Урок фізики в 11-му класі з теми "Розв'язування задач . Розрахунок розгалужених електричних кіл"

Урок № 9

ТЕМА: розв’язування задач з теми «Закони постійного струму. Розрахунок  розгалужених електричних кіл.»

МЕТА: Поглибити і закріпити знання учнями законів електричного   струму;

 удосконалити вміння розв’язувати задачі на розрахунок силу струму, напруги, опору провідника в колах з різними типами з’єднань;

  продовжити формування знань учнів про форми руху матерії, розширити їх кругозір на прикладах застосування електричного струму, створення джерел електричної енергії.

 З метою розвитку мислення учнів узагальнити матеріал пропедевтичного курсу та виділити нові компоненти знань з теми; продовжити формування вміння проводити спостереження, робити аналіз та узагальнення на основі спостережень та висновків.

Обладнання: 1)джерело живлення на 12В, провідники, вимикач, демонстраційні амперметр та вольтметр, реостат, прилад “Розряд – 3”, у прозорих ізоляційних посудинах розчини солі, вода, лампочка на підставці, фотоелементи з гальванометром, катушка, замкнена на гальванометр, магніт.

 2) комплекти приладів на партах: лабораторне джерело живлення, лабораторний амперметр, лабораторний вольтметр,  лампочка, резистор, провідники.

Демонстрації: сила струму та напруга при послідовному та паралельному з’єднаннях.

Структура уроку.

І.  Організаційний момент.      2 хв

ІІ.  Актуалізація знань.      5 хв

ІІІ. Експериментальні завдання.     15 хв

ІV  Закріплення на прикладах розв’язання задач.   15 хв   

V   Висновки та підведення підсумків уроку.    5 хв

VІ.   Домашнє завдання.       3 хв

Зміст та методи роботи.

І. Організаційний момент.

ІІ Актуалізація опорних знань.

Вчитель: на попередньому уроці ми завершили вивчення І розділу “Електродинаміки”, розділу, в якому познайомилися з поняттями: електричне поле, електричний заряд, електризація, вивчили основні характеристики електричного поля. Перш, ніж переходити до вивчення нової теми, давайте пригадаємо основні моменти, на які ми будемо опиратися в нашій подальшій роботі на сьогоднішньому уроці:

• Що ми вивчаємо на уроках фізики?
• З чого складається Природа?
• Які форми існування матерії ми знаємо?
• Які поля ми розглядали?
• Яке поле ми називаємо електричним?
• Що таке електричний заряд?
• Що ви розумієте під електричною взаємодією?
• Що ми розуміємо під електризацією?
• Які основні характеристики електричного поля?
• Що ми називаємо напруженістю електричного поля?
• Що ми називаємо потенціалом?
• Що ми називаємо напругою?
• А чи зустрічались ми раніше, вивчаючи фізику, з поняттям “напруга”? Під час вивчення яких тем?

На даному етапі вивчення фізики ми підійшли до того моменту, коли нам потрібно на більш глибокому рівні,  більш осмислено підійти до вивчення поняття електричного струму та його законів. Тому тему “Закони постійного струму”, яку ми почали пригадувати на минулих уроках на більш глибокому ніж у 8 класі рівні,  доповнимо виробленням вмінь робити розрахунки електричних кіл з різними типами з’єднань. Але спочатку актуалізуємо необхідні нам для роботи теоретичні знання. Відповідаємо методом ланцюжка.

• Отже, пригадаємо, що ми називали електричним струмом?

( учні дають відповідь: електричний струм – це впорядкований, напрямлений рух заряджених частинок)

Постійним електричним струмом називають впорядкований рух заряджених частинок – електричних зарядів – з постійною швидкістю. За напрям струму обирають напрям позитивних зарядів.

Пригадаємо:

• Де струм існує? (в електричному колі)
• Які фізичні величини характеризують електричний струм та електричне коло? ( учні повинні  дати відповіді про силу струму, напругу на ділянці кола, опір ділянки кола, закон Ома)

Я попрошу 3– х бажаючих вийти до дошки і пригадати нам формули і означення фізичних величин, про які йшла мова та записати  схеми послідовного та паралельного з’єднань і  відповідні їм закони. В цей час всі інші спробують пригадати навики і вміння складати електричні кола та вимірювати силу струму та напругу на певній його ділянці.

 Всі учні, крім відповідаючих біля дошки, складають електричні кола за поданими схемами  і вимірюють силу струму та напругу на  вказаних ділянках, роблять записи вимірювань,.

За цей час відповідаючі біля дошки  роблять записи:

1)   сила струму I =   або  I =  (І.1)    

              [ I ] = 1A = 1 Кл/с;

 2)    напруга U =  (І..2)  

              [U ] = 1 В = 1 Дж/Кл;

  3)   опір              R =   (І.3) ρ – питомий опір, [ρ  ] = 1 Ом·м

              [R ] = 1 Ом = 1 В/А;  де  

  4)   Закон Ома: I =   (І.4)

Особливу увагу приділяємо повторенню формул законів і схем  послідовного та параллельного з’єднань.

Закони       з’єднань

1. Послідовне з’єднання резисторів

1.  І= const   2.  U= U₁+U₂+U₃+…+U_n 

3. .  R= R₁+R₂+R₃+…+R_n            4. .  R=  nR₀ (для  однакових резисторів)

5.

 2.  Паралельне з’єднання резисторів

1.  U= const         2.  I= I₁+I₂+I₃+…+I_n        

3.  

4. R=  ( для однакових резисторів)        5.

Вчитель просить учнів занотувати записи, зроблені учнями на дошці, а відповідаючих проаналізувати свої записи.  При цьому робляться акценти на слідуючих моментах:

Електричний струм у колі характеризується:

1. силою струму – фізичною величиною, яка характеризує швидкість перенесення заряду через поперечний переріз провідника; одиницею вимірювання сили струму є 1 Ампер – 1 Кулон, ділений на секунду; вимірюється сила струму амперметром, який вмикається в коло послідовно; з приладами,
2. ділянку кола характеризує напруга – фізична величина, що визначає роботу електричного поля по переміщенню одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола; одиницею напруги є 1 Вольт – це 1 Джоуль, поділений на Кулон; для вимірювання напруги Вольтметр вмикають в коло паралельно тій ділянці, напругу на якій потрібно виміряти;
3. фізична величина опір є характеристикою провідника, що характеризує здатність провідника протидіяти протіканню струму і визначається лише параметрами провідника – довжиною, площею поперечного перерізу та матеріалом, з якого він виготовлений; одиницею сили струму є 1 Ом, що рівний 1 Вольту, поділеному на  Ампер;
4. Всі ці величини взаємопов’язані між собою законом Ома, який вперше експериментально був встановлений у 1827р. німецьким вченим Георгом Омом: сила струму на ділянці кола прямо пропорційна напрузі на цій ділянці та обернено пропорційна до опору даної ділянки кола.

ІІІ. Експериментальні завдання.     15 хв

Після пригадування означень основних фізичних величин, які характеризують струм у колі, законів з’єднань вчитель просить вийти по одному  з учнів від підгруп та зробити записи вимірювань, вказавши похибки. Орієнтовна форма запису:

С_А = 0,1 А/под; I =  (0,3 ± 0,15) А  при ε= 50%.

С_V = 0,2 В/под; U = ( 3 ± 0,3) В при ε = 10%.

Можна запропонувати учням зробити  вимірювання опору провідника, користуючись законом Ома:

R_обч= 3B/0,3 A= 10 Ом  при  ε = 75%, отже

Результат :    R= (10 ± 7,5) Ом  при  ε = 75%.

Завдання для груп: Скласти коло за поданою схемою та зробити розрахунок сили струму, напруги та опору на кожній ділянці та загальні значення для кола:

1 група   2 група     3 група

ІV.  Закріплення на прикладах розв’язання задач.   20 хв.

Розв’язуються задачі, подані на карточках, з використанням формул законів електричних з’єднань та схем заміщення:

Задача 1. Виконайте розрахунок електричного кола, якщо на ділянку подана напруга 12,8 В.

Задача 2. Виконайте розрахунок електричного кола, якщо у 3-му резисторі струм  2 А.

V.     Висновки та підведення підсумків уроку.    3 хв

Піводячи підсумки, вчитель враховує роботу учнів протягом всього уроку і оцінює по різним видам робіт. Для  цього до уроку вчитель повинен мати підготовлений бланк оцінювання

учнів:

VІ..  Домашнє завдання:

Повторити  §§1 - 4, впр.4(3) інструкція до л/р № 2 за ст.50

ЛІТЕРАТУРА:

1. Фізика: підручник для 11-го класу (рівень стандарту). Автор: В.Г. Бар'яхтар, С.О. Довгий, Ф.Я. Божинова, О.О. Кірюхіна. Видавництво: Харків, Ранок, 2019.
2. Методика преподавания физики в средней школе: частные вопросы: Учебное пособие./С.В.Анофрикова, М.А.Бобкова и др; Под ред С.Е.Каменецкого – М.: Просвещение,1987. – с.190 -211.
3. Шахмаев Н.М., Шилов В.Ф. Физический эксперимент в средней школе: Механика.Молекулярная физика. Электродинамика. – М.:Просвещение,1989.