провідність матеріалів: провідники, напівпровідники та діелектрики. Струм у металах»

 

IV. Повідомлення нового матеріалу

 

1. Струм у металах

Ми вже знаємо, що речовини можна поділити на провідники та діелектрики. Пригадайте та наведіть приклади таких речовин. За яким критерієм відбувається цей поділ? (Учні дають відповіді)

Ви вже переконалися на попередньому уроці, що хорошими провідниками є метали.

Метали у твердому стані, як відомо, мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розміщені в певному порядку, утворюючи просторову (кристалічну) решітку.

У вузлах кристалічної решітки металу розміщені позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони, тобто електрони, не зв'язані з ядрами атомів.

Негативний заряд усіх вільних електронів за абсолютним значенням дорівнює позитивному заряду всіх іонів решітки. Тому за звичайних умов метал електрично нейтральний. Вільні електрони в ньому рухаються безладно. Але якщо в металі створити електричне поле, то вільні електрони почнуть напрямлено рухатися під дією електричних сил — виникне електричний струм. Безладний рух окремих електронів при цьому зберігається, подібно до того, як зберігається безладний рух комахи у зграйці, коли під впливом вітру вся зграйка переміщується в одному напрямі.

Отже, електричний струм у металах — це впорядкований рух вільних електронів.

 

2. Швидкість струму

Як ви гадаєте, яка швидкість електричного струму? (Учні висовують свої гіпотези.) Швидкість руху самих електронів у провіднику невелика — кілька міліметрів на секунду, але щойно в провіднику виникає електричне поле, воно з величезною швидкістю, близькою до швидкості світла у вакуумі (300 000 км/с), поширюється по всій довжині провідника. Одночасно з поширенням електричного поля всі електрони починають рухатися в одному напрямі по всій довжині провідника. Коли говорять про швидкість електричного струму в провіднику, то мають на увазі швидкість поширення по провіднику електричного поля.

 

3. Провідники струму

Поряд із металами добрими провідниками, тобто речовинами з великою кількістю вільних заряджених частинок, є водні розчини та розплави електролітів та іонізований газ (плазма).

Якщо в металах електричний струм створюють вільні електрони, то в електролітах — розплавах і розчинах кислот, лугів, солей у воді або в інших розчинах — іони (як позитивно, так і негативно заряджені). Під дією електричного поля позитивно заряджені частинки рухаються в одному напрямку, а негативно заряджені — у протилежному. В газах струм утворюють рухомі іони обох знаків, а також електрони.

 

4. Напрям струму

У багатьох випадках ми говоримо не про напрям руху заряджених частинок, а про напрям струму. Напрям руху яких заряджених частинок в електричному полі треба було б узяти за напрям струму?

Оскільки здебільшого ми маємо справу з металами, то за напрям струму в колі доцільно було б узяти напрям руху електронів. Але цілком умовно та історично склалося, що за напрям струму взяли той напрям, у якому рухаються (або могли б рухатися) позитивно заряджені частинки, тобто напрям від позитивно зарядженого полюса джерела струму до негативно зарядженого.

 

5. Напівпровідники

У другій половині XX ст. у різних галузях народного господарства набули поширення напівпровідникові прилади. Їх велика популярність пояснюється високою економічністю, довговічністю і міцністю за малих габаритів. Які ж речовини є напівпровідниками? Зазвичай напівпровідниками вважають речовини, що займають проміжне місце за здатністю проводити електричний струм між провідниками та діелектриками. Характерна особливість напівпровідників – це значна залежність їх провідності від стану речовини: температури, освітлення, наявності домішок тощо. Напівпровідники за одних умов виявляють властивості провідників, а за інших — діелектриків. Наприклад, за низьких температур напівпровідники є, фактично, діелектриками, а при підвищенні температури їхня провідність збільшується. До напівпровідників належать такі матеріали: кремній, германій, селен та ін.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

 

1. Вправа «Спіймай помилку»

Вчитель зачитує твердження. Якщо учень вважає, що воно хибне, то піднімає руку.

Твердження:

  •           Електричний струм — це хаотичний рух заряджених частинок (-).
  •           Електричний струм у металах — це впорядкований рух вільних електронів (+).
  •           Речовини за здатністю проводити електричний струм поділяються на діелектрики, напівпровідники та провідники (+).
  •           У водних розчинах та розплавах електролітів носіями струму є тільки позитивні іони (-).
  •           У газах струм утворюють рухомі іони обох знаків, а також електрони (+).
  •           За напрям струму обрано напрям руху електронів (-).
  •           Кремній, германій та селен — це діелектрики (+).
  •           Ебоніт, скло, повітря, бензин, гума — це хороші провідники струму (-).
  •           Тіло людини — це хороший провідник (+).
  •           Характерна особливість напівпровідників — дуже сильна залежність їхньої провідності від стану речовини: температури, освітлення, наявності домішок тощо (+).
  •            

2. Задача

Електричне поле поширюється у вакуумі зі швидкістю 300 000 км/с. за який час воно пошириться на відстань, що дорівнює земному екватору (радіус Землі 6,4·106 м), та на відстань від Землі до Сонця (1,5·1011 м).

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. Цікаво вам сьогодні було?
  2. Чи дізналися ви щось нове?
  3. Що саме вас зацікавило?

 

VІI. Завдання додому

1. Опрацювати § 9,  10 ст. 43.

2. Задача (винахідницька)

Як за допомогою електричного кола:(джерело струму, лампочка, ключ) з’ясувати чи заходиться в посудині дистильована вода (вода, звільнена від домішок)?

(Треба під єднати в таке коло дві пластинки, приєднані до різних полюсів джерела струму, і опустити їх у воду. Якщо лампочка засвітиться, тобто йтиме електричний струм у колі, значить вода НЕ дистильована. Якщо ж навпаки (струму не буде) – вода дистильована. Користуємося тим, що вода з домішками є провідником струму).

 

 

 

 

 

 

Тема: Електричне коло.

Мета:

навчальна: ознайомлення зі складовими елементами, умовними позначеннями та особливостями складання електричних кіл;

розвиваюча: розвивати увагу, пам'ять; навчити запобігати небезпечним ситуаціям, що можуть стати загрозою для життя учнів.

виховна: виховувати спостережливість; інтерес до вивчення фізики; духовно орієнтувати школярів на цінність спілкування;

Обладнання: джерело струму, лампочка, з'єднувальні провідники, вимірювальні прилади, вимикач, запобіжник.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.        Організаційний етап.
  2.    Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Вивчення нового матеріалу
  1.          Електричне коло. Його елементи
  2.          Схеми електричних кіл. Умовні позначення на схемах.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

II. Актуалізація опорних знань

Задача (винахідницька)

Запропонуйте спосіб, як в домашніх умовах змусити напівпровідник стати провідником струму.

(Можна підігріти його знизу від якогось джерела тепла. Ми користуємося тим, що напівпровідник з підвищенням температури набуває властивостей провідника струму)

 

III. Мотивація навчальної діяльності

Мабуть, у кожного з вас хоч раз та виходив із ладу якийсь електроприлад. Піднесіть руку, в кого вдома таке траплялося.

Що ваші батьки чи, можливо, ви робили з цим електроприладом? (Найчастіше зверталися у відповідну майстерню для ремонту.)

Якщо будова приладу досить складна, то майстер просить йому принести паспорт приладу. Для чого? (Щоб розглянути схему)

Ми сьогодні ознайомимося з електричними схемами та умовними позначеннями складових електричних кіл.

VI. Вивчення нового матеріалу

1. Електричне коло. Його елементи

Для практичного використання електричного струму потрібні джерело струму, його споживачі, провідники, за допомогою яких струм передається від джерела до споживача. Електродвигуни, лампи, плитки, різні прилади називають приймачами або споживачами електричної енергії. Для вмикання та вимикання струму користуються вимикачами, а для запобігання пошкодженню приладів — запобіжниками

Джерело струму, приймачі, пристрої для замикання і розмикання кіл, іноді ще й електровимірювальні прилади, з'єднані між собою проводами, складають найпростіше електричне коло. (Демонстрація)

Щоб у колі проходив струм, воно має бути обов’язково замкнутим. Якщо в якомусь місці провід обірветься, то струм у колі припиниться. На цьому ґрунтується дія вимикачів.

2. Схеми електричних кіл. Умовні позначення на схемах

Способи з'єднання електричних приладів у коло зображуються на кресленнях, які називають схемами. Прилади на схемах позначають умовними знаками. Деякі з них можна розглянути в підручнику. (Демонстрація умовних позначень для найпоширеніших приймачів електричного струму)

 

V. Закріплення нового матеріалу.

1. Гра «Хто швидше вивчить умовні позначення»

Учні класу поділяються на дві групи. Кожна група отримує однакове завдання: якнайшвидше за допомогою підручника вивчити умовні позначення електроприладів, які застосовують на схемах. Учні групи, яка впоралася найшвидше, підносять руки і всі учасники виходять до дошки, а інші учні класу дають їм завдання накреслити на дошці те чи інше умовне позначення.

2. Задача (винахідницька).

Запропонуйте схему кола, у якому дві лампи і два ключі, причому лампу 1 вмикає і вимикає ключ 1 (незалежно від стану ключа 2), а лампа 2 загоряється тільки при замиканні обох ключів.

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. Як вам сьогоднішній урок?
  2. Ви дізналися щось нове?
  3. Що саме вам сподобалося?

 

VIІ. Завдання додому

  1. Опрацювати § 8.
  2. Практичне завдання (винахідницького характеру)

— Накреслити схему кола, що складається з одного гальванічного елемента і двох дзвінків, кожний з яких можна вмикати окремо.

— Придумайте схему з'єднання гальванічного елемента, дзвінка і двох вимикачів, розміщених так, щоб можна було подзвонити з двох різних місць.

— Накресліть схему з'єднання батарейки, лампочки, дзвінка і двох ключів, за якою лампочка світиться при вмиканні дзвінка, але може бути ввімкнена і при непрацюючому дзвінку.

— Накресліть схему з'єднання батарейки, двох лампочок і трьох ключів, за якою ввімкнення і вимкнення кожної лампочки здійснюється «своїм» ключем, а розмикання третього ключа дозволяє відключити обидві лампочки.

 

 

 

 

 

Тема: Джерела електричного струму. Гальванічні елементи. Акумулятори

Мета:

навчальна: формування уявлення про перетворення енергії у джерелах електричного струму; ознайомлення з різними джерелами електричного струму та особливостями виникнення в них струму.

розвиваюча: логічне мислення та пізнавальний інтерес.

виховна: виховувати спостережливість; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: джерела електричного струму, електрофорна машина, генератор, гальванічний елемент, акумулятор, термоелемент, фотоелемент.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.        Організаційний етап.
  2.    Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Вивчення нового матеріалу
  1.          Для чого потрібне джерело струму.
  2.          Електрофорна машина.
  3.          Генератор.
  4.          Гальванічні елементи.
  5.          Акумулятор.
  6.          Термоелемент.
  7.          Фотоелемент.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

 

II. Актуалізація опорних знань

Завдання 1

Скласти електричне коло за даною схемою:

 

 

 

 

 

 

Завдання 2

Скласти електричне коло з джерела струму, резистора, ключа, гальванометра та замалювати його схему.

III. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку

Проведемо дослід: візьмемо цитрину (можна використати яблуко, картоплю та інші овочі або фрукти), розріжемо його навпіл, залізний цвях і один з мідних проводів вставимо в цитрину, а цвях приєднаємо іншим мідним провідником до гальванометра (мультиметра). Що ви спостерігаєте? Як пояснити появу електричного струму?

 

IV. Вивчення нового матеріалу

1. Для чого потрібне джерело струму

Щоб електричний струм у провіднику існував протягом певного часу, треба постійно підтримувати в ньому електричне поле. Електричне поле в провідниках створюється і може довго підтримуватися джерелами електричного струму.

Джерела електричного струму – пристрої, у яких відбувається перетворення енергії певного виду на електричну енергію. Джерела струму бувають різні, але в будь-якому з них виконується робота з розділення позитивно і негативно заряджених частинок. Розділені частинки нагромаджуються на полюсах джерела струму — так називають місця, до яких за допомогою клем або затискачів під'єднують провідники. Один полюс джерела заряджається позитивно, а другий — негативно.

Джерела електричного струму

  • Механічні (електрофорна машина, генератори електричного струму),
  • Хімічні (гальванічні елементи, акумулятори),
  • Світлові (фотоелементи, сонячні батареї),
  • Теплові (термоелементи).
  •  

2. Електрофорна машина

Давайте розглянемо роботу електрофорної машини (демонстрація на ілюстраціях – к випадку відсутності приладу), в ній механічна енергія перетворюється на електричну.

 

3. Генератор

Під час обертання рамки з певною кількістю витків ізольованого провідника в магнітному полі виконується механічна робота, полюси генератора заряджаються різнойменно, в лампі, під'єднаній до них, виникає струм і вона світиться (демонстрація на ілюстраціях – к випадку відсутності приладу). Так само працюють генератори (латинське слово, означає той, що створює, виробляє) на великих електростанціях.

4. Гальванічні елементи

Перше найпростіше хімічне джерело струму («вольтів стовб»), яке не втратило свого практичного значення й дотепер, створив у 1799 році італійський фізик Алессандро Вольта і назвав на честь засновника вчення про електрику Луїджі Гальвані. У гальванічних елементах у розчини певних речовин, наприклад кислот, опускають дві пластинки з різних речовин, що по-різному взаємодіють з розчином. Унаслідок хімічних реакцій ці пластинки (електроди) заряджаються різнойменно і можуть створювати струм протягом тривалого часу. Гальванічні елементи можуть базуватися не лише на кислотах. Прикладом такого елемента є батарейка вуглецева. (Демонстрація на прикладі побутової батарейки)

5. Акумулятор

В акумуляторі (від слова акумуле — нагромаджую) у розчин, наприклад, сульфатної кислоти, опускають два однакові електроди. Але такий акумулятор струму не дає, його попередньо потрібно зарядити, пропускаючи через розчин струм певного напрямку. При цьому на електродах відбуваються різні хімічні реакції і вони набувають різних властивостей. Тепер акумулятор працюватиме як звичайний гальванічний елемент. Акумулятори можуть давати струм значної сили і використовуватися багато разів. Акумулятори широко застосовують для освітлення залізничних вагонів, автомобілів, для запуску автомобільного двигуна, для живлення електроенергією підводних човнів, наукової апаратури на штучних супутниках Землі.

6. Термоелемент

Якщо спаяти дві дротини, виготовлені з різних матеріалів, та нагріти місце спаювання, то в дротинах виникне електричний струм. В такому джерелі струму, який називається термоелементом, внутрішня енергія нагрівника перетворюється на електричну енергію. Особливо ефективним у термоелементах є поєднання металевих провідників і напівпровідників. (Демонстрація ілюстрацій)

7. Фотоелемент

При освітленні напівпровідників світлова енергія може безпосередньо перетворитися на електричну (Демонстрація). Це явище називають фотоефектом. На цьому ґрунтується дія фотоелементів, сонячних батарей. Прикладами фотоелементів є вуличні ліхтарі, які самостійно загораються, коли на вулиці стає темніше. Тобто від освітленості змінюється провідність напівпровідника і він перетворюється напівпровідник – починає проводити струм. Тому й запалюються ліхтарі.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

1. Фронтальне опитування

  1. Що називають джерелом електричного струму?
  2. Які джерела електричного стуму ви знаєте?
  3. Хто перший створив гальванічний елемент?
  4. Яке походження цієї назви?
  5. Чим відрізняється акумулятор від гальванічного елемента?
  6. Яка енергія перетворюється на електричну в сонячних батареях? Термоелементах?
  7. Наведіть приклади застосування різноманітних джерел  електричного струму.

2. Задача

В якому напрямі рухатиметься в електричному полі між двома протилежно зарядженими паралельними пластинами: електрон, позитивний іон, негативний іон?

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. Чи було вам цікаво сьогодні?
  2. Що саме вам сподобалося?
  3. Що ви ще хотіли б дізнатися з даної теми?

 

VIІ. Завдання додому

  1. Опрацювати § 7ст. 35 – 38.
  2. Винахідницька задача.

Відомо, що хвилі, які поширюються на поверхні води, мають значну механічну енергію. Запропонуйте джерело енергії, яке б давало змогу відбирати цю енергію та перетворювати її на електричну.

(Скористаємося явищем електризації)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Сила струму. Амперметр. Вимірювання сили струму

Мета:

навчальна: формування уявлення про кількісну характеристику електричного струму — силу струму; ознайомлення з особливостями та правилами вимірювання сили струму за допомогою амперметра.

розвиваюча: розвивати логічне мислення та пізнавальний інтерес; навички розв'язування задач.

виховна: виховувати спостережливість, самостійність; формувати науковий світогляд.

Обладнання: амперметр, міліамперметр, мікроамперметр, мультиметр, гальванометр, джерело струму, споживач, вимикач, з'єднувальні провідники, два гнучкі провідники.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Вивчення нового матеріалу
  1.          Сила струму
  2.          Одиниця сили струму
  3.          Вимірювання сили струму

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VIІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

II. Актуалізація опорних знань

Заслуховування пропозицій учнів щодо розв’язування винахідницької задачі з попереднього уроку.

Умова: Відомо, що хвилі, які поширюються на поверхні води, мають значну механічну енергію. Запропонуйте джерело енергії, яке б давало змогу відбирати цю енергію та перетворювати її на електричну.

Розв’язання (можливий варіант)

Скористаємося явищем електризації. Хвиля, яка має значний запас енергії, буде виконувати механічну роботу з переміщення поплавця 1 по напрямних стояках 2. Жорстко закріплений у поплавці ебонітовий стержень 3 здійснюватиме зворотно-поступальний рух і тертиметься об хутро 4, що спричинить електризацію обох взаємодіючих тіл — ебонітового стержня і хутра. Схематично такий пристрій зображено на рисунку.

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Дії електричного струму можуть виявлятися різною мірою — сильніше чи слабше. (Задача з винахідницьким характером). Від чого залежить інтенсивність електричного струму? Згадайте як характеризуються електричні прилади? (Учні пропонують свої варіанти відповідей). Сьогодні ми ознайомимося з такою фізичною величиною, яка б характеризувала електричний струм у колі.

 

IV. Повідомлення нового матеріалу

1. Сила струму

Чим більше заряджених частинок переміщується від одного полюса джерела струму до іншого, тим більший загальний заряд переноситься частинками. Досліди показують, що інтенсивність (ступінь дії) електричного струму залежить від заряду, який проходить у електричному колі протягом 1с.

Сипа струму — скалярна фізична величина, що дорівнює швидкості протікання заряду через поперечний переріз провідника. Іншими словами, сила струму – це фізична величина, яка характеризує електричний струм і визначається відношенням електричного заряду, що пройшло через поперечний переріз провідника, до часу його проходження.

Сила струму позначається літерою І.

де q — заряд, t — час його проходження.

2. Одиниця сили струму

На Міжнародній конференції з мір та ваги у 1948 р. було вирішено для встановлення одиниці сили струму використати явище магнітної взаємодії двох провідників зі струмом.

Виконаємо дослід. Візьмемо два гнучкі провідники, приєднані до джерела струму, і розмістимо їх паралельно один до одного.

Якщо пропустити струм по провідниках в одному напрямі, то провідники притягуватимуться один до одного, а якщо у протилежних напрямках, то відштовхуватимуться.

Вимірювання сили взаємодії провідників показують, що вона залежить від довжини провідників, відстані між ними, середовища, в якому вони розміщені, та від сили струму в цих провідниках.

За однакових умов чим більша сила струму в кожному провіднику, тим із більшою силою вони притягуються або відштовхуються.

Уявімо два дуже тонкі і дуже довгі паралельні провідники, розташовані у вакуумі на відстані 1 м один від одного. Сила струму в провідниках однакова. За одиницю сили струму беруть силу такого струму, при якому відрізки таких двох паралельних провідників завдовжки 1 м взаємодіють із силою 2·10-7 Н. цей дослід вперше провів скромний, нещасний в житті вчений, але в науці він — титан. Прізвище та ім'я цього французького фізика і математика — Ампер Андре-Марі, одиницю сили струму називають ампером і позначають великою літерою А.

Під час вимірювання застосовують також частинні або кратні одиниці сили струму:

1 мкА = 0.000001 А     (мікроампер);

1мА = 0,001 А             (міліампер);

1 кА = 1000 А               (кілоампер)

та ін.

Одиниця електричного заряду

Саме через одиницю сили струму визначають одиницю електричного заряду — кулон (Кл).

Оскільки , то . Якщо взяти І = 1А, t = 1с, то отримаємо одиницю заряду — кулон.

Один кулон — електричний заряд, що переноситься зарядженими частинками, які створюють струм 1 А, через поперечний переріз провідника за 1 с. Електричним зарядом іноді ще називають кількість електрики.

3. Вимірювання сили струму

Для вимірювання сили струму виготовлено значну кількість різноманітних приладів (амперметри, міліамперметри, мікроамперметри, мультиметр, гальванометри тощо). (Демонстрація приладів)

Розглянемо будову амперметра, для цього виймемо його з корпусу, щоб можна було побачити його будову та всі необхідні позначення на шкалі.

 

Правила користування електричними приладами:

1. Встановити, для вимірювання якої фізичної величини використовується прилад. (Якщо на шкалі вказано літеру А, це означає амперметр.)

2. Встановити, на яке максимальне значення вимірювальної величини розраховано прилад.

3. Встановити, для якого струму (постійного чи змінного) можна використовувати прилад. Постійний струм на шкалі приладу позначається горизонтальною рискою «-», а змінний — «~».

4. Якщо прилад можна використовувати в колах постійного струму, то біля клем, до яких приєднуються провідники, стоять знаки «+» і «-». До клеми «+» слід приєднувати провідник від позитивно зарядженого полюса джерела струму, що також позначається знаком «+».

5. Визначити ціну поділки приладу. (Пригадати означення ціни поділки. Визначити ціну поділки для різних шкал.)

6. Визначити, яке значення вимірювальної величини показує прилад. Якщо стрілка зупинилася між поділками, то значення заокруглюють до найближчої поділки.

Увага!

1. Амперметр умикають у коло послідовно з тим приладом, силу струму в якому вимірюють.

2. Заборонено приєднувати амперметр безпосередньо до джерела струму без послідовно ввімкнених із ним споживачів.

(Показ на демонстраційних приладах спосіб увімкнення в коло амперметра)

Схема увімкнення амперметра у коло:

 

 

 

 

 

 

Сила струму — дуже важлива характеристика електричного кола. Ті, хто працює з електричними колами, повинні знати, що для людського організму безпечною вважається сила струму до 1 мА. Сила струму понад 100 мА призводить до уражень організму.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Задачі

1. У чому головна відмінність між струмом у металевому провіднику, яким розряджають електроскоп, і струмом у провіднику, який з'єднує полюси джерела струму?

2. Запишіть в амперах силу струму: 30 000 мкА; 5,6 кА; 100 мА.

3. Яку фізичну величину вимірює прилад, шкала якого показана на рисунку?

Яка його ціна поділки? Які покази приладу?

4. Яка сила струму в електричному колі, якщо через поперечний переріз провідника проходить заряд 100 Кл за 4 с?

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексі.

  1.          Вам сподобався урок?
  2.            Що нового ви дізналися?
  3.            Що ви ще хотіли б дізнатися з даної теми?
  4.             

VIІ. Завдання додому

  1. Опрацювати § 11.

 

  1. Винахідницька задача.

За написами на цоколі електричної лампочки кишенькового ліхтарика з’ясувати силу струму в Амперах та обчислити який заряд проходить через лампочку за 10 хвилин її роботи.

(Відповідь залежить від значень на цоколі)

 

 

 

 

 

Тема: Електрична напруга. Вольтметр. Вимірювання напруги

Мета:

навчальна: формування уявлення про електричну напругу та одиниці її вимірювання; ознайомлення з особливостями та правилами вимірювання електричної напруги за допомогою вольтметра.

розвиваюча: логічне мислення та пізнавальний інтерес; навички розв'язування задач та практичних умінь складати електричні кола.

виховна: виховувати спостережливість, самостійність, прищеплювати бажання удосконалюватися.

Обладнання: лампа для кишенькового ліхтарика, лампа для освітлення кімнати, вольтметр, джерело струму, споживач, вимикач, з'єднувальні провідники.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Вивчення нового матеріалу
  1.     Напруга.
  2.     Одиниця сили струму.
  3.     Вимірювання сили струму.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

ї

II. Актуалізація опорних знань

1. Заслуховування розв’язків задачі з домашнього завдання попереднього уроку

(Учні показують свої розв’язки)

2. Фронтальне опитування

  1. Що таке сила струму?
  2. Яке явище використовують для визначення одиниці сили струму?
  3. Що прийнято за одиницю сили струму? Як називають цю одиницю?
  4. Яким приладом вимірюють силу струму?
  5. В яких одиницях градуюють шкалу амперметра?
  6. Як вмикаю амперметр в електричне поле?
  7. Яка заборона існує щодо вмикання амперметра в електричне коло?

 

III. Мотивація навчальної діяльності

Виконаємо дослід: до електричної мережі приєднаємо дві послідовно ввімкнені лампи для кишенькового ліхтарика і для освітлення кімнати.

Ми знаємо, що в разі такого вмикання сила струму в усіх ділянках кола однакова. Але зверніть увагу на яскравість світла від ламп. Що ви можете сказати? Як ви бачите, більше світла дає кімнатна лампа, ніж лампа для кишенькового ліхтарика. Я вам ще можу сказати, що не тільки світла, а й більше тепла. Тобто можна зробити висновок, що струм у колі виконує не однакову роботу. Нам потрібно ввести фізичну величину, яка б характеризувала таку властивість струму.

 

IV. Повідомлення нового матеріалу

1. Напруга

Під дією електричного поля, яке створюється джерелом струму, заряджені частинки рухаються по провіднику. При цьому виконується робота: розжарюється спіраль лампи (це вже було продемонстровано), нагрівається електроплитка та ін. це свідчить про те, що головну роль у протіканні електричного струму в провіднику відіграє електричне поле. Для характеристики електричного поля вводять фізичну величину – електричну напругу.

Напруга – це фізична величина, що визначається відношенням роботи електричного поля на певній ділянці кола до електричного заряду, що пройшов по цій ділянці. Вона характеризує електричне поле, яке створює струм.

Напруга позначається U. Її визначають за формулою:

де А – робота, виконана електричним полем під час протікання струму,

q – значення електричного заряду, перенесеного струмом.

2. Одиниця сили струму

Одиницею напруги є вольт (1 В). Названа вона за ім’ям італійського вченого Алессандро Вольта, який створив перший гальванічний елемент.

Один вольт (1 В) – це напруга на кінцях провідника, при якій робота щодо переміщення електричного заряду один кулон (1 Кл) по цьому провіднику дорівнює одному джоулю (1 Дж).

1В=1Дж/1Кл=1Дж/Кл

Під час вимірювання застосовують також частинні або кратні одиниці сили струму:

1мА = 0,001 В             (мілівольт);

1 кА = 1000 В               (кіловольт)

Електричні прилади працюють при різній напрузі. Різні джерела струму характеризуються робочою напругою.

3. Вимірювання сили струму

Для вимірювання напруги в електричних колах використовують спеціальний прилад – вольтметр. На шкалах вольтметрів є позначка V, що вказує, що це саме вольтметр. Біля одного затискача вольтметра ставлять знак «+». Цей затискач обов’язково приєднують до проводу, що йде від позитивного полюса джерела струму. Вольтметр слід приєднувати в колі паралельно до ділянки кола, на якій вимірюється напруга, тобто затискачі приєднуються до тих точок кола, між якими слід виміряти напругу. (Демонстрація)

На схемах вольтметр позначають:

 

Сучасним вольтметром можна виміряти наругу до 106 В.

Цікаво, що …

В деяких риб є органи, які виробляють електричний струм. Наприклад, електричний сом дає розряд напругою до 360 В, електричний скат – до 220 В, електричний вугор – до 650 В і силою струму 2 А.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Задачі

1. Яку фізичну величину вимірює прилад, шкала якого показана на рисунку? Яка ціна його поділки? Які покази приладу?

2. На демонстраційному столі знаходяться прилади. Один учень підходить до столу та складає електричне коло, за допомогою якого потрібно виміряти напругу на резисторі. (За власним поглядом) Свої дії супроводжує коментарем.

3. Винахідницька задача

Учням дають кілька різних електричних ламп (учнів ділять на кілька груп за кількістю ламп). Вони мусять визначити яку роботу виконує відповідна лампа за 1 годину своєї роботи.

(За даними на цоколі лампи вони визначають значення сили струму та напруги і з формулами для визначення сили струму та напруги визначають роботу, що виконує відповідна лампа за 1 годину роботи:

і

Звідси . За даною формулою і йде визначення роботи)

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія

  1. Що ви нового дізналися сьогодні на уроці?
  2. Чому ви сьогодні навчилися?
  3. Що вам найбільше сподобалося?

 

VІI. Завдання додому

  1. Опрацювати § 12.
  2. Задачі

1) Обчислити роботу, яку б виконала блискавка, якщо напруга між двома хмарами під час грози була 70 МВ та переносився електричний заряд у 10 Кл.

2) Яка робота виконується електричним полем у лампі за добу, якщо напруга в ній становить 220 В, працює вона 3 години на добу і за годину через неї протікає заряд величиною 4 Кл?

 

 

 

 

 

Тема: Електричний опір. Одиниці опору. Залежність електричного пору від його розмірів та форми. Питомий опір провідника. Реостат.

Мета:

навчальна: формування уявлення про опір провідника як здатність провідника протидіяти струму; ознайомлення з одиницями вимірювання опру та чинниками, що впливають на його значення.

розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, пам’ять.

виховна: виховувати спостережливість, зосередженість; формувати науковий світогляд.

Обладнання: амперметр, вольтметр, мультиметр, джерело струму, споживачі різних розмірів та виготовлені з різних матеріалів, вимикач, з'єднувальні провідники.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Вивчення нового матеріалу
  1.          Електричний опір
  2.          Одиниця електричного опору
  3.          Залежність опору провідника від форми та розмірів провідника
  4.          Питомий опір провідника
  5.          Реостати

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

1. Задачі

(До дошки викликаються два учня і кожний отримує одну задачу)

1. Струм в електричному паяльнику 500 мА. Яка кількість електрики пройде по спіралі паяльника за 2 хвилини?

2. під час переміщення заряду 12 Кл по обмотці кип’ятильника виконано роботу 720 Дж. Якою була напруга на спіралі кип’ятильника?

2. Фронтальне опитування

(Поки двоє учнів працюють біля дошки інші учні відповідають на питання)

  1. Від яких величини залежить значення сили струму?
  2. Які величини впливають на значення напруги?
  3. Яким приладом вимірюють силу струму? Напругу?
  4. Які частинки являються носіями струму в металах?
  5. Фізична величина, яка є джерелом і об’єктом електричного поля?

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

(Учням демонструється два досліди)

1 дослід. В електричне коло почергово приєднуються дві дротини (мідна і стальна). Вони мають однакові розміри і форму, але амперметр та вольтметр показують різні покази. (Учні не знають про різні матеріали). Чому? (Учні дають відповідь)

2 дослід. В електричне коло почергово приєднуються дві дротини (з одного матеріалу (мідь). Тепер вони мають різні розміри, але амперметр та вольтметр знову показують різні покази. Чому? (Учні дають відповідь)

Сьогодні ми з вами з’ясуємо причину саме таких показів наших приладів.

 

IV. Повідомлення нового матеріалу

1. Електричний опір

Оскільки дія електричного струму характеризується напругою та силою струму, постає питання: чи залежить сила струму в провіднику від напруги на його кінцях?

Виявляється, що сила струму прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника. Але проведені нами досліди проказують, що сила струму і напруга змінюються, коли ми в коло приєднуємо споживачі з різних матеріалів. Це дає право говорити: сила струму в колі залежить не тільки від напруги, а й від властивостей провідника, увімкненого в коло.

Залежність сили струму від властивостей провідника пояснюється тим, що напрямленому руху вільних електронів у металевому провіднику протидіють їхні хаотичні зіткнення з іонами кристалічних ґраток, що перебувають у стані теплового руху (теплових коливань). Ця протидія призводить до зменшення швидкості напрямленого руху заряджених частинок, тобто до зменшення сили струму в колі.

Величина, яка характеризує властивість провідника протидіяти напрямленому переміщенню вільних зарядів всередині нього, називається електричним опором провідника.

Тепер ми можемо пояснити наші досліди. Провідники, що мають однакові геометричні розміри (довжину і площу поперечного перерізу), але їх виготовлено з різних металів, мають різні значення електричного опору, що пояснюється відмінностями в будові їхніх кристалічних ґраток.

Електричний опір позначається R.

2. Одиниця електричного опору

Одиницею електричного опору, і СІ є один ом (1 Ом). Її названо на честь німецького фізика Георга Ома, досліджував закони протікання струму в колі.

Значення електричного опору один ом (14 Ом) має такий провідник, у якому протікає струм силою один ампер (1 А) при напрузі один вольт (1 В) на його кінцях.

Під час вимірювання застосовують частинні або кратні одиниці опору:

1мОм = 0,001 Ом                   (міліОм);

1 кОм = 1000 Ом                    (кілоОм);

1 МОм = 1000000 Ом             (мегаОм).

Схеми електричних приладів складаються із сукупності електричних кл, сила струму і напруга в яких залежить від значень електричного опору спеціальних деталей – резисторів різних конструкцій. Значення опору резисторів становить від десятків часток ома до десяти тисяч мегомів.

3. Залежність опору провідника від форми та розмірів провідника

Чим довший провідник, тим більший його електричний опір. (Демонстрація почергового вмикання в коло провідників з одного матеріалу, але різної довжини. Сила струму і напругі – різні.) Це пояснюється тим, що чим довший провідник, тим більшої протидії зазнають на своєму шляху частинки, які рухаються напрямлено.

Чим товщий провідник, тим менший його електричний опір. (Демонстрація почергового вмикання в коло провідників з одного матеріалу, але різної товщини. Сила струму і напругі – різні.) збільшення товщини провідника рівнозначне «розширенню», яким рухаються заряди, тому й опір провідника зменшується.

Електричний опір провідника залежить від того, з якої речовини він виготовлений. (Демонстрація почергового вмикання в коло провідників з однакового розміру, але з різних матеріалів. Сила струму і напругі – різні.) це пояснюється тим, що провідники з різних металів мають різні кристалічні структури, отже, гальмівна дія зіткнень іонів і вільних електронів виявляється різною.

Такі висновки вперше встановив і обґрунтував Георг Ом: опір провідника прямо пропорційний його довжині, обернено пропорційний площі його поперечного перерізу і залежить від речовини, з якої виготовлено провідник.

Також опір провідника залежить від температури. Зі збільшенням температури опір металевих провідників змінюється: при підвищенні температури – збільшується, при знижені температури – зменшується.

де R – опір провідника при певній температурі, R0 – опір провідника при 0оС, t – температура провідника оС, α – температурний коефіцієнт опору.

Температурний коефіцієнт опору характеризує залежність опору речовини від температури і визначається відносною зміною провідника при нагріванні на 1 оС.

 

4. Питомий опір провідника

Залежність опору провідника від речовини, з якої він виготовлений, характеризують спеціальним параметром: питомим опором речовини.

Питомий опір речовини – це фізична величина, що показує, який опір має виготовлений із цієї речовини провідник довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2.

Формула залежності електричного опру від розмірів, форми та матеріалу:

де lдовжина провідника, S – площа поперечного перерізу провідника, ρ – питомий опір матеріалу, з якого виготовлено провідник.

Питомий опір:

Одиницею питомого опру є:

,          або        

Для різних речовин значення питомого опору змінюється в дуже широких межах. Це пояснюється тим, що вони мають різну внутрішню будову.

5. Реостати

Для регулювання сили струму в електричному колі застосовують спеціальні прилади – реостати. (Демонстрація).

В реостатах використано ефект зміни опору провідників внаслідок зміни довжини провідника, в наслідок чого змінюється і сила струму в колі.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Задача (винахідницького характеру)

(Учні діляться на дві рівні групи і виконують завдання)

Дано провідник (дротина) виготовлений з певного матеріалу. З’ясуйте опір даного провідника.

Задачі

1. Довжина одного проводу 20 см, іншого – 1,6 м. площа поперечного перерізу й матеріал проводу однакові. У якого проводу опір більший і в скільки разів.

2. Знайдіть довжину проводу для нагрівання електроплитки. Діаметр проводу 0,5 мм, а його опір за кімнатної температури має складати 48 Ом.

 

VI. Підбиття підсумків уроку.

  1. Вам сподобався сьогоднішній урок?
  2. Що нового ви сьогодні дізналися?
  3. Що ви ще хотілося дізнатися з даної теми?

 

VІI. Завдання додому

  1. Опрацювати § 13, 15, 16.
  2. Задачі

1) Наявні два дроти однакових перерізу й довжини. Один дріт – з міді, інший – з нікеліну. Який з них має менший опір? Чому? У скільки разів?

2) Потрібно виготовити провід завдовжки 100 м й опором 1 Ом. У якому випадку провід буде легшим: якщо його зробити з алюмінію чи з міді? У скільки разів? (Задача винахідницького характеру)

(Треба з’ясувати питомий опір цих матеріалів та їх густину (за таблицями). Потім уже обчислити значення поперечного перерізу цих двох проводів. І під кінець з’ясувати об’єм і масу цих двох виробів. Зробити висновок про більшу масу того чи іншого виробу).

 

 

 

 

 

 

Тема: Розв’язування задач. Підготовка до контрольної роботи.

Мета:

навчальна: узагальнення та систематизація знань з теми «Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників».

розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, пам’ять,увагу; формувати навички розв’язування задач.

виховна: виховувати спостережливість, самостійність; культуру оформлення задач; вміння працювати в колективі.

Обладнання: амперметр, вольтметр, мультиметр, джерело струму, споживачі (резистори), лампа, вимикач, з'єднувальні провідники.

Тип уроку: узагальнення та систематизація знань.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Розв’язування задач
  1.     Якісні задачі.
  2.     Розрахункові задачі.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

II. Актуалізація опорних знань

Гра «Впізнай прилад»

Учні слухають опис приладу, який складається з окремих речень, і відгадують прилад та характеризують його призначення.

У мене всередині є кислота, всі люди її остерігаються, а я не можу уявити своє життя без неї.

Я – найпоширеніший прилад, немає такого будинку чи квартири, щоб там мене не було.

Маю я ще дві пластинки, які чомусь називають електродами.

Унаслідок хімічних реакцій електроди заряджаються різнойменно і можуть створювати струм протягом тривалого часу.

Відповідь: гальванічний елемент.

Тестова робота

1. Величина, яка характеризує швидкість протікання заряду через поперечний переріз провідника, називається:

а) опором

б) напругою

в) силою струму

г) зарядом.

2. Напруга вимірюється:

а) амперметром

б) вольтметром

в) ватметром

г) омметром.

3. Одиниця вимірювання опору:

а) Ом

б) А

в) Кл

г) В.

4. Установіть відповідність:


1) сила струму

 

2) напруга

 

3) робота поля

 

4) опір

а)

б)

в)

г) .


5. Закінчіть речення:

Опір провідника залежить від …

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Ми вивчили тему «Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників». Сьогодні ми узагальнимо та систематизуємо свої знання з даної теми.

 

IV. Розв’язування задач

Якісні задачі

1. Чи будуть відрізнятися показання двох амперметрів, зображених на схемі:

2. Який опір мідного проводу довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм2?

3. Скласти коло і замалювати його схему з наявних елементів: джерело струму, ключ, лампочка, амперметр та вольтметр, що визначає напругу на лампочці.

 

Розрахункові задачі

1. Через поперечний переріз провідника за 10 с пройшло 2·1020 електронів. Визначити силу струму в провіднику.

Дано

t=10 c

N=2·1020 електронів

е=1,6·10-19 Кл

Розвязання

За визначенням сила струму:

                              

Заряд N електронів:

q=e·N

Значить:

Перевіримо одиниці вимірювання:

                              

Підставимо значення у дану формулу і знайдемо швидкість хвилі:

                       

Відповідь: сила струму дорівнює 32 А.

І - ?

 

2. Через електроплитку проходить струм силою 300 мА. Який заряд пройде через електроплитку за 5 хв? Яку роботу виконає електричний струм, якщо ця плитка ввімкнена в побутову мережу?

 

Дано

І=300 мА

t=5 хв

U=220 В

Розвязання

За визначенням сила струму:

                              

Заряд:

q=I·t

Перевіримо одиниці вимірювання:

                              

Значить:

q=300·10-3·5·60=90

Отже,            q=90 Кл

Напруга за означенням:

Звідси:

Перевіримо одиниці вимірювання:

                              

Підставимо значення у дану формулу і знайдемо швидкість хвилі:

                       

А=19800 Дж=19,8 кДж

Відповідь: заряд дорівнює 90 Кл,

робота – 19,8 кДж.

q - ?

A - ?

 

V. Підбиття підсумків уроку.

1. Вам було цікаво на сьогоднішньому уроці?

2. Чому ви сьогодні навчилися?

3. Що, на вашу, вам ще треба дізнатися з даної теми?

VІI. Завдання додому

  1. Повторити § 7 - 16.
  2. Задача

Визначити довжину мідного дроту опором 2 Ом і площею поперечного перерізу 0,5 мм2.

 

 

 

 

 

 

Тема: Контрольна робота № 2.

Мета:

навчальна: контроль знань з теми «Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників».

розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, пам’ять,увагу.

виховна: виховувати спостережливість, самостійність, самоконтроль; культуру оформлення задач; вміння працювати в колективі.

Обладнання: амперметр, вольтметр, мультиметр, джерело струму, споживачі (резистори), лампа, вимикач, з'єднувальні провідники, роз даткові картки з варіантами роботи.

Тип уроку: контроль знань.

 

Структура уроку

  1.        Організаційний етап.
  2.    Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  3. Контрольна робота

ІV. Підбиття підсумків уроку. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку

Сьогодні ми підбиваємо підсумки по вивченню теми «Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників». Ми напишемо контрольну роботу з даної теми. Контрольна робота складається з 11 завдань: 6 – тестових, 5 – розрахункові задачі. Контрольна робота оцінюється на 12 балів. Кожне завдання має свій бал, зазначений у варіанті.

 

ІІІ. Контрольна робота

 

 

Варіант 1

1. (0,5 бала.) Вкажіть буквене позначення електричної напруги:

А) F           Б)U           В) q          Г) I.

2. (0,5 бала.) Які речовини є хорошими провідниками?

А) Метали, пластмаса, сіль        Б) грунт, тіло людини, сталь

В) гума, шовк, повітря                Г) залізо, дистильована вода, порцеляна.

3. (0,5 бала.) Вкажіть, яким приладом вимірюють силу струму:

А) вольтметром                        Б)електроскопом

В) амперметром                        Г) електрометром.

4. (0,5 бала.) Вкажіть вид енергії, що перетворюється на електричну в гальванічних елементах:

А) механічна                           Б) світлова

В) хімічна                               Г) теплова.

5. (0,5 бала.) Що прийнято за напрям електричного струму?

А) Напрям руху електронів

Б) напрям руху протонів та іонів

В) напрям руху позитивно заряджених частинок

Г) напрям руху іонів.

6. (0,5 бала.) Електричний струм у рідких провідниках (електролітах) створюють...

А) іони;

Б) електрони та позитивні іони;

В) протони;

Г) електрони та протони.

7. (1 бал.) Яку фізичну величину вимірює прилад, шкала якого показана на рисунку? Яка його ціна поділки? Які покази приладу?

8. (1 бал.) Накресліть схему електричного кола, що складається з батареї для кишенькового ліхтарика, вимикача, лампи, вольтметра (вимірює напругу на полюсах джерела), амперметра (вимірює силу струму в лампі).

9. (2 бала.) Під час переміщення заряду величиною 12 Кл обмоткою реостату виконано роботу, що дорівнює 720 Дж. Якою була напруга на реостаті?

  1.          (2 бала.) Визначте величину заряду, який пройшов через котушку електромагніту  протягом 2 хв, якщо сила струму в колі була 2 А.
  2.          (3 бала.) Визначте число електронів, які проходять за 2 с через поперечний переріз металевого провідника, якщо сила струму в ньому дорівнює 0,4 мкА.

 

Варіант 2

1. (0,5 бала.) Вкажіть одиницю вимірювання сили струму:

А) Н         Б) Кл               В) В           Г) А.

2. (0,5 бала.) Які речовини є хорошими ізоляторами?

А) Метали, вода, машинне масло            Б) поролон, пінопласт, мідь

В) гума, порцеляна, сухе дерево              Г) залізо, сіль, гума.

3. (0,5 бала.) Вкажіть прилад вимірювання електричної напруги:

А) вольтметр                      Б)електроскоп

В) амперметр                     Г) електрометр.

4. (0,5 бала.) Вкажіть вид енергії, що перетворюється на електричну в фотоелементах:

А) механічна                        Б) світлова

В) хімічна                            Г) теплова.

5. (0,5 бала.) Вкажіть джерела електричної енергії:

А) акумулятор, термопара, реактивний двигун;

Б) фотоелемент, парова турбіна, двигун внутрішнього згорання;

В) акумулятор, сонячна батарея, термопара;

Г) гальванічний елемент, водяна турбіна, реактивний двигун.

6. (0,5 бала.) У металах вільно рухаються...

А)іони;

Б) електрони та іони;

В) протони;

Г) електрони та протони.

7. (1 бал.) Яку фізичну величину вимірює прилад, шкала якого показана на рисунку? Яка його ціна поділки? Які покази приладу?

8. (1 бал.) Накресліть схему електричного кола, що складається з гальванічного елемента, вимикача, дзвінка, вольтметра (вимірює напругу на дзвінку), амперметра (вимірює силу струму в дзвінку).

9. (2 бала.) Через котушку електромагніту пройшов заряд 24 Кл за 2 хв. Якою була сила струму в колі?

10. (2 бала.) Електрична плитка живиться напругою 220 В. Яку роботу виконало електричне поле, якщо через спіраль плитки був перенесений заряд величиною 1 000 Кл?

11. (3 бала.) Через увімкнений у коло гальванометр протікає струм силою 30 мА. За який час через поперечний переріз провідника проходить 6·1019 електронів?

 

V. Підбиття підсумків уроку. Завдання додому

  1. Повторити § 7 - 16.
  2. За бажанням підготувати коротеньке повідомлення на тему: «Винаходи пов’язані з електричним струмом».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Закон Ома для однорідної ділянки кола.

Мета:

навчальна: ознайомлення з зв'язком між основними характеристиками електричного кола; законом Ома як кількісним виразом залежності сили струму від напруги та опору провідника.

розвиваюча: логічне мислення та пізнавальний інтерес; навички розв'язування задач на закон Ома.

виховна: виховувати спостережливість, прищеплювати бажання удосконалюватися.

Обладнання: джерело струму, амперметр, вольтметр, вимикач, резистори, програма електронних фізичних демонстрацій «Фізика».

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Вивчення нового матеріалу
  1.          Досліди Ома.
  2.          Дослідне встановлення закону Ома.
  3.          Графічне зображення закону Ома.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

1. Заслуховування розв’язків задачі з домашнього завдання попереднього уроку

(Учні показують свої розв’язки)

2. Фронтальне опитування

  1. Що таке сила струму?
  2. Що прийнято за одиницю сили струму? Як називають цю одиницю?
  3. Яким приладом вимірюють силу струму?
  4. Як вмикаю амперметр в електричне поле?
  5. Дайте визначення фізичного змісту напруги? Одиниця вимірювання сили струму?
  6. Яким приладом можна виміряти напругу в електричному колі?
  7. Від чого залежить опір провідника?
  8. Назвіть одиницю вимірювання опору.
  9. Який прилад використовують для плавного регулювання сили струму в колі? Опишіть його принцип роботи.
  10. Запишіть формули для визначення сили струму, напруги та опору провідника.

 

III. Мотивація навчальної діяльності

Сьогодні на уроці ми з вами ознайомимося із законом, що встановив учений, якому все було під силу, навіть електричний опір. Його прізвище вам давно відоме.

Про цей закон учні склали приказку: «Хто не знає закону Ома, то нехай сидить удома». Щоб ви дома не сиділи, то ми з вами ознайомимося з цим законом.

 

IV. Повідомлення нового матеріалу

1. Досліди Ома

Які величини пов'язує між собою закон Ома? Насамперед треба сказати, що цей закон є одним із найважливіших законів учення про електричні явища, він пов'язує між собою силу струму, напругу і опір для ділянки кола (існує ще закон для повного кола, але ви з ним ознайомитеся пізніше).

З 1825 р. Ом починає займатися дослідженням гальванізму. 1826 р. з'являється його праця «Визначення закону, за яким метали проводять контактну електрику».

Перші досліди Ом проводив, користуючись власноруч виготовленим вольтовим стовпом. У наступних дослідах учений користується установками, в яких джерелом струму є термоелемент.

Ом підвішував магнітну стрілку на нитку, а під нею паралельно до її осі встановлював провідник, що з'єднував полюси джерела струму. Коли по провіднику йшов струм, стрілка відхилялася внаслідок магнітної дії струму. Крученням нитки Ом втримував стрілку в початковому положенні. Величина кута кручення вимірювалася силою відхиляючого струму. Розміщуючи стрілку над різними ділянками кола, Ом встановив, що кут кручення залишався постійним, і тим самим довів, що сила постійного струму в різних ділянках кола однакова. Далі, підключаючи до полюсів джерела струму різні провідники, вчений установив, що сила струму зменшується зі збільшенням довжини провідника, зі зменшенням площі поперечного перерізу і залежить від речовини, з якої виготовлений провідник. Тобто тепер ми можемо сказати, що сила струму залежить від опору провідника. До речі, терміни «опір» та «сила струму» належать Ому.

 

2. Дослідне встановлення закону Ома

Давайте і ми зробимо дослід і подивимося, чи справді сила струму залежить від опору і якщо залежить, то як.

Демонструємо дослід: складаємо електричне коло (джерело струму, амперметр, вольтметр, вимикач, резистор), в яке по черзі вмикаємо провідники, що мають різні опори. Напруга на кінцях провідника під час досліду підтримується сталою (спостерігаємо за вольтметром). Складаємо таблицю показів і переконуємося, що сила струму залежить від опору, причому вона обернено пропорційна опору провідника.

Використовуючи в якості джерела струму термоелемент, Ом створив різні температури сплавів вісмуту і міді, розміщуючи їх один – у танучий лід, а другий – у воду різної температури. В результаті він отримав різну напругу в провіднику. Відповідно змінювалося і відхилення магнітної стрілки.

Проведемо дослід: складемо коло з одного гальванічного елемента, амперметра, резистора, вимикача, вольтметра, паралельно під`єднаного до резистора. Замикаємо коло і записуємо покази приладів. Потім до даного гальванічного елемента приєднаємо ще такий самий і повторимо дослід. Третій дослід можна зробити із трьома гальванічними елементами.

Проаналізуємо покази приладів. Як бачимо, сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника.

Побудуйте графік залежності сили струму від напруги.

1827 р. з'являється основна праця Ома, що принесла йому славу: «Гальванічне коло, розроблене математично». В ній учений теоретично встановив знаменитий закон, що носить його ім'я.

Закон Ома:

Сила струму в однорідній ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна її опору.

Працю Ома в Німеччині зустріли дуже добре, а от за кордоном, особливо у Франції та Англії, праці Ома довгий час залишалися невідомими. Через 10 років після появи його праці французький фізик Пул'є на основі експериментів дійшов таких самих висновків. Але йому було вказано, що такий закон вже був установлений 1827 року Омом. Що цікаво: французькі школярі й досі вивчають закон Ома під ім'ям Пул'є.

Закон Ома був прийнятий ученим світом після того, як вдруге його відкрив Пул'є і лондонське королівське товариство на засіданні 30 листопада 1841 р. нагородило Ома медаллю Коплі.

 

3. Графічне зображення закону Ома

Оскільки закон Ома ,    U = I∙R    та     можна записати трьома способами,  то ці  залежності можна зобразити трьома графіками.

 

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Методичний прийом «Логістика»

Заповнити таблицю

№ з/п

І

U

R

1

500 мА

120 В

 

2

30 А

 

0,25 Ом

3

 

4,5В

15 Ом

 

Розрахункові задачі

1. Визначте напругу на кінцях залізного провідника завдовжки 150 см і площею поперечного перерізу 0,025 мм2, у якого сила струму 250 мА. (1,5 В)

2. При напрузі між кінцями провідника 4В сила струму в ньому 0,2 А. Якою має бути напруга, щоб у цьому самому провіднику сила струму була 0,04 А? (0,8 В)

3. Який заряд проходить через ніхромову дротину завдовжки  110 м площею поперечного перерізу 1 мм 2 за 1,5 хв , якщо її ввімкнено в електричну мережу з напругою 220В ? Питомий опір ніхрому 1,1 .

 

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія

Методичний прийом «Ромашка»

На столі лежить «ромашка», на кожній «пелюстці» якої написано запитання. Учні по черзі підходять до столу, відривають по одній «пелюстці», зачитують запитання й відповідають на них.

  1. Що ми вивчили сьогодні на уроці?
  2. Чому ця тема є важлива?
  3. Чи досягли ми поставленої мети?
  4. Вам було цікаво сьогодні?
  5. Що ви знали раніше з даної теми?

 

VІI. Завдання додому

  1. Опрацювати відповідний параграф підручника.
  2. Задачі

1) Який питомий опір речовини, з якої виготовлений провідник завдовжки 500 м і площею поперечного перерізу 1 мм2, якщо при напрузі 34 В сила струму в ньому 4 А ?

2) Яка напруга між кінцями фехралевої дротини завдовжки 20 м і площею поперечного перерізу 1,3 мм2, якщо за 2 хв. через неї проходить заряд 60 Кл ? Питомий опір фехралю 1,3 .

 

Тема: Електричні явища. Закони постійного струму.

Мета:

навчальна: поглиблення, закріплення, узагальнення та систематизація знань про електричний струм, силу струму, напругу, опір провідника, поняття роботи й потужності струму, закони Ома для ділянки кола та Джоуля - Ленца; формул для вивчення загального опору паралельно й послідовно з'єднаних провідників, формування вміння складати електричні кола й обчислювати параметри простих та комбінованих кіл; формування діалектико-матеріалістичного світогляду на основі ролі фізичних законів для практичної діяльності людини, розкриття перспективи використання постійного електричного струму в народному господарстві й побуті.

розвиваюча: розвиток мислення, вміння порівнювати, узагальнювати; продовжувати формувати навички культури графічних записів, розвивати культуру мовлення шляхом усного опитування учнів, організації відповідей та коментування розв'язування задач.

виховна: виховувати спостережливість, самостійність; формувати науковий світогляд.

Обладнання: демонстраційні амперметри, реостати, ключі, низьковольтні лампочки на підставці тощо, а також плакати й рисунки.

Тип уроку: узагальнення та систематизації знань.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2.     Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.       Узагальнення та систематизація знань
    1. Електризація тіл. Два роди зарядів. Електроскоп.
    2. Електрон. Будова атомів. Позитивні та негативні іони.
    3. Електричне поле. Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона.
    4. Електричне коло і його складові. Напрямок електричного струму.
    5. Сила струму. Одиниці. Амперметр. Вимірювання.
    6. Електрична напруга. Одиниці. Вольтметр. Вимірювання.
    7. Розрахунок опору провідника. Питомий опір. Реостати.
    8. Закон Ома для ділянки кола. Електричний опір. Резистор
    9. Паралельне і послідовне з'єднання провідників.
    10. Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля - Ленца.

V. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІ. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

Актуалізація опорних знань шляхом емоційного прийому «Кумедна ситуація».

Ситуація № 1

— Oттo! — звертається вчитель до учня.— Коли ти під час грози гладиш кота, особливо проти шерсті в темряві, що впадає тобі в око?

Кіт! — відповідає Отто.

Учитель. А яке фізичне явище насправді має місце в цій ситуації?

 

Ситуація № 2

На честь кого було названо одиницю напруги — вольт?

— На честь ученого Вольтметра?

Учитель. А яка ваша відповідь?

 

Ситуація № 3

На іспиті з фізики професор запитує:

— Як називається прилад, призначений для вимірювання напруги в провіднику?

— Називається... напрягометр!

Учитель. А ви як вважаєте?

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Повідомлення мети і завдання уроку.

 

ІV. Узагальнення та систематизація знань

1. Електризація тіл. Два роди зарядів. Електроскоп.

Учитель. Хто стоїть біля витоків науки про електрику? «Фізики»,— скажете ви. І матимете рацію, якщо додасте: «І лікарі». Навіть термін «електрика» придумав не фізик, а лікар Ві-льям Гільберт. Ще 1745 р. електричними «ударами» намагався лікувати параліч лікар Крістіан Готліб Краценштейн. Жан Поль Марат, лікар і фізик за фахом, революціонер за покликанням, у роки, що передували Великій французькій революції, лікував електрикою. Відомі вчені Л. Гальвані, Т. Юнг, Г. X. Ерстед були фізиками, фізіологами й лікарями. 1802 року Дж. Альдіні — племінник Л. Гальвані, а також його вірний учень і послідовник — зробив першу спробу повернути до життя електричним струмом серце померлого. Він роздо­був труп страченої людини й через 2 години після страти безуспішно намагався оживити серце чоловіка, у якого була відсутня голова. Р. Альдіні не знав, що причина його невдачі — запізнення. Цю помилку виправив Е. Вассалі із Турину. Під дією електричних розрядів серце його «пацієнта» почало скорочуватися. 1922 року хірург Босток застосував гальванічний струм і повернув до життя пацієнта, що перебував у стані клінічної смерті. Зараз електрику широко використовують у медичній практиці: з її допомогою встановлюють діагноз, лікують, вживають профілактичних заходів.

Учитель. Наведіть приклади електризації тіл, з якими ви стикаєтесь у побуті.

Передбачувані відповіді учнів

1-й учень. Якщо провести кілька разів гребінцем по сухому волоссю, то частина електронів перейде з волосся на гребінець і зарядить його негативно. Волосся при цьому зарядилося позитивно.

2-й учень. Електризація тіла людини об одяг. Знімаючи нейлонову сорочку в суху погоду, ми чуємо характерне потріскування. У деяких випадках тертям об сухий і чистий капроновий чи лавсановий одяг тіло людини може наелектризуватися до 10 000 В і більше. Цей заряд на людині може утримуватися протягом тривалого часу (якщо взуття має гумову підошву). -

Учитель. Слід сказати, що з електризацією люди зіштовхуються і на виробництві.

Так, нитки пряжі й полотно на текстильних і ткацьких фабриках електризуються внаслідок тертя, притягуються до веретен і роликів і рвуть­ся. Пряжа притягує пил і забруднюється. Доводиться вживати спеціальних заходів проти електризації ниток (у цехах створюють підвищену вологість повітря).

Електризація спостерігається і за тертя між рідкими й твердими тілами, тому бензовози обов'язково мають бути заземлені.

Учитель. А в чому полягає заземлення? (У передачі заряду землі.)

Але поряд із негативним аспектом, коли статична електрика призводить навіть до катастроф (хибність показів вимірювальних приладів, зниження якості продукції в текстильній промисловості і поліграфії, пожежі під час заправки літаків пальним тощо) вона має й цінне практичне застосування: електрофотографія, очищення зерна, змішування різнорідних матеріалів, збагачування руд, нанесення ворсового покрову, напилення порошків тощо).

Задача 1. Чи варто старанно терти сухою тканиною поверхню вкритих лаком меблів, щоб надовго очистити їх від пилу? (Не варто, через тертя поверхня електризується й осідання пилу посилюється.)

Задача 2. (Винахідницька задача) Під час запилення рослин пилок з однієї квітки на іншу переносять бджоли. Ефективність запилення значною мірою визначається кількістю перенесеного пилку. Як можна збільшити ефективність перенесення пилку? (Створити на тіла бджоли електростатичний заряд, полярність якого протилежна полярності землі. Для цього достатньо створити різницю потенціалів між поріжком вулика і землею.)

Задача 3. (Винахідницького характеру) Вугільний пил на шахтах, борошняний пил на млинах, ворсинки й шматочки пряжі на ткацькому виробництві тощо, наелектризувавшись, можуть спричинити аварію й неполадки. Запропонуйте захисні заходи для їх попередження. (Розбризкування води. Вентиляція, збільшення вологості повітря.)

Задача 4. Чому, якщо овочі й фрукти помістити на деякий час в електростатичне поле (це називається електроантисептуванням), термін їх зберігання значно збільшується? (Електростатичне поле згубно діє на мікроорганізми, що спричиняють гниття сільськогосподарських продуктів.)

Задача 5. Чому не рекомендують зберігати й перевозити бензин та інші рідини, що швидко спалахують, у поліетиленових каністрах, а радять використовувати для цього металеві ємності? (За дотику з різними предметами наелектризовані металеві ємності легко розряджаються.)

Задача 6. На рисунку зображено три пари кульок. Яка пара має однойменні заряди, різнойменні, не заряджена?

 

Задача 6. Який заряд має більша кулька?

 

Розкажіть про будову електроскопа. Наведіть приклади провідників і діелектриків. (Метали, ґрунт, розчини солей і кислот у воді, тіло людини; фарфор, скло, ебоніт, гума, шовк, повітря, пластмаси.)

 

2. Електрон. Будова атомів. Позитивні та негативні іони.

Учитель. Розкажіть все, що ви знаєте про Електрон. Чому він має таку назву? З чого складається атом? Які існували гіпотези про будову атома? Хто відкрив будову планетарну атома?

 

3. Електричне поле. Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона.

Учитель. Розглянемо анаграму. (Слова, зашифровані в анаграмах, складаються з тих самих букв. Вгадавши одне слово, потрібно переставити в ньому букви, щоб одержати нове, наприклад: радон — народ):

Что за чудо — анаграмма!

Четыре слова — целый ряд!

Один — смешит нас всю программу (клоун),

Второй расколет все подряд (колун).

Третий лезет вон из кожи:

Все стремится отклонять (уклон),

А четвертым можно сразу

Измерять и украшать (кулон).

 

Учитель. Що ж таке Кулон?

Кулон — міра кількості електрики; кулон — прикраса.

 

4. Електричне коло і його складові. Напрямок електричного струму.

Учень працює з карткою біля дошки: дає відповіді на запитання й виконує завдання.

  1. Що зображено на схемі?
  2. Указати умовний напрямок струму на схемі стрілками.
  3. Пунктирною лінією – стрілкою – вказати напрямок руху електронів.

5. Сила струму. Одиниці. Амперметр. Вимірювання.

5 учнів працюють індивідуально з 5 питаннями

1. Дати означення сили струму.

2. Записати формулу для визначення сили струму.

3. Одиниця вимірювання сили струму.

4. Прилад для вимірювання сили струму.

5. Як приєднати в коло амперметр?

 

Учитель. Струм знайшов корисне застосування в медицині. Безпечним для людини вважається струм, що дорівнює 1 мА, а струм силою 100 мА призводить до серйозних уражень організму.

Задача 7. Через поперечний переріз провідника кожні 10 секунд протікає 2·1020 вільних електронів. Визначити величину струму в провіднику.

Учень працює біля дошки

Дано

t=10 с

n=2·1020

e=1,6·10-19 Кл

Розв’язання

                              

                                 (А)

Відповідь: сила струму дорівнює 3,2 А.

І - ?

 

6. Електрична напруга. Одиниці. Вольтметр. Вимірювання.

Учитель. Яку фізичну величину можна охарактеризувати даною формулою, одиницею вимірювання та приладом на схемі?

.                    (В).               

Учитель. Що ви знаєте про напругу?

Учень. (коротке повідомлення). Безпечною для людини є напруга 36 В у сухому приміщенні і 12 В у вологому.

 

Задача 8. Під час переміщення заряду 4·10-4 Кл е електричному полі з точки А в точку В виконана робота 0,02 Дж. Знайдіть напругу між цими точками.

Учень працює біля дошки

Дано

q=4·10-4 Кл

А=2·10-2 Дж

Розв’язання

                              

                                 (В)

Відповідь: напруга дорівнює 500 В.

U - ?

 

7. Розрахунок опору провідника. Питомий опір. Реостати.

Учитель. Про який прилад ідеться? (Зачитує загадку)

Им силу тока изменяют, корда в нем что-то передвигают. (Реостат)

Учитель. Яка фізична величина характеризує здатність провідника проводити струм? (Опір прповідника).

Задача 9. Слід виготовити реостат опором 55 Ом із ніхромового дроту перерізом 1 мм2. Скільки потрібно дроту?

Дано

R=55 Ом

=1,1·10-6 Ом·м

S=10-6 м2

Розв’язання

За означенням:

                              

Довжина дроту:

                               

                                 (м)

Відповідь: Довжина ніхромового дроту дорівнює 50 м.

l - ?

 

8. Закон Ома для ділянки кола. Електричний опір. Резистор.

Фронтальне опитування

Задача 10. Обчислити силу струму, який пройде через тіло людину, якщо вона доторкнеться руками до дроту, що перебуває під напругою 220 В. Опір людини від кінця однієї руки до кінця другої – 15 кОм.

Дано

U=220 В

R=15·103 Ом

Розв’язання

Закон Ома:

                              

                                   (А)

Відповідь: сила струму дорівнює 0,0146 А.

I, U - ?

Задача 11. За даною схемою визначити напругу в колі.

 

 

Експериментальне завдання. Знайдіть і виправте помилки, зберіть правильну схему.

Учитель. (винахідницька задача) З чого можна виготовити джерело струму в домашніх умовах?

 

9. Паралельне і послідовне з'єднання провідників.

 

Задача 12. Які опори можна одержати, маючи три резистори по 5 кОм кожен?

Відповіді: 1. 5 Ом, 2. 10 Ом, 3. 15 Ом, 4. 2,5 Ом, 5. 1,67 Ом, 6. 3,33 Ом, 7. 7,5 Ом.

 

11. Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля - Ленца.

Учитель. Зараз три учня запишуть на дошці формули для обчислення роботи та потужності електричного струму, закон Джоуля – Ленца.

Задача 13. В електричній лампочці за напруги 220 В проходить струм 0,5 А. Підрахувати, скільки енергії витратиться за час вашого перебування в школі, якщо, йдучи з дому, ви забули вимкнути лампочку? Виразити знайдений результат у кВт·год.

Дано

U=220 В

І=0,5 А

t=7 год

Розв’язання

                              

Відповідь: робота електричного струму дорівнює 0,77 кВт·год.

А - ?

 

V. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

Учитель. А на завершення уроку послухайте давню легенду.

Жив на півдні Китаю мудрець. Ішли до нього люди за порадою, і слава про його розум сягала далеко за межі країни. Та ось почув він, що з’явився на сході країни інший мудрець і люди почали топтати стежку до мудреця східного. Тож задумав мудрець південний повернути собі славу. Упіймав він метелика й вирішив запитати в мудреця східного: «У мене в руках живе чи мертве?» і якщо той скаже, що мертве, то я розкрию руки і метелик полетить. А якщо скаже, що живе, то стисну долоні... прийшов мудрець південний до мудреця східного й запитує:

— У мене в руках живе чи мертве?

— Усе в твоїх руках, — відповів той.

Запам`ятаймо відповідь мудреця.

 

VІ. Завдання додому.

  1. Опрацювати параграфи 1 – 22.
  2. Підготуватися до семестрової контрольної роботи.
  3. Розв’язати задачі:

Задача 1. Визначити спад напруг на провіднику опором 20 Ом, якщо відомо, що в провіднику пройшло 200 Кл електричного струму за 50 с.

Дано

q=200 Кл

R=20 Ом

t=50 с

Розв’язання

                              

   (B)

 

Відповідь: спад напруг дорівнює 80 В.

U - ?

Задача 2. Загальний опір ділянки АВ дорівнює 20 Ом. Визначити опір третього провідника. Якою є сила струму на ділянці кола АВ, якщо вольтметр показує напругу В?

 

 

 

 

Дано

R=20 Ом

R1=3 Ом

R2=7 Ом

U=5 B

Розв’язання

Послідовне з’єднання провідників:

R = R1 + R2 + R3

Отже,

R3 = R – (R1 + R2) = 20 – (3 + 7) = 10 Ом.

 

Загальний струм в колі визначаємо за законом Ома:

                              

                                 (А)

Відповідь: опір третього провідника дорівнює 10 Ом, сила струму на ділянці АВ дорівнює 0,25 А.

R3, І - ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Будова і властивості газів, рідин та твердих тіл.

Мета: навчальна: ознайомлення з властивостями речовин в трьох агрегатних станах на основі знань про положення МКТ.

розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, творчі здібності.

виховна: виховувати здатність долати труднощі; інтерес до вивчення фізики; формувати науковий світогляд.

Обладнання: мультимедійна презентація до теми уроку, відеофільм «Агрегатні стани речовини».

Тип уроку: урок повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1. Організаційний етап.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4. Вивчення нового матеріалу

1. Гази.

2. Рідини.

3. Тверді тіла

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

Фізичний диктант

  1. Молекулярно-кінетична теорія - ... (пов’язує перебіг теплових явищ і процесів з особливостями внутрішньої будови речовини і вивчає причини, зумовлюють тепловий рух).
  2. Перше положення МКТ: ... (Речовина складається з мікрочастинок – атомів, молекул, іонів тощо).
  3. Друге положення МКТ: ... (Мікрочастинки, з яких складаються речовини, перебувають у безперервному русі й взаємодіють між собою).
  4. Непрямі докази існування атомів і молекул – це ... (Закон Дальтона про постійність відношень мас в хімічних реакціях).
  5. Дослідження Р. Броуна з пилком у воді – це ... (Прямий доказ існування атомів і молекул).
  6. Броунівський рух – це ... (Це тепловий рух частинок).
  7. Хто здійснив теоретичне тлумачення броунівського руху? (А. Ейнштейн і М. Смолуховський).
  8. Короткодіючі сили: ... (Сили пружності, що виникають під час деформації тіл. Мають електромагнітну природу і залежать від відстані між молекулами).

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

З власного досвіду та курсу фізики 7 класу вам відомо, що більшість оточуючих нас тіл знаходяться в одному з трьох агрегатних станах речовини — твердому, рідкому й газоподібному паливі. У 20-му столітті, коли почали досліджувати мікроскопічну будову тіл, було виявлено структуру цих станів речовини. Молекулярно-кінетична теорія дає можливість зрозуміти, чому речовина може перебувати в газоподібному, рідкому й твердому станах. Зараз ми розглянемо будову і властивості агрегатних станів речовини на основі МКТ.

 

ІV. Повідомлення нового матеріалу.

1. Гази

Властивості газів визначаються в основному рухом молекул, оскільки взаємодією молекул можна знехтувати. У зв’язку з тим, що молекули в усіх газах рухаються практично однаково, властивості різних газів подібні.

Молекули в газах розташовані не впритул — в середньому на відстанях, які набагато перевищують розміри самих молекул. Наприклад, у повітрі відстань між молекулами приблизно в 10 разів більша за розміри молекул. Гази легко стискаються, при цьому зменшується середня відстань між молекулами.

Молекули з величезними швидкостями — сотні метрів за секунду — рухаються в просторі. Стикаючись, вони відштовхуються одна від одної в різні боки, подібно до більярдних куль. Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх одна біля одної. Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.

2. Рідини

Молекули рідини розташовані майже впритул одна до одної, тому молекула рідини веде себе інакше, не як молекула газу. Затиснута, як у клітці, іншими молекулами, вона здійснює «біг на місці» (коливається близько положення рівноваги, стикаючись з сусідніми молекулами). Лише час від часу вона здійснює «стрибок», прориваючись крізь «прути клітки», але відразу ж потрапляє в нову «клітку», утворену новими сусідами. Час осілого життя молекули води, тобто час коливання близько одного певного положення рівноваги за кімнатної температури, так само в середньому 10-11 с. А час одного коливання значно менший (10-12 - 10-13 с). З підвищенням температури час осілого життя молекул зменшується.

Молекули рідини знаходяться безпосередньо одна біля одної. Під час спроби змінити об’єм рідини починається деформація самих молекул. Для цього потрібні дуже великі сили. Цим і пояснюється мале стискання рідин.

Як відомо, рідина може витікати, тобто не зберігає свою форму. Пояснити це можна так. Якщо рідина не тече, то «стрибки» молекул з одного осілого положення в інше відбуваються з однаковою частотою за всіма напрямами. Зовнішня сила помітно не змінює число стрибків молекул за секунду. Але переміщення молекул з одного осілого положення в інше відбуваються переважно в напрямі дії зовнішньої сили. Ось чому рідина тече й приймає форму посудини.

3. Тверді тіла

Атоми або молекули твердих тіл коливаються близько певних положень рівноваги. Іноді молекули змінюють положення рівноваги, але відбувається це рідко. Ось чому тверді тіла зберігають не тільки об’єм, але й форму.

Якщо з’єднати центри положень рівноваги атомів твердого тіла, то вийде правильна просторова сітка, яка називається кристалічною.

Внутрішній порядок у розташуванні атомів кристалів впливає на формування правильних зовнішніх геометричних форм.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Розв'язання винахідницької задачі:

Як акуратно й точно просвердлити отвір у гнучкій трубці, виготовленій із тонкої поліетиленової плівки?

(Перед свердлінням слід залити в трубку воду й заморозити).

 

Якісні задачі

  1. Чи може одна й та ж речовина перебувати в різних агрегатних станах?
  2. Що спільного в твердих тілах і рідинах? Чим вони відрізняються?
  3. Що спільного у рідинах і газах? Чим вони відрізняються?
  4. Як розташовані молекули й атоми в газах, рідинах і твердих кристалічних тілах?
  5. Як ведуть себе гази під час нагрівання? Чому?
  6. Газ здатний до необмеженого розширення. Чому існує атмосфера Землі?
  7. Зліпити фігурку з сухого піску не можна, а з мокрого можливо. Чому?

 

VІ. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. Що нового ви дізналися на уроці сьогодні?
  2. Вам було цікаво?
  3. Яка інформація була корисною для вас?
  4. Чи можна використати здобуту інформацію в практичному житті?

 

VІI. Завдання додому.

1. Опрацювати відповідний параграф підручника.

2. Обміркувати питання. Відповіді записати в зошиті.

1. Ви спостерігаєте з вікна за натовпом людей на площі, що прийшли на святкове гуляння. На площі тісно. Якщо подумки замінити кожну людину молекулою, то який стан речовини це буде нагадувати?

2. Виведіть на рисунку траєкторії руху молекул газу, рідини й твердого тіла.

3. При сильному охолодженні повітря, його можна зробити рідким. При цьому об’єм, який займає повітря, зменшується майже в 700 разів. Зробіть висновок з цього факту: яку частку об’єму газу складає об’єм самих молекул?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Потенціал і різниця потенціалів.

Мета: навчальна: ознайомлення з потенціалом, різницею потенціалів та зв’язком потенціалу та напруженості електричного поля, як енергетичною характеристикою електричного поля.

розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, творчу уяву, уважність.

виховна: виховувати здатність долати труднощі; інтерес до вивчення фізики; формувати науковий світогляд.

Обладнання: мультимедійна презентація до теми уроку, ілюстрації, програма електронних фізичних демонстрацій «Фізика».

Тип уроку: урок повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.           Організаційний етап.
  2.       Актуалізація опорних знань.
  3.   Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.    Вивчення нового матеріалу

1. Робота під час переміщення заряду в електричному полі.

2. Енергетична характеристика електричного поля.

3. Принцип суперпозиції.

4. Зв’язок між різницею потенціалів і напруженістю.

5. Еквіпотенціальні поверхні

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

 

II. Актуалізація опорних знань

Фронтальне опитування

  1. Дайте означення напруженості електричного поля.
  2. Запишіть формулу для визначення напруженості електричного поля.
  3. Які лінії називають силовими?
  4. В чому полягає принцип суперпозицій?
  5. Яке електричне поле називають однорідним?

 

Якісні задачі

  1. Чому лінії напруженості електричного поля не перетинаються?
  2. Зобразіть картину ліній напруженості електричного поля між двома зарядами у випадках: а) q і –q; б) q і q; в) q і 2q.
  3. Наблизьте палець до кульки зарядженого електроскопа. Листочки зійдуться. Заберіть палець – і листочки знову розійдуться.як пояснити це явище?
  4. Поясніть «електричний вітер».

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

В 9 класі ми вже вивчали роботу електричного поля та напругу. Сьогодні ми поглибимо знання з даної теми та знайдемо зв'язок між напругою та напруженістю електричного поля.

 

ІV. Повідомлення нового матеріалу.

1. Робота під час переміщення заряду в електричному полі

При переміщенні заряду q з точки а в точку b й назад була виконана робота, що дорівнює:

А = А1 + А2.

Оскільки заряд повернувся у вихідну точку, то система зарядів залишилася незмінною, а отже, і поле залишилося незмінним. Кожне певне поле має певну енергію. Енергія в цьому випадку залишилася незмінною, а оскільки робота є мірою зміни енергії, то сумарна робота дорівнює нулю. Тобто, робота, виконана по замкненому контурі, дорівнює нулю.

Аналогічні міркування можливі й у випадку переміщення заряду по інших траєкторіях.

Висновки:

  • робота в електростатичному полі не залежить від форми траєкторії, а залежить тільки від положення точок у полі, між якими переміщується заряд;
  • робота для будь-якого замкнутого контуру в електростатичному полі дорівнює нулю.

 

2. Енергетична характеристика електричного поля

З курсу механіки відомо, що зміна потенціальної енергії ΔWр пов’язана з виконаною системою роботою А співвідношенням ΔWр = -А («мінус» - якщо система виконує позитивну роботу, то її потенціальна енергія зменшується, а якщо негативну — то збільшується).

Оскільки сила, що діє з боку поля на заряд, пропорційна величині цього заряду, то й робота, виконувана полем під час переміщення заряду, також пропорційна величині заряду. А оскільки робота дорівнює зміні потенціальної енергії зі зворотним знаком, то й потенціальна енергія заряду в поле пропорційна до величини заряду. Отже, відношення потенціальної енергії заряду до заряду не залежить від величини заряду й тому характеризує власне поле.

Відношення потенціальної енергії Wp заряду q, поміщеного в певну точку поля, до цього заряду називається потенціалом електростатичного поля в цій точці:    

Фізичний зміст має зміна потенціальної енергії ΔWр:  вона пов’язана з виконаною роботою співвідношенням    ΔWр = -А.

Відповідно й фізичний зміст має різниця потенціалів між певними точками. Знайдемо, як вона пов’язана з роботою поля під час переміщення заряду між цими точками.

Виходячи з означення потенціалу, зв'язок різниці потенціалів між двома точками та роботи електричного поля є:

Різниця потенціалів між двома точками дорівнює відношенню роботи поля під час переміщення заряду з початкової точки в кінцеву до цього заряду:    .

Різницю потенціалів називають також напругою й позначають U.

У СІ роботу виражають у джоулях, а заряд — у кулонах. Різниця потенціалів між двома точками поля дорівнює 1 В, якщо під час переміщення заряду в 1 Кл із однієї точки в іншу електричне поле виконує роботу в 1 Дж.

 

3. Принцип суперпозиції

Із принципу суперпозиції випливає, що потенціал електричного поля системи зарядів дорівнює алгебраїчній сумі потенціалів полів, створених кожним із зарядів:  

 

4. Зв'язок між різницею потенціалів і напруженістю

Робота електричного поля і напруженість ЕП пов’язані виразом А = qEd.

Ця робота пов’язана з різницею потенціалів співвідношенням .

Отже, .

Напруженість електричного поля дорівнює різниці потенціалів, що припадає на одиницю довжини уздовж лінії напруженості.

Його можна записати також у вигляді .

Під час переміщення позитивного заряду в напрямку напруженості електростатичне поле виконує позитивну роботу, то φ1 > φ2.

Напруженість електричного поля напрямлена у бік убування потенціалу.

Напруженість однорідного поля дорівнює 1 В/м, якщо різниця потенціалів між двома точками, з’єднаними вектором завдовжки 1 м і напрямленим уздовж напруженості поля, дорівнює 1 В.

 

5. Еквіпотенціальні поверхні

Відомо, що якщо напрямок переміщення перпендикулярний до напрямку сили, то робота цієї сили дорівнює нулю. А якщо робота під час переміщення заряду з однієї точки в іншу дорівнює нулю, тоді дорівнює нулю й різниця потенціалів між цими точками.

Якщо заряд переміщується в напрямку, перпендикулярному до напрямку силових ліній, то робота поля під час переміщення заряду дорівнює нулю. А отже, дорівнює нулю й різниця потенціалів між початковою й кінцевою точками траєкторії заряду.

В будь-якому електростатичному полі нулю дорівнює різниця потенціалів між точками, що лежать на поверхні, перпендикулярної в кожній точці до ліній напруженості поля.

Під час переміщення пробного заряду з однієї точки в іншу уздовж цій поверхні поле не виконує роботи. Отже, всі точки такої поверхні мають однаковий потенціал.

Поверхні рівного потенціалу називають еквіпотенціальними поверхнями.

Оскільки всі точки провідника мають однаковий потенціал, поверхня провідника є еквіпотенціальною.

Силові лінії поля поблизу поверхні провідника перпендикулярні до його поверхні.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Фронтальне опитування

1. Як різниця потенціалів між двома точками поля залежить від роботи електричного поля?

2. За яких умов переміщення електричного заряду з однієї точки електричного поля в іншу не вимагає витрат енергії?

3. Різниця потенціалів 100 В. Що це означає?

4. Чому дорівнює різниця потенціалів між точками зарядженого провідника?

 

Винахідницька задача:

Під час запилення рослин пилком з однієї квітки на іншу переносять бджоли. Ефективність запилення значною мірою визначається кількістю перенесеного пилку. Як можна збільшити ефективність перенесення пилку?

(Створити на тілі бджоли електростатичний заряд, полярність якого протилежна полярності землі. Для цього достатньо створити різницю потенціалів між поріжком вулика й землею).

 

 

Розрахункова задача

Напруженість однорідного електричного поля дорівнює 2 кВ/м. В ньому перемістили на 3 см в напрямі силової ліній заряд –30нКл. Визначити роботу поля, зміну потенціальної енергії взаємодії заряду з полем і різницю потенціалів між початковою і кінцевою точками переміщення. (Відповідь: -1,8 мкДж,  18 мкДж,  60 В).

 

VІ. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. Чи було вам цікаво на уроці?
  2. Що вам сподобалося?
  3. Що ще ви хотіли б дізнатися з цієї теми?

 

VІI. Завдання додому.

1. Опрацювати відповідний параграф підручника.

2. Розв’язати задачі.

1. Під час переміщення заряду в електричному полі виконано роботу 2 Дж. Визначити заряд, якщо його переміщення відбувається при різниці потенціалів 3·103 В. (Відповідь: 0,67·10-3 Кл).

2. Яку роботу виконує поле під час переміщення заряду 20 нКл з точки, потенціал якої 700В, у точку з потенціалом   –100 В, у точку з потенціалом 400В? (Відповідь: 10мкДж, -10мкКл).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Електрична і магнітна взаємодія. Взаємодія провідників зі струмом.

Мета: навчальна: ознайомлення з електричною та магнітною взаємодією та явищем електромагнітної взаємодії.

розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, творчу уяву, уважність.

виховна: виховувати здатність долати труднощі; інтерес до вивчення фізики; формувати науковий світогляд.

Обладнання: мультимедійна презентація до теми уроку, відеофільм «Взаємодія струмів».

Тип уроку: урок повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.             Організаційний етап.
  2.         Актуалізація опорних знань.
  3.     Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.      Вивчення нового матеріалу

1. Взаємодія магнітів

2. Взаємодія магнітів і провідників зі струмами

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

Фронтальне опитування

  1. Дайте означення поняттю електричного поля.
  2. Основною ознакою електричного поля є ...
  3. Напруженість електричного поля – це .... Запишіть формулу.
  4. Сформулюйте закон, за яким визначають силу взаємодії двох заряджених тіл. Запишіть формулу. Ім’я якого вченого він носить?
  5. Як взаємодіють одно- й різнойменні заряди?
  6. Дайте означення силі струму та напрузі.
  7. Пригадайте, що таке магнітне поле?
  8. Які властивості магнітного поля вам відомі?

 

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

В 9 класі ви вже вивчали магнітне поле та його властивості, на попередніх уроках ми докладно вивчили електричне поле та електричний струм. Сьогодні ми вивчимо взаємодію поєднання електричної та магнітної взаємодій – електромагнітну взаємодію. Але для початку давайте розв’яжемо задачу. (Постановка проблемної ситуації).

Задача (винахідницька).

Як еталон прямолінійності зручно використовувати тонкий натягнутий дріт. Але під дією сили тяжіння Землі дріт, хоч і небагато, але прогинається. Оскільки це еталон,то навіть незначні прогини недопустимі. Як усунути цей недолік?

(Учні висловлюють власні припущення)

Ідеї цікаві. Але сьогоднішній урок допоможе вам знайти ще легше вирішення даної проблеми.

 

ІV. Повідомлення нового матеріалу.

 

1. Взаємодія магнітів

У будь-якого магніту є два полюси (полюсами магніту називають ті його частини, поблизу яких найбільше сильно проявляється дія магніту). Однойменні полюси магнітів відштовхуються, а різнойменні — притягуються.

Взаємодія полюсів магніту дуже схожа на взаємодію електричних зарядів. Так само, як і для електричних зарядів, сила взаємодії полюсів убуває обернено пропорційно квадрату відстані між ними.

Одержати «одиночні» магнітні полюси (тільки північний і тільки південний), подібні до позитивних і негативних електричних зарядів, неможливо: якщо розпиляти магніт, виходять два менших магніти, у кожного з яких є знову два полюси — північний і південний. Уже в XX столітті було встановлено, що навіть елементарні частинки, такі як протон і електрон, є малюсінькими магнітами, які мають по два полюси.

 

2. Взаємодія магнітів і провідників зі струмами

Між нерухомими електричними зарядами діють сили, які визначаються за законом Кулона. Проте між електричними зарядами можуть діяти сили й іншої природи. Взаємодії між провідниками зі струмом, тобто взаємодії між рухомими електричними зарядами, називають магнітними.

Учення про магніти та їх взаємодію тривалий час розвивалося відокремлено, як одна із галузей науки, аж поки низка відкриттів і теоретичних досліджень у XIX ст. не довела органічний зв'язок магніта з електрикою.

Одним із фундаментальних доведень єдності електричних і магнітних явищ є результат досліду Г.-К. Ерстеда, датського фізика, який у 1820 р. виявив, що магнітна стрілка змінює своє положення поблизу провідника зі струмом.

Причиною цього є електричний струм — напрямлений рух заряджених частинок у провіднику.

Магнітні явища хоча й пов'язані з електричними, проте не тотожні їм. Це також підтверджується дослідами.

Якщо взяти два довгі паралельні провідники і приєднати їх до джерела струму, то ми побачимо, що провідники, по яких струм тече у різних напрямах, відштовхуються один від одного (мал. 1, а), а коли у провідниках струм проходить в одному напрямі, вони притягуються один до одного (мал. 1, б).

Висновок:

якщо струми течуть в одному напрямку, то провідники притягуються, а якщо в протилежних напрямках — то відштовхуються.

Цей дослід було проведено Ампером. Він експериментально встановив, що паралельні провідники зі струмами взаємодіють.

Електричний струм в одному з провідників створює навколо себе магнітне поле, яке діє на струм у другому провіднику. Поле, створене електричним струмом другого провідника, діє на перший.

Отже, подібно до того, як у просторі, що оточує нерухомі електричні заряди, існує електричне поле, у просторі, що оточує струми, існує поле, яке називають магнітним.

Взаємодію між провідниками зі струмом, тобто взаємодію між рухомими електричними зарядами, називають магнітною. Сили, з якими провідники зі струмом діють один на одного, називають магнітними силами.

Магнітне поле — це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками.

Властивості магнітного поля:

  • магнітне поле завжди зв'язане з рухом заряджених частинок або тіл;
  • магнітне поле діє на рухомі заряджені частинки або тіла.

Два провідники зі струмом взаємодіють один з одним. Це явище пояснюється тим, що сила, яка діє на кожний з провідників, зумовлена магнітним полем, створеним струмом другого провідника. Тому зрозуміло, що коли ми помістимо провідник зі струмом у магнітне поле, наприклад в поле постійного магніту, то на нього діятиме сила.

Дослід.

Замкнувши коло, пропустимо струм повільно підвішеному провіднику, що перебуває в магнітному полі підковоподібного магніту. Ми помітимо, що провідник почне рухатися (мал. 2).

Якщо ж забрати магніт, то провідник зупиниться. Отже, з боку магнітного поля на провідник зі струмом діє сила F так само, як діє сила з боку магнітного поля на магнітну стрілку. Змінюючи напрям струму або напрям силових ліній магнітного поля, ми помічаємо, що змінюється і напрям руху провідника, а отже, і напрям сили, що діє на провідник. Цю силу називають силою Ампера.

Напрям сили, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, можна визначити, користуючись правилом лівої руки.

Правило лівої руки:

Руку розміщують так, щоб силові лінії поля входили в долоню, а чотири пальці збігалися з напрямом струму у провіднику, тоді великий палець, відігнутий на 90°, покаже напрям сили, що діє на провідник (мал. 3)

Рух провідника зі струмом у магнітному полі дуже широко застосовується в техніці: в електродвигунах, у вимірювальних приладах з котушкою, що обертається, і в багатьох інших пристроях.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Розв'язання проблемної задачі (винахідницька задача):

Над еталоном слід протягнути другий дріт, пропустити в них струми одного напрямку, щоб гравітаційний прогин був скомпенсований взаємним протягуванням дротів один до одного.

(Розв’язання задачі базується на знанні взаємодії прямолінійних провідників зі струмом і застосована для винахідницького розв’язання задачі з механіки).

 

Якісні задачі

1. Північний полюс магніту підносять до позитивно зарядженої тенісної кульки, що висить на нитці. Що спостерігатиметься — притягання або відштовхування? Як зміниться відповідь, якщо кулька заряджена негативно?

Розв'язання

В обох випадках буде спостерігатися притягання, обумовлене поділом заряджених частинок у нейтральному тілі (магніті) під дією електричного поля. Заміна позитивного заряду кульки на негативний і (або) північного магнітного полюса на південний ніяк не вплине на результат: магнітне поле взагалі не діє на нерухомі заряджені частинки або тіла.

2. Чи відхилиться магнітна стрілка, якщо її розмістити поблизу рухомого пучка частинок:

а) електронів;

б) атомів;

в) позитивних іонів?

3. У який спосіб можна дізнатися, чи є струм у проводі, не користуючись амперметром?

 

VІ. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. Що нового ви дізналися на уроці сьогодні?
  2. Вам було цікаво?
  3. Що було найнеочікуванішим на уроці сьогодні?

 

VІI. Завдання додому.

1. Опрацювати відповідний параграф підручника.

2. Обміркувати питання. Відповіді записати в зошиті.

1. Чи можна розрізати магніт так, щоб один з отриманих магнітів мав тільки північний полюс, а інший — тільки південний?

2. Опишіть кілька способів, за допомогою яких можна визначити, чи намагнічений шматок сталевого дроту.

3. Турист знайшов у лісі сталеве полотно ножівки. Як може він визначити, чи намагнічене це полотно, якщо в нього немає із собою предметів з магнітних матеріалів?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: ЕРС індукція в рухомому провіднику. Сила Лоренца.

Мета: навчальна: ознайомлення з явищем електромагнітної індукції в рухомому провіднику.

розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, пам’ять, уважність.

виховна: виховувати культуру оформлення задач та проведення експериментів; інтерес до вивчення фізики; формувати науковий світогляд.

Обладнання: джерело струму, амперметр, вольтметр, вимикач, резистори, програма електронних фізичних демонстрацій «Фізика».

Тип уроку: урок повідомлення нового матеріалу.

 

Структура уроку

  1.             Організаційний етап.
  2.         Актуалізація опорних знань.
  3.     Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
  4.      Вивчення нового матеріалу

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

 

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

Фронтальне опитування

  1. Що називається явищем електромагнітної індукції?

Електромагнітна індукція – це явище виникнення електричного струму в замкнутому провідному контурі при змінах магнітного поля, що пронизує контур.

  1. Що таке магнітний потік?

Для плоского контуру, розміщеного в однорідному магнітному полі, магнітним потоком через поверхню площею називають величину, рівну добутку вектора магнітної індукції на площу і на косинус кута між вектором і нормаллю до поверхні:

.

  1. В яких одиницях вимірюється магнітний потік?

Магнітний потік вимірюється у веберах (Вб):

.

  1. Назвіть закон електромагнітної індукції.

ЕРС індукції в замкнутому контурі рівна модулю швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром:

.

  1. Сформулюйте правило Ленца.

Виникаючий в замкнутому контурі індукційний струм має такий напрям, що створений ним магнітний потік через площу, обмежену контуром, намагається компенсувати ту зміну магнітного потоку, яким викликається даний струм.

  1. В яких одиницях вимірюється магнітна індукція?

Магнітна індукція вимірюється у Теслах:

.

  1. Яке поле називається вихровим?

Електричне поле, що виникає при змінах магнітного поля, називається вихровим електричним полем.

  1. Чим вихрове електричне поле відрізняється від електростатичного поля?

Вихрове електричне поле відрізняється від електростатичного поля тим, що воно не пов’язано з електричними зарядами, його лінії напруженості є замкнутими лініями. Робота сил вихрового електричного поля при русі електричного заряду по замкнутій лінії може відрізнятися від нуля.

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Оголошення теми, мети уроку.

На попередньому уроці ми ознайомилися з поняттям електромагнітної індукції, магнітним потоком, ЕРС індукції та правилом Ленца. На сьогоднішньому уроці ми ознайомимося з ЕРС індукції в рухомому провіднику.

 

IV. Повідомлення нового матеріалу.

Явище електромагнітної індукції спостерігається і в тих випадках, коли магнітне поле не змінюється в часі, але магнітний потік через контур змінюється через рух провідників контуру в магнітному полі. В цьому випадку причиною виникнення ЕРС індукції є не вихрове електричне поле, а сила Лоренца.

Розглянемо прямокутний контур в однорідному магнітному полі, вектор індукції якого перпендикулярний площині контуру. Якщо провідник ковзає з постійною швидкістю по двом провідникам контуру, то за час площа контуру змінюється на величину , а магнітний потік через контур – на:

.

Тому ЕРС індукції в контурі буде рівна:

.    (1)

В провіднику, що рухається в магнітному полі, на електричний заряд діє сила Лоренца:

.

Вирахуємо силу Лоренца, що діє на електричний заряд під час повного обходу контуру.

На шляху довжиною робота сили Лоренца рівна:

.    (2)

В нерухомих частинах контуру сила Лоренца рівна нулю, тому повна робота сили Лоренца при обході контуру зарядом рівна роботі сили Лоренца на рухомому відрізку контуру.

Розглядаючи роботу сили Лоренца як роботу сторонніх сил в контурі, отримаємо вираз для ЕРС сторонніх сил:

.    (3)

Співпадіння виразів (1) та (3) показує, що причиною виникнення ЕРС індукції в контурі в цьому випадку є дія сили Лоренца на заряд в рухомому провіднику.

 

V. Закріплення нового матеріалу.

Задача.

Металевий стержень АС одним кінцем (точка А) шарнірно закріплений на вертикальному діелектричному стержні АО. Другий кінець (точка С) зв'язаний з вертикальним стержнем за допомогою нерозтяжної непровідної нитки ОС довжиною . (рис 1) Стержень АС обертається навколо стержня АО в однорідному магнітному полі, індукція якого вертикальна і рівна. Кутова швидкість стержня АС . Визначити різницю потенціалів (за модулем) між точками А і С.

Розв'язання:

Стержень АС та відрізок ОС перетинають за одиницю часу одну й ту саму кількість силових ліній. Тому ЕРС в стержні АС дорівнює ЕРС в ОС.

Можна показати, що .

Дійсно, за малий відрізок часу ОС повертається на кут та може охопити площу

.

Зміна магнітного потоку , звідки

.

Різниця потенціалів:

.

Відповідь: .

(В розв'язку задачі використано той факт, що ЕРС індукції не залежить від речовини, в якій вона виникає.

Винахід в задачі: так як один і той же магнітний потік перетинає і діелектричний стержень ОС, і металевий АС, але легше знайти зміну магнітного потоку через зміну площі, що окреслює стержень ОС).

 

 

VІ. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

  1. Чи комфортно ви почувалися на уроці?
  2. Як ви вважаєте, чи виконали ми ті завдання, які ставили на початку уроку?
  3. Чи ми розв’язали проблему, над якою працювали?

 

VІI. Завдання додому.

Опрацювати відповідний параграф підручника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаних джерел

 

  1. Альтшуллер Г.С. Дерзкие формулы творчества. – В кн.: Дерзкие формулі творчества/Сост. А.Б. Селюцкий. – Петрозаводск: Карелия, 1987. – с. 13-81.
  2. Бар’яхтар В. Г, Божинова Ф. Я. Фізика. 10 клас. Академічний рівень: підруч. для загальноосвітніх навч. закл. – Х.: «Ранок», 2010. – 256 с.: іл.
  3. Віднічук М.А. Формування вмінь розв’язувати винахідницькі задачі в курсі фізики загальноосвітньої школи: Автореферат дисерт. канд. пед. наук.: 13.00.02/Нац. пед. ун-т. ім. Драгоманова. – К., 2007. – 19с.
  4. Віднічук М.А. Розв’язування винахідницьких задач на основі усуненя технічних протиріч// Фізика та астрономія в школі. – 2001. - №5. –С. 33-35.
  5. Давиденко А.А. Винахідницькі задачі// Фізика. – 2004. - №14. – С. 18.
  6. Давиденко А.А. Від винахідницької ідеї – до реальної моделі// фізика. –2005. №9. – С. 1-4.
  7. Давиденко А.А. Изобретательские задачи в школьном курсе физик: Пособие для учителей. – К. – 1996. – 96с.
  8. Давидьон А.А. Особливості постановки та розв`язуваня експериментальних фізичних задач// Фізика та астрономія в школі. – 1999. - №1. – С. 53-55.
  9. Третяк Т.М. Психологічна готовність особистості до розв’язування творчих задач// Обдарована дитина. – 2007. – №7. – С. 46-50.
  10. Давидьон А.А. Конструювання експериментальних задач різного рівня складності// Фізика та астрономія в школі. – 1997. - №1. – С. 45-47.
  11. Давидьон А.А. Експериментальні задачі з фізики в домашніх завданнях//Фізика та астрономія в школі. – 1998. – №1. –С. 27-29.
  12. Половина Г.П. Лаврентьєва О.О. Турнір юних фізиків як мета і засіб формування творчих рис особистості// Фізика та астрономія в школі. – 2002. - №3. – С. 33-36.
  13. Сиротюк В. Д. Фізика: підруч. для 9 класу загальноосвітніх навч. закл. – К.: «Зодіак-ЕКО», 2009. – 208 с.: іл.
  14. Сиротюк В. Д. Фізика: підруч. для 11 класу загальноосвітніх навч. закл.: (рівень стандарту). – Х: «Сиция», 2011. – 304с.: іл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст

 

Вступ.............................................................................................................................3

Цикл уроків у 9 класі з теми «Електричний струм. Сила струму.

Напруга. Опір провідників».......................................................................................4

Електризація тіл. Електричний заряд. Два роди електричних зарядів.

Дискретність електричного заряду. Закон збереження електричного заряду.

Електрон.......................................................................................................................5

Будова атома. Іон. Ізотопи. Закон збереження електричного заряду.

Електризація тіл і будова атома.............................................................................10

Електричне поле. Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона................................14

Лабораторна робота № 1 «Дослідження взаємодії заряджених тіл»....................19

Електричний струм. Дії електричного струму.......................................................21

Електрична провідність матеріалів: провідники,

напівпровідники та діелектрики. Струм у металах................................................25

Електричне коло........................................................................................................29

Джерела електричного струму. Гальванічні елементи. Акумулятори.................31

Сила струму. Амперметр. Вимірювання сили струму...........................................35

Електрична напруга. Вольтметр. Вимірювання напруги......................................39

Електричний опір. Одиниці опору. Залежність електричного пору

від його розмірів та форми. Питомий опір провідника. Реостат..........................42

Розв’язування задач. Підготовка до контрольної роботи.....................................46

Контрольна робота № 2............................................................................................50

Закон Ома для однорідної ділянки кола.................................................................53

Електричні явища. Закони постійного струму.......................................................57

Урок в 10 класі на тему «Будова і властивості газів, рідин та твердих тіл».......65

Урок в 11 класі на тему «Потенціал і різниця потенціалів».................................70

Урок в 11 класі на тему «Електрична і магнітна взаємодія.

Взаємодія провідників зі струмом».........................................................................76

Урок в 11 класі на тему «ЕРС індукція в рухомому провіднику.

Сила Лоренца»...........................................................................................................82

Список використаних джерел..................................................................................87

1

 

doc
Пов’язані теми
Фізика, Розробки уроків
Додано
30 жовтня 2018
Переглядів
571
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку