Урок "Послідовне з’єднання провідників"

Тема: Послідовне з’єднання провідників

Мета: Ознайомити учнів з послідовним 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:

                                                      Наука повинна бути захоплююча і проста.

                                                                                  П. Капиця

І.  Організаційний етап

II. Мотивація навчальної діяльності

Можна запропонувати учням уявити побутовий електричний прилад без кнопки «Вмикання/вимикання», який можна вимкнути, тільки витягнувши з його корпусу акумулятор. Чи зручно це? Та відсутність вимикача — це лише незручності у користуванні, а от неправильне підключення вимикача до електричного кола може призвести до того, що прилад вийде з ладу. Про те, як потрібно підключати вимикачі до пристроїв і приладів, які особливості має таке з’єднання, учні дізнаються на уроці та зможуть переконатися в ході експерименту.

 ІІІ. Актуалізація опорних знань

 Фронтальна бесіда за запитаннями

1. Що називають електричним струмом?

2. Які характеристики електричного струму вам відомі?

3. Дайте означення сили струму; назвіть її одиниці в СІ.

4. За якою формулою можна обчислити силу струму?

5. Яким приладом вимірюється ця величина?

6. Дайте означення електричної напруги; назвіть її одиниці в СІ.

7. За якою формулою можна обчислити електричну напругу? Яким приладом вона вимірюється?

8. Дайте означення електричного опору; назвіть його одиниці в СІ.

9. Яким законом пов’язані між собою три зазначені фізичні величини?

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

11. Як у коло вмикається амперметр; вольтметр?

     ІV. Вивчення нового матеріалу.

1. Знайомимося з послідовним з'єднанням провідників

Зберемо схему, зображену на рисунку:

 Послідовним називають таке з’єднання провідників, за якому кінець першого провідника з’єднують з початком другого, кінець другого — з початком третього і т. ін.

Продемонструвавши низку дослідів, підводимо учнів до важливого висновку:

·       струм, що протікає через усі резистори з послідовним з’єднанням резисторів, один і той самий;

·       за послідовного з’єднання резисторів загальна напруга на всьому з’єднанні дорівнює сумі напруг на кожному резисторі.

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

2. Закономірності в колі з послідовним з'єднанням провідників

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

Під час вивчення цього матеріалу корисно використовувати вже засвоєну учнями залежність   і дати якісну оцінку: за послідовного з’єднання провідників ніби збільшується довжина провідника, ввімкненого в коло, що призводить до збільшення опору.

3. Застосування послідовного з'єднання провідників

Основним недоліком послідовного з’єднання провідників є те, що коли виходить з ладу один з елементів з’єднання, вимикаються й інші. Так, наприклад, якщо перегорить одна з ламп ялинкової гірлянди, то згаснуть і всі інші.

Зазначений недолік може обернутися й перевагою. Уявіть собі, що якесь коло потрібно захистити від перевантаження: при збільшенні сили струму коло має автоматично вимикатися. Як це зробити? Наприклад, використати запобіжник. Далі можна запропонувати учням самим навести приклади застосування послідовного з’єднання провідників.

V. Закріплення вивченого матеріалу

1. Якісні питання

1) Як можна використовувати однакові лампи, розраховані на напругу 36 В, якщо напруга в мережі дорівнює 220 В?

2) Резистори з опорами 2 й 8 кОм з’єднані послідовно. На якому з них більша напруга? У скільки разів?

3) Сталевий та алюмінієвий проводи однакових розмірів ввімкнені в коло послідовно. На якому з них буде більша напруга за однакової сили струму?

2. Навчаємося розв'язувати задачі

1) Вольтметр V₁ показує 12 В. Які показання амперметра й вольтметра V₂?

2) Ділянка кола складається з двох послідовно з’єднаних резисторів, опори яких 50 Ом і 70 Ом. Напруга на ділянці кола 60 В. Знайдіть силу струму в колі й напруги на кожному з резисторів.

 Додаткові завдання

Середній рівень

1. Резистори, опори яких 2 і 3 Ом, з’єднані послідовно й підключені до джерела постійної напруги 15 В. Знайдіть силу струму в колі.

2. Резистори, опори яких 30 і 60 Ом, з’єднані послідовно й підключені до батарейки. Напруга на першому резисторі 3 В. Яка напруга на другому резисторі?

Достатній рівень

1. В електричну мережу з напругою 120 В ввімкнені послідовно три резистори, опори яких відповідно дорівнюють 12, 9 і 3 Ом. Обчисліть силу струму в колі та напругу на кожному резисторі.

2. У коло ввімкнені послідовно три провідники опорами 5, 6 і 12 Ом відповідно. Яка сила струму в колі і яку напругу прикладено до кінців кола, якщо напруга на другому провіднику 1,2 В?

Високий рівень

1. Яку напругу показують вольтметри V₁ і V₂? Яка сила струму на ділянці кола?

2. Опір лампи N₂ дорівнює 100 Ом. Знайдіть опір лампи N₁. Чому дорівнює сила струму в колі та загальний опір двох ламп.

VІ. Підведення підсумків, оцінювання учнів.

VII. Домашнє завдання

1. Опрацювати § 31
2. Вправа 31 №3