Урок "Паралельне з'єднанням провідників"

Тема: Паралельне з'єднанням провідників

Мета: Ознайомити учнів з паралельним з’єднанням провідників, із закономірностями, які існують у колах з цим з’єднанням; удосконалювати навички учнів у складанні електричних кіл та користуванні вимірювальними приладами; розвивати навички учнів у розрахунку електричних кіл; показувати практичну значущість отриманих знань.

Тип уроку: комбінований

                                                       Хід уроку

                    Практика завжди має бути побудована на хорошій теорії.

                                                                                  Л. да Вінчі

I.  Організаційний етап

II. Мотивація навчальної діяльності

Учитель звертає увагу учнів на те, що електричне коло в освітленні шкільного кабінету обов’язково містить декілька ламп, і вихід з ладу однієї лампи майже не впливає на роботу решти. На практиці до електричного кола часто доводиться приєднувати відразу кілька споживачів, у такому випадку кажуть, що вони з’єднані паралельно. Як розрахувати силу струму, напругу та опір за умови паралельного з’єднання провідників, учні дізнаються на уроці та зможуть експериментально підтвердити набуті знання в ході  виконання лабораторної роботи.

III. Актуалізація опорних знань

  Бесіда за запитаннями

1. Що називають електричним струмом?

2. Які характеристики електричного струму вам відомі?

3. Що таке електричне коло? Назвіть його обов’язкові елементи.

4. Як в коло приєднується амперметр; вольтметр?

5. З яким типом з’єднання провідників ви вже знайомі, яка особливість такого з’єднання?

6. Прокоментуйте закономірність:

1) І₁ = І₂ = І₃; 2) U = U₁ + U₂  + U₃; 3) R = R₁ + R₂ + R₃

ІV. Вивчення нового матеріалу

1. Знайомимося з паралельним з'єднанням провідників

Зберемо схему, зображену на рисунку:

 Паралельним називають таке з’єднання провідників, за якого початки всіх провідників приєднуються до однієї точки електричного кола, а їхні кінці — до іншої.

Продемонструвавши ряд дослідів, підводимо учнів до важливого висновку:

·       напруга на кінцях усього розгалуження дорівнює напрузі на окремих його відгалуженнях;

·       за паралельного з’єднання резисторів струм у нерозгалуженому колі дорівнює сумі струмів у розгалуженні.

Для з’ясування сутності цих закономірностей корисно розглянути гідродинамічну аналогію паралельного з’єднання провідників.

2. Закономірності в колі з паралельним з'єднанням провідників

На основі перерахованих вище закономірностей і закону Ома для ділянки кола установлюють формули для загального опору з’єднань резисторів.

Під час вивчення цього матеріалу корисно використовувати вже засвоєну учнями залежність  і дати якісну оцінку: за паралельного з’єднання провідників площа поперечного перерізу ніби збільшується, що призводить до зменшення загального опору.

Для двох паралельно з’єднаних провідників виконується така рівність:

Якщо з’єднані n провідників з однаковим опором R, то загальний опір такого розгалуження:

3. Застосування паралельного з'єднання провідників

У те саме електричне коло паралельно можуть бути ввімкнені будь-які споживачі електричної енергії. Така схема з’єднання споживачів струму використовується, наприклад, у житлових приміщеннях. Далі можна запропонувати учням самим навести приклади застосування паралельного з’єднання провідників.

 Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

·       Яка з електричних величин однакова для всіх провідників, з’єднаних паралельно?

·       Як змінюється загальний опір розгалуження після збільшення числа провідників у розгалуженні?

·       Як пов’язана сила струму в окремих витках паралельного з’єднання із загальною силою струму?

·       Як з’єднані між собою електричні прилади у вашій квартирі?

 V. Закріплення вивченого матеріалу

1. Якісні питання

1) Чому не рекомендується вмикати в одну розетку через трійник кілька потужних електроприладів?

2) Як зміниться опір кола, якщо опір одного з резисторів у цьому колі: а) збільшити; б) зменшити? Чи залежить відповідь від типу з’єднання провідників?

3) Сталевий та алюмінієвий проводи однакових розмірів ввімкнені в коло паралельно. Яка частина загального струму йде через сталевий провід?

2. Навчаємося розв'язувати задачі

1) Резистори з опором 3 і 6 Ом з’єднані паралельно. Визначте загальний опір кола, силу струму в другому резисторі й у всьому колі, якщо сила струму в першому резисторі дорівнює 2 А.

2) В освітлювальну мережу кімнати ввімкнені дві електричні лампи, опір яких 200 і 300 Ом. Напруга в мережі 220 В. Визначте силу струму в кожній лампі, силу струму в підвідних проводах, загальний опір обох ламп.

3) Амперметр A показує силу струму 1,6 А за напруги 120 В. Опір резистора R₁ =100 Ом. Визначте опір резистора R₂ й показання амперметрів A₁ і A₂.

Додаткові завдання

Середній рівень

1. Два резистори R₁ = 75 Ом і R₂= 300 Ом з’єднані паралельно. Обчисліть загальний опір ділянки кола. У якому з резисторів сила струму більше? Чому?

2. Два резистори, опори яких 20 і 40 Ом, підключені паралельно до батарейки. Сила струму в першому резисторі 0,2 А. Який струм протікає в другому резисторі? Чому сила струму в резисторах різна?

Достатній рівень

1. Який резистор треба з’єднати паралельно з резистором у 300 Ом, щоб одержати загальний опір 120 Ом?

2. Обчисліть опір кола, що складається з трьох резисторів, опори яких дорівнюють 540, 270 і 135 Ом, якщо вони з’єднані паралельно.

Високий рівень

1. Шматок дроту опором 80 Ом розрізали на чотири рівні частини й отримані частини з’єднали паралельно. Визначте опір цього з’єднання. Чому дорівнює сила струму в кожному провіднику, якщо до цього з’єднання приєднали джерело струму з напругою 20 В?

2. Три провідники опором 2, 3 і 6 Ом з’єднані паралельно. Визначте розподіл сили струму, якщо в нерозгалуженій частині кола сила струму дорівнює 12 А. Яка напруга на кінцях кожного провідника?

VI. Підведення підсумків, оцінювання

VII. Домашнє завдання

1. Опрацювати § 32
2. Вправа 32 №3