Урок Розв’язування задач теми «Послідовне та паралельне з’єднання провідників»

Урок 50.  Розв’язування  задач.

  Мета : закріпити знання з теми «Послідовне та паралельне з’єднання провідників», продовжити формування навичок та умінь учнів розв’язувати фізичні задачі, застосовуючи набуті знання.

Очікувані результати: учні повинні вміти розв'язувати задачі на розрахунок електричних кіл із паралельним та мішаним з'єднанням провідних елементів, застосовуючи знання про закономірності, що діють у колах із паралельним та послідовним з'єднанням провідників.

Тип уроку: застосування знань, умінь і навичок.

Наочність і обладнання: підручник.

Хід уроку

Поезії ми навчаємося, постійно читаючи поетів; живопису — постійним малюванням і писанням; доведень — читанням книжок із математики.

Г. Галілей

1.     Організаційний етап
2. Мотивація навчальної діяльності

Метод «Парад розумних думок»

Учитель наводить вислів Г. Галілея, який взято за епіграф до уроку, учні з’ясовують, чого ми навчаємося, розв’язуючи фізичні задачі.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

 Бесіда за запитаннями

1. Назвіть характерні ознаки кіл, що складаються з послідовно та пара­лельно з’єднаних провідників.
2. Як розрахувати загальні силу струму та напругу в разі послідовного та паралельного з’єднання провідників?
3. Як розрахувати загальний опор ділянки з послідовним та паралельним з’єднанням провідників?

IV. Застосування набутих знань : 

 Виконання вправ

1.   Чому побутові прилади в приміщенні слід з’єднувати паралельно?

Відповідь: якщо в разі паралельного з’єднання один прилад вийде з ладу,

то інші все одно працюватрімуть, бо через них все одно проходитиме струм.)

2.   [2]: вправа № 32: завдання № 4 — усно.

Розв’язання

У разі паралельного з’єднання провідників напруга на кожному з них і на всій ділянці є однаковою: U₁ =U₂ =U₃. Із закону Ома U = ІR .                               У свою чергу R = ρ .

Отже , І₁ R_{1 =} I₂R₂ = I₃R_3. За умовою задачі довжина та площа поперечного перерізу провідників однакові: І₁ρ_з = І₂ρ_с = І₃ρ_м = І₁ρ_з= І₂ρ_с = І₃ρ_м.

З останньої формули випливає, що чим менший питомий опір провідника, тим більшої сили струм по ньому протікає.

У таблиці питомих опорів провідників знаходимо:

ρ_{з =} 0,1 , ρ_с = 0,016 , ρ_м =0,017.

Відповідь: у срібному дроті сила струму буде найбільшою.

3.Обчисліть опір ділянок електричного кола (рис.1, а, б). Опір кожного резистора становить 2 Ом.

Розв’язання

а) На рис.1,а провідники 1 і 2 з’єднані послідовно,їх опір однаковий: R_1,2=2*R₁;  R_1,2= 2*2=4 Ом. Послідовно з’єднана ділянка з провідників 1 і 2 та провідник 3 з’єднані між собою паралельно:

R=; R==1 (Ом).

Відповідь: R=1 Ом.

б) На рис.1,б провідники 1 і 2 з’єднані паралельно, їх опір однаковий:

R_1,2=; R_1,2= =1 (Ом). Провідники 3 і 4 з’єднані паралельно, їх опір однаковий. Аналогічно R_3,4 =1 Ом. Паралельно з’єднані ділянки провідників 1,2 і 3,4 з’єднані між собою послідовно. Отже, R=R_1,2+R_3,4*R= 1+1=2 (Ом).

Відповідь : R = 2 Ом

                     а                                                 б

Рис. 1

4. [2]: вправа № 32 : завдання № 6

Дано:                       Розв’язання

R₁ = 3 Ом Виконаємо рис. 2 

R₂ = 2 Ом    U₃ = I₃ R₃;

R₃ = 8 Ом  [U₃] = А*Ом = В;

I₃ = 0,1А U₃ = 0,1* 8 = 0,8 (B)

 Рис. 2

U - ?

Резистори 2 і 3 з’єднані паралельно.

Як відомо, в разі паралельного з’єднання напруга на кожному провіднику і на всій ділянці є однаковою: U₃ = U₂ = U_2,3.

Загальний опір даної ділянки:        R_2,3 = ;                     [R_2,3 ] = = Ом ;

               R_{2, 3}=  = =1,6 (Ом).

Сила струму, який живить цю ділянку: І_2,3 = ; [І_{2, 3}] = = А; І_2,3 = = 0,5 (А)

Ділянка, що містить паралельно з’єднані резистори 2 і 3, з резистором 1 з’єднана  послідовно. Сила струму в усій ділянці кола та в усіх провідниках у разі такого з’єднання є однаковою: І_2,3 = І₁ = І = 0,5 А.

Загальний опір з’єднання:  R = R₁ + R_2,3 ;  [R]= Ом + Ом = Ом;

                                               R = 3+1,6 = 4,6(Ом)

Отже , U=  IR;  [U] = А*Ом = В; U =0,5*4,6 = 2,3(В)

Відповідь: U = 2,3 В

Під час розв’язання наступної задачі учнів потрібно навчити креслити еквівалентні схеми електричних кіл, зручні для читання та аналізу.

5.              Визначте опір ділянки кола (рис.3), якщо опір кожного резистора  R₁ = 30 Ом

Дано:                                 Розв’язання

R₁ = 30 Ом Вчитель:

 Якщо немає абсолютно чіткого уявлення про характер

R - ? з’єднання резисторів, то застосовується метод, який      

                             полягає в тому , що схему подають у вигляді еквівалентної схеми, зручної для аналізу.

Подумки розтягуємо клеми в різні боки, не розриваючи провідники.

На рис.4 резистори 2 і 5 з’єднані послідовно,їх опір однаковий. Отже, загальний опір з’єднання: R_2,5 = 2*R₁ . До цих резисторів паралельно приєднаний резистор 3:

R_2,3,5 =  ;  [R_2,3] = = Ом.  R_2,3,5 = = = 20 (Ом).

Загальний опір ділянки кола: R = R₁+ R_2,3,5 +R₄ .

[R] = Ом + Ом + Ом = Ом ;  R =30 + 20 + 30 = 80 (Ом).

 1 2    2  5

                        4 5          1 3 4

 Рис.3 Рис. 4

Відповідь: R = 80 Ом.

V.Підбиття  підсумків  уроку.

  Рефлексія за методом «Сходинки успіху»

Використання додатку 2.7

VI. Домашнє завдання

1. Ознайомитися з узагальненням матеріалу за схемами та таблицями «Підбиваємо підсумки розділу ІІ «Електричні явища. Електричний струм» ( с.218,219).
2. [2]: вправа № 32: завдання № 2,5, 8 – письмово.