Тема "Закон Ома для ділянки кола. Розв'язування графічних і розрахункових задач на закон Ома для ділянки кола"

Смілянська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №1

Смілянської міської ради Черкаської області

КОНСПЕКТ

інтегрованого уроку

з  фізики і математики у 8 класі

Тема:  Закон Ома для ділянки кола. Розв'язування графічних і розрахункових задач на закон Ома для ділянки кола

Розроблено учителем фізики Бойко С.М.

і учителем математики  Волошиним В.О.

Тема:  Закон Ома для ділянки кола. Розв'язування графічних і             розрахункових задач на закон Ома для ділянки кола.

Девіз уроку:

 «Природа формує свої закони мовою математики»  

Дж.Максвелл

«Недостатньо мати добрі знання, головне – це раціонально                         застосовувати їх»

                                                                                                             Р. Декарт

Мета уроку:  Формувати вміння розв’язувати графічні і розрахункові, типові і нестандартні задачі на закон Ома для ділянки кола, поглибити та скорегувати знання про силу струму, напругу, опір та показати  зв’язок між ними; узагальнити знання про пряму та обернену пропорційсть; переконатися в значущості знань, одержаних на уроках математики, їх прикладному характері і ефективності використовування при розв’язанні фізичних задач; розвивати уміння застосовувати теоретичні знання при розв’язуванні практичних задач; формувати сприйняття єдності математичних моделей і фізичних процесів;розвивати уміння встановлювати зв’язок між силою струму і напругою, силою струму і опором, порівнювати, аналізувати, зіставляти, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки;розвивати логічне мислення, стійку  увагу,математичну мову, виховувати інтерес до вивчення фізики і математики; культуру спілкування, толерантність, впевненість у собі, навички індивідуальної і колективної роботи, сприяти цілісному розумінню навколишнього світу.

Хід уроку

1. Мотивація навчальної діяльності

   Учитель фізики: На дошці ви бачите незвичайний дріб (чисельник – портрет Вольта, знаменник – портрет Ома, частка – портрет Ампера). Упізнайте вчених на портретах і розшифруйте цей дріб.

 Учитель фізики: Так, дійсно закон Ома дуже важливий. Він відповідає на питання «Від чого і як залежить сила струму в провіднику. Це важливо, бо саме від сили струму залежать дії струму:теплова, механічна, магнітна, хімічна, світлова. А саме дії струму і застосовує людина в різноманітних побутових приладах, технологічних процесах. Без цього закону не обійтись при розрахунках електричних кіл ( ми це будемо робити на наступних уроках). Закон Ома є основою всієї електротехніки, а уявити наше життя зараз без електричного освітлення взагалі неможливо

2. Формулювання мети уроку

Сьогодні ми будемо вчитися застосовувати набуті знання про головні електричні величини та закон Ома при розв’язуванні задач. Це головна мета уроку. Але визнаєте, що дуже часто вам заважає те, що ви не можете правильно застосувати математичний матеріал. А роль математики у фізиці величезна. Математичні та фізичні знання пов'язані, переплетені один з одним. Тому темою уроку є: «Закон Ома для ділянки кола. Розв'язування графічних і розрахункових задач на закон Ома для ділянки кола »(записати  тему уроку)

 На уроці ви побачите наскільки глибокі зв'язки фізики і математики:

- Нам належить займатися розрахунками;

- згадати про перевід одиниць вимірювання фізичних величин в систему СІ,

-показувати уміння у вираженні компонентів з формул;

-звернутися до графічних залежностях величин(пряма і обернена пропорційності).

І вже на допомогу  нам йде ваш учитель математики, без нього не обійтися.

  Учитель математики: Відомий такий вислів: „Математика–цариця всіх наук і служниця фізики”.Мені більше подобаються такі слова Іммануіла Канта «У будь-якій науці стільки істини, скільки в ній математики».  Сьогодні ми проведемо  урок, на якому повторимо і підсумуємо вивчене нами раніше з математики, навчимося використовувати його при розв’язуванні графічних і розрахункових задач на закон Ома для ділянки кола. Ми переконаємось  в значущості знань, одержуваних на уроках математики, їх прикладному характері і ефективності використовування при розв’язанні фізичних задач,  що математика і фізика не розмежовані науки, між ними існує тісна взаємодія:математика є інструментом вивчення фізичних явищ, а фізика ілюструє фізичну спрямованість математики, її значення у повсякденному житті.

Тільки усвідомлене використання знань, оволодіння математичним апаратом, уміння логічно мислити дозволить досягти успіхів у підкоренні вершин інших наук.

3. Актуалізація опорних знань.

Учитель математики: Для успішної реалізації мети уроку нам треба пригадати деякі математичні поняття. Ключовим з них є функція. Функція виражає залежність між величинами. Кожна область знань:фізика, біологія, географія, соціологія і т.д. мають свої об’єкти вивчення,встановлюють взаємозв’язок ціх об’єктів. Математика розглядає абстрактні змінні величини і в «відхіленому» вигляді вивчає різні закони їх взаємоз’язку, які на математичній мові називаються функціональними залежностями або просто функціями. Наприклад, у співвідношенні у=кх математик бачить абстрактну пряму пропорційну залежність, а фізик може встановити в ньому залежність сили струму від напруги і просто замінити позначення змінних загально прийнятими. Тому в цьому питанні математика є базою, основою фізики. Витягнемо з глибин своєї пам’яті знання про ті функції, які потрібні для вивчення закону Ома для ділянки кола, а саме пряму пропорційну залежність і обернену пропорційність.

Фронтальна робота

1.   Якою формулою задається пряма пропорційність?
2.   Як називаються і що означають х, у, к?
3.   Що являється графіком даної залежності?
4.   Скільки потрібно точок, щоб побудувати графік прямої пропорційності?
5.   Виразити к через х та у.
6.   Якою формулою виражається обернено пропорційна залежність?
7.   Виразити к через х та у.
8.   Що являється графіком оберненої пропорційності?

Виконайте завдання на «впізнавання» графіків

• Слайд №10Графік якої функції зайвий?

• Слайд№11 На якому малюнку зображено графік прямої пропорційності?
• Слайд№12Учень допустив помилку при побудові графіка однієї функції. На якому малюнку?

• Слайд№13 З даних графіків вбрати графіки прямої пропорційності, оберненої, лінійної функції

Учитель фізики:

Розглянемо застосування прямої і оберненої пропорційностей при розв’язуванні задач на закон Ома для ділянки кола ( робота в групах )

(самоперевірка)

Вчитель фізики: математика є базою фізики, тільки в математиці абстрактні величини, а в фізиці – конкретні фізичні.

Графіками математичних залежностей у(х) є пряма і гіпербола Які можна зробити висновки щодо графіків залежнстейI I(U) таI(R)?

Вчитель фізики:     

 Яка залежність сили струму від напруги?

Завдання 1 ( експериментатори)

 Для визначення залежності сили струму від напруги  ми скористаємося установкою, зображеною  на слайді

  Як споживач струму в колі використовується резистор — металевий провідник у вигляді спіралі. Паралельно до резистора підключений вольтметр, що вимірює напругу на цій ділянці кола.   Як джерело струму будемо використовувати пристрій, який дозволяє регулювати напругу на кінцях провідника.  Будемо змінювати напругу на цій ділянці кола і стежити за відповідними змінами сили струму.  Отримали такі результати  

 Отже, ми експериментально довели, що у скільки разів збільшується напруга, прикладена до резистора , у стільки ж разів збільшується сила струму в ньому

Теоретики:  між силою струму і напругою на кінцях провідника існує пряма пропорційна залежність: I ~U

– вольт-амперна  характеристика провідника

Вчитель фізики: Яка залежність сили струму від опору  за  постійної  напруги?

Завдання 2 ( експериментатори). Для встановлюють залежність сили струму від опору ділянки за постійної напруги   скористалися установкою  зображеною  на слайді

Включимо в коло провідник із опором 1 Ом, потім 2 Ом і 4 Ом. За допомогою джерела струму  підтримували в кожному випадку постійну напругу, наприклад, 2 В.Отримали такі  результати досліду 

Отже, ми експериментально довели, що провідник має більший опір, у якому за тієї самої напруги проходить менший струм.

Теоретики:   сила струму при постійній напрузі провідника обернено пропорційна його опору

Практики : Таким чином графіком залежності I(U)  є пряма у якої U -аргумент, а І – функція, значення к – у скільки разів збільшується значення напруги. На мові фізики цей графік називається  вольт амперна характеристика провідника. Графіком залежності І ( R) є обернена пропорційність.

Таким чином .Ця залежність була встановлена експериментально в 1826 р. Г. Омом. Тому цей закон називають законом Ома для ділянки кола.

Фізкультхвилинка

Учитель: Чи знаете ви, що таке австралійський дощ? Ні? Тоді послухаймо разом, який він є. Зараз ви повторюватимете рухи за мною. Стежте уважно!

• В Австралії поднявся вітер. (Ведучий тре долоні.)

• Починае крапати дощ. (Клацання пальцями.)

 • Дощ посилюетьея. (Почергове плескання долонями по грудях.)

 • Починаеться  справжня  злива.   (Плескання по стегнах.)

• А ось град — справжня буря. (Тупі'т ногами.)
• Але що це? Буря вщухає. (Плескання по стегнах.)

• Дощ вщухае. (Плескання долонями по грудях.)

• Рідкісні краплини падають на землю. (Клацан­ня пальцями.)

• Тихий шелест вітру. (Потирання долонь.)

• Сонце! (Руки догори.)

Учитель: Буря вщухла, і нас винесло на пагорб і ми піднімаємось ще одну сходинку вашого пізнання

 Вчитель фізики: При вираженні компонентів з формул, похідних формул ви припускалися помилок тому пропоную вам магічний трикутник, який допоможе знайти невідомі компоненти для знаходження   напруги, опору із закону Ома для ділянки кола

4.          Розв'язування розрахункових  задач

Теоретики: Визначити напругу на ділянці кола опором 9кВ якщо за 12 хв було перенесено 60 Кл  електрики .

 Практики:   Зняти покази на електричній лампі  і обрахувати її опір

Експериментатори:   Скласти коло за схемою і знайти опір лампи

Розв'язування графічних задач

 Тест  “так - ні” 

1.     Електричний струм це впорядкований рух заряджених частинок. (так)
2.     Сила струму вимірюється в омах. (ні)
3.     Сила струму в ділянці кола прямо пропорційна   напрузі на кінцях цієї ділянки. (так)
4.     Опір залежить від сили струму і напруги.(ні)
5.     Сила струму в ділянці кола прямо пропорційна  опору цієї ділянки. ( ні)
6.     Вольтметр вмикається в електричне коло паралельно до приладу, напругу на якому треба виміряти. (так)
7.     Графік залежності сили струму від напруги вітка гіперболи (ні)
8.     Амперметр вмикається в електричне коло паралельно до приладу,   на якому треба виміряти силу струму . ( ні)
9.     Напруга вимірюється у вольтах. (так)
10. Напруга характеризує електричне поле, що створює струм (так)
11.  Графік залежності сили струму від опору – пряма ( ні)
12. Сила струму в ділянці кола прямо пропорційна напрузі цієї ділянки і обернено пропорційна опору на кінцях цієї ділянки. (так)

5. Підсумок уроку.Рефлексія.

Учитель математики: 

Давайте перевіримо, чи досягли ми мети уроку

Діти по черзі говорять по одному реченню, вибираючи початок фрази

•         Сьогодні я дізнався…
•         Я зрозумів, що…
•         Тепер я можу…
•         Я навчився…
•         Було цікаво…
•         Я зміг…

•         Було складно…

  Учитель фізики: Пригадаємо девіз уроку

Метематичні і фізичні поняття краще засвоюються, якщо вони розглядаються з різних сторін. Сьогодні на уроці ми

-повторили пряму і обернену пропорційності, «побачили» їх у законі Ома для ділянки кола;

-на підставі математичних знань будували графіки залежності сили струму від напруги, сили струму від опору, аналізували їх, визначали опір провідника.

-ми розв’язували розрахункові задачі різних рівнів на визначення різних електричних величин, застосовуючи відповідні математичні правила визначення невідомих компонентів з формул.

Вважаю, що ви переконалися у тісному зв’язку фізики і математики.

Закінчимо урок на ліричнійноті. Розшифруйте надпис на слайді 

А з точки зору теми, яку ми вивчали?(Сила струму любить напругу)

6. Домашнє завдання

Індивідуально-диференційовані завдання кожному учневі. На одному боці аркуша завдання з математики, на іншому – з фізики.

  Домашнє завдання (фізика) Повторити п.27-п29

Математика: Побудувати графік функції y=2x  та графік функції y=x/6.