Урок "Струм у металах. Розв'язування задач"

СТРУМ У МЕТАЛАХ.

РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

Конспект уроку з фізики

Вчитель: Лущик С. П.

Тема: Струм у металах. Розв’язування задач.

Мета уроку: поглибити й розширити знання учнів сто­совно особливостей проходження електричного струму; учити бачити фізичну картину в різних ситуаціях, скла­дати її в нестандартних умовах; розвивати самостійне, логічне та творче мислення учнів, уміння порівнювати, узагальнювати, систематизувати, робити висновки; роз­вивати фізичну мову учнів та їхню зацікав­леність фізикою.

Тип уроку: урок формування вмінь та навичок учнів.

ХІД УРОКУ

1. Організаційний момент

III. Актуалізація опорних знань учнів

1. Вікторина «Що? Де? Як? Чому?»

1.   З яких частинок складається речовина?
2.   Які відмінності у будові твердих тіл?
3.   Чим характеризується металевий зв'язок у кристалах?

4. Які типи зарядів існують у природі?
5. Які ви знаєте частинки, що мають найменший не­гативний заряд?
6. Як поводитиметься заряджена частинка в електрич­ному полі?
7. Що таке електричний струм?
8. Які умови існування електричного струму?
9. Що називається силою електричного струму?
10. Яку величину називають електричною напругою?
11. Що таке опір?
12. Чим пояснити велику концентрацію електронів про­відності в металах?
13. Що називають електричним струмом у металах?
14. Які основні положення електронної теорії провід­ності металів?
15. Чи залежить опір металевих провідників від температури? Як?
16. Чому еталон опору виготовляють з константану чи манганіну?
17. Яке явище називається надпровідністю?

2. Інтерактивна вправа «Градієнт кмітливості»

Поставте правильно напрямок від фізичної величини до математичного виразу, за допомогою якого її можна визначити.

U                                           IRt

R                                           IUt

I                                           

Q                                           (1+)

P                                            IR

A                                            eN

q                                                 

IV. Мотивація навчальної діяльності

А. Б. Піппард, директор Кавендіської лабораторії, на­голошував, що «Фізика — це набагато більше, ніж на­бір законів... Фізика — перш за все, жива творчість рук та мозку... Вона втілює мистецтво розв'язувати проблеми матеріального світу. І тому фізики потрібно вчитися, але вчитися, як мистецтву!»

Не можна не погодитися з цими словами. Фізика — по­тужна зброя в руках знавця. Адже багато явищ природи, проблем повсякденного життя пов'язані безпосередньо з фізикою.

Ось і сьогодні на уроці ми будемо розв'язувати проблеми — задачі, поставлені перед техніками, інженерами.

V.   Повідомлення теми та мети уроку

VI.  Формування вмінь та навичок

Розв'язування задач

Проблема 1. При проведенні кабельного інтернету працівники повинні звітувати про прокладений кабель. Допоможіть їм визначити довжину необхідного кабелю.

1. Визначте довжину однопровідної лінії, якщо відомо, що за умови зміни температури  від 15 °С до 25 °С  її  опір  збільшився  на  10 Ом. Лінія прокладена сталевим дротом перерізом 0,5 мм².

Проблема 2. Я сподіваюся, що більшість з вас пов'яже своє майбутнє з фізикою. Але треба буде подолати пере­шкоди у вигляді зовнішнього незалежного оцінювання навчальних досягнень учнів та державної підсумкової атестації. І щоб вони не стали непрохідними порогами на шляху вашого плавання, ми з вами готуємося до цих випробувань. Ось і наступну задачу ми розв'яжемо з завдань для державної підсумкової атестації.

Проблема 3. Наступна проблема зацікавила інженерів із науково-дослідицького інституту.

Проблема 4. На жаль, сьогодні дуже актуальними стали крадіжки металу. Тому давайте оцінимо втрати держави, якщо злодії вирізали частину лінії електропередачі.

4. Визначте втрати держави, якщо злодії вирізали двопровідну мідну лінію електропередачі постійно­го струму довжиною 1,5 км, якщо максимальна по­тужність, яка передавалася цією лінією споживаче­ві, складає 80 кВт, напруга постійного струму на підстанції 390 В, а допустимі втрати напруги в лінії були 5 %. Густина міді 8900 кг/м, питомий опір 1,7∙10 Ом∙м . 1 кг міді коштує 40 грн на «чорному» ринку.

Проблема 5. До нас звернулися працівники УкрТелекому, їм необхідно з'ясувати місце ушкодження телефонної лінії та опір ізоляції в цьому місці.

5. Щоб визначити місце ушкодження ізоляції кабелю  телефонної лінії, який складається з двох дротів довжиною l = 4 км , до одного її кінця приєднали батарею з ЕРС 15 В. При цьому виявилося, що якщо дроти з іншого кінця лінії розімкнути, струм крізь батарею дорівнює I = 1 А , а якщо замкнути нако­ротко, то струм крізь батарею дорівнює I₂ = 1,8 А . Визначите за цими даними місце ушкодження й опір R ізоляції в цьому місці. Опір кожного дроту лінії R = 5 Ом. Внутрішнім опором батареї знехтувати.

Проблема 6. Робітників пекарні цікавить теплота, ви­ділена електричною піччю та вартість електроенергії, спожитої нею.

Проблема 7. Електрики електромережі запро­понували нам допомогти визначити площу перетину підвідних дротів.

Варіант 1.  Треба виготовити нагрівальний прилад, який мав би опір 48 Ом при температурі 800 °С. Діаметр дроту 0,5 мм, температурний коефіцієнт опору 0,00021К, а питомий опір 4∙10 Ом∙м при температурі 0 °С. Визначте необхідну довжину дроту для нагрівника.

Варіант 2. Визначте середню швидкість впорядковано­го руху електронів у металевому провіднику площею 0,5 см², яким тече струм силою 12 А, якщо в кожному кубічному сантиметрі провідника знаходиться 5∙10 електронів провідності.

Варіант 3. У скільки разів зміниться сила струму платино­вої печі під час нагрівання її від 20 до 1200 °С, якщо тем­пературний коефіцієнт опору платини 3,65∙10 К.

Варіант 4. На  цоколі  вольфрамової  лампи  накалювання  написано: «220 В, 150 Вт». Визначити опір нитки нака­лювання за кімнатної температури, якщо температура накалювання нитки 2500 °С. Температурний коефіцієнт опору вольфраму 5,1∙10 К .

VII. Підбиття підсумків уроку

1.  Експрес-опитування «Що нового я взнав на уроці?»

        2.  Інтерактивна вправа «Килимок вражень»

Коли учні виходять з класу, на дошці малюють «смайли­ки» — обличчя з різними посмішками, які показують настрій учнів після уроку, їхні враження від уроку.

VIII. Домашнє завдання