Урок з фізики у 8 класі - "Джерела електричного струму"

№п/п

Назва

Уміння, ставлення учнів та навчальні ресурси:

Ключові компетентності:

1.

Математична

- застосовування математичних методів для опису, дослідження фізичних явищ і процесів, розв’язування фізичних задач, опрацювання та оцінювання результатів експерименту.

2.

Природнича

- вміння пояснювати природні явища і технологічні процеси;

- використання знань з фізики для вирішення завдань, пов'язаних із реальними об'єктами природи і техніки;

- здатність, за допомогою фізичних методів самостійно чи в групі досліджувати природу;

- відповідальність  за ощадне використання природних ресурсів;

- готовність до вирішення проблем, пов’язаних зі станом довкілля;

- оцінка значення фізики та технологій для формування цілісної наукової картини світу, сталого розвитку.

Навчальні ресурси: навчальні проекти, конструкторські завдання.

3.

Інформаційно-цифрова

- уміння використовувати сучасні пристрої для опрацювання, збереження, передачі та представлення інформації;

- використання сучасних цифрових технологій і пристроїв для вивчення фізичних явищ, для обробки результатів експериментів, моделювання фізичних явищ і процесів;

- ціннісні орієнтири у володінні навичками роботи з інформацією, сучасною цифровою технікою.

4.

Ініціативність і підприємливість

- уміння застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проектної, конструкторської та винахідницької діяльності, для вирішення життєвих проблем, пов’язаних із матеріальними й енергетичними ресурсами;

- прогнозувати вплив фізики на розвиток технологій, нових напрямів підприємництва;

- оцінювати можливість застосування набутих знань з фізики в майбутній професійній діяльності, для ефективного вирішення повсякденних проблем;

- оцінювати власні здібності щодо вибору майбутньої професії, пов’язаною з фізикою чи технікою;

- економно й ефективно використовувати сучасну техніку, матеріальні ресурси;

- ціннісне ставлення до фізичних знань, результатів власної праці та праці інших людей.

5.

Обізнаність і самовираження

- використання знань з фізик під час реалізації власних творчих ідей;

- усвідомлення гармонійної взаємодії людини і природи.

Предметні компетентності:

(суть розкривається в наскрізних змістових лініях)

1) уміння планувати, підготувати, спостерігати експеримент;

2) уміння вимірювати фізичні величини та обробляти результати експерименту;

3)уміння інтерпретувати результати експерименту.

1

"Екологічна безпека та сталий розвиток"

-    використовувати знання, отриманні на уроках фізики, для вирішення проблем довкілля;

-   визначати причинно-наслідкові зв’язки впливу сучасного виробництва, життєдіяльності людини на довкілля;

-   бути готовим брати участь у природоохоронних заходах, грамотній утилізації побутових відходів.

2

"Громадянська відповідальність"

-  працювати в команді, приймати виважені рішення, що сприятимуть вирішенню науково-технологічних, економічних, соціальних чи інших проблем сучасного суспільства.

3

"Здоров’я і безпека"

•          застосовувати набуті знання та навички для збереження власного здоров’я та здоров’я інших;
•          дотримуватися правил безпеки життєдіяльності під час виконання навчальних експериментів, у надзвичайних ситуаціях природного чи техногенного характеру;
•          оцінювати позитивний потенціал та ризики використання надбань фізики, техніки і технологій для добробуту людини і безпеки суспільства та довкілля.

4

"Підприємливість та фінансова грамотність"

-  застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проектної, конструкторської й винахідницької діяльності, для вирішення життєвих проблем, пов’язаних із матеріальними та енергетичними ресурсами.

Зміст уроку

Час, хв

Прийоми і методи

І. Організаційний етап. Актуалізація опорних знань. Постановка навчальної проблеми.

5

Фронтальна бесіда; демонстрація.

II. Організація вивчення матеріалу.

30

Розповідь вчителя, бесіда; демонстрація дослідів (виконання експериментальних завдань); спостереження й аналіз, виділення головного; записи на дошці і у зошитах. Конструювання найпростіших джерел електричного струму.

III. Закріплення нового матеріалу. Рефлексія.

5

Питання класу. Розв'язування якісних задач.  Бесіда.

IV. Домашнє завдання. Підведення підсумків уроку.

5

Коментар учителя; записи в зошитах та в щоденниках.

Джерела електричного струму - пристрої, що перетворюють різні види енергії на електричну енергію.

Види джерел електричного струму:

1. Фізичні - електрофорна машина, турбогенератори електростанцій,  фото - і термоелементи.
2. Хімічні - гальванічні елементи й акумулятори.

Мета: показати спосіб перетворення механічної енергії в електричну і світлову.

Обладнання: електрофорна машина, з'єднувальні провідники, лампа, штатив.

Стисла теорія: якщо різнойменно заряджені кондуктори електрофорної машини з'єднати з електричною лампою, у лампі виникне електричний струм. Лампа світитиметься, поки обертаються диски машини.

Хід експерименту

Завдання експерименту.

1. Закріпити лампу в лапці штатива.

2.Під'єднати з'єднувальні провідники до лампи та до кондукторів електрофорної машини.

3. Обертати ручку електрофорної машини.

Гіпотеза досягнення результату

 На простому досліді можна легко показати учням як перетворюється один вид енергії в інший.

Запитання класу в ході експерименту.

1.Що відбувається в процесі обертання ручки?

2. Який вид енергії перетворюється в електричну?

3. Чому лампочка засвітилася?

4. Де в побуті ви могли відтворити дане явище самостійно?

5. У який ще вид енергії частково перетвориться електрична енергія?

Орієнтовані дії дитини

Експеримент проводиться в  шкільних умовах. Дитина, спостерігаючи за ходом досліду, зможе легко засвоїти спостережуване явище.

Висновок експерименту

Пояснення явища.

Під час обертання ручки електрофорної машини відбувається обертання її дисків. Внаслідок електризації (скла та металевих щіточок), утворюються два роди електричного заряду, які накопичуються в конденсаторах та передаються через кондуктори провідникам, котрі в свою чергу "несуть" струм до лампочки. В лампочці відбувається перетворення електричної енергії у світлову.

Історичні факти

"Про роль жаб в історії електрики"

Наприкінці 18-го століття італійський лікар і анатом Л.Гальвані помітив, що під час проскакування іскри в електричній машині мускули препарованої жаби скорочуються, якщо до них у цей час доторкнутися металевим скальпелем. Але одного разу він виявив, що мускули скорочуються й без "зовнішньої" електрики! Підвісивши препарованих жаб на мідні гаки, Гальвані помітив, що їхні ніжки скорочуються, коли вони торкаються залізних ґраток. Учений вирішив, що він відкрив новий вид електрики, і навіть назвав його "тваринною електрикою".

Однак, співвітчизник Гальвані, фізик А.Вольта, запідозрив, що жаб'ячі лапки, які скорочуються, є тільки приладом, який реєструє електричний струм, а джерелом струму є два різні метали, що вступають у хімічні реакції з рідинами у тканинах препарованої жаби.

Аби перевірити це припущення, Вольта провів експеримент над собою. Він взяв в рот дві монети з різних речовин (одну під язик, а другу поклав зверху на язик) та з'єднав їх тоненьким дротом. Через деякий час вчений відчув у роті кислуватий присмак, який є своєрідним сигналом того, що через м'які тканини проходить електричний струм. Даний дослід підштовхнув його до створення пристрою, який ми зараз знаємо під назвою гальванічний елемент або вольтів стовп.

Записи в зошити

  Схематично елемент вольтового стовпа виглядав так:

Анод  (Cu)                                    +

                                                                                Електроліт (H₂SO₄)

                                                                                (тканина, змочена в розчині кислоти)

Катод (Zn)

                                                -

У 1803 році фізик В.Петров створив найпотужніший у світі вольтів стовп, складений із 4200 мідних і цинкових кружечків. За допомогою якої він зробив надзвичайно яскраве джерело світла - електричну дугу.

"Фруктова батарейка"

Необхідні матеріали

Хід роботи

1. Лимон (яблуко) 2-3 шт.

2. Оцинковані та мідні гвинти (цвяхи, монети) - 6 шт.

3. Тоненькі сполучні провідники та затискачі -3 шт.

4. Мультиметр.

5. Низьковольтний світлодіод (LED) не вище 1,6 вольта і 1 мА .

6. Невеликий ніж.

1. Помніть лимони. Для цього покатайте їх по столу до тих пір, поки вони не стануть м'якими. Це роблять для того, щоб всередині з'явився сік.

2. Вкрутіть в лимони оцинкований гвинт (цвях) приблизно на третину його довжини. За допомогою ножа обережно виріжте в лимоні невелику смугу - на 1/3 його довжини.

3. Вставте в щілину лимона мідну монету таким чином, щоб половина її залишилася зовні.

Якщо монета стара і блякла, попередньо відполіруйте її наждачним папером.

4. Повторіть попередні дії з другим (за необхідності із третім) лимоном. Приєднайте провідники до гвинтів, а затискачі до монет. Потім з'єднайте лимони таким чином, щоб гвинт першого лимона підключався до монети другого і т.д.

5. Підключіть дроти до монети з першого лимона і гвинта з останнього.

6. Позначте знаком"+" першу монету, і знаком "-" - останній гвинт. Даний вид з'єднання називається послідовним.

7. За допомогою мультиметра (в режимі роботи вольтметра) визначте напругу в колі. Зазвичай вона становить приблизно 2,5-3 В.

8. Підключіть до лимонної батареї світлодіод, перевіривши спершу його полярність. Невелика напруга і маленький струм можуть запалити діод.

Спостереження:

1.Чи засвітився світлодіод?

2. Скільки лимонів (яблук) ви використали в досліді для досягнення мети?

3. Яку напругу ви отримали в результаті експерименту?

4. Подумайте, Як можна продовжити термін роботи такої батарейки?

Зробіть загальний висновок:

"Картопляний годинник" або "Фруктовий годинник"

Необхідні матеріали

Хід роботи

1. Електронний годинник - 1 шт.

2. Цинкові пластини - 2 шт.

3. Мідні пластини - 2 шт.

4. Сполучні дроти - 3 шт.

5. Світлодіод.

6. Мультиметр.

7. Картопля  (або яблука середнього розміру) - 2 шт.

1. Підключити чорний (негативний) дріт електронного годинника до однієї з цинкових пластинок, акуратно вставивши кінчик дроту в отвір у пластинці. Закріпити дріт, скрутивши його.

2. Підключити червоний (позитивний) дріт електронного годинника до мідної пластинки.

3. З'єднайте пластинки, які залишились дротом.

4. З'єднайте усі частини схеми, вставте мідні і цинкові пластинки у 2 картоплини.

5. Налаштуйте роботу електронного годинника.

6. За допомогою мультиметра перевірте, яке значення напруги можна отримати в даному досліді.

Спостереження:

1.Чи працює годинник?

2. Поміркуйте, чи можна в досліді використати інші овочі або фрукти?

3. Яку напругу ви отримали в результаті експерименту?

4. Подумайте, Як можна продовжити термін роботи такої батарейки?

Зробіть загальний висновок:

"Картопляна батарейка"

Необхідні матеріали

Хід роботи

1. Картопля - 3-4 шт.

(в залежності від її розмірів).

2. Оцинковані цвяхи - 10 шт.

3. Мідні цвяхи - 10 шт.

4. Сполучні дроти - 6 шт.

5. Мультиметр.

6. Світлодіод.

7. Невеликий ніж.

1. Обережно розріжте кожну картоплину на 4 частини.

2. В ножний шматочок вставте по два цвяхи з різних речовин (один мідний, другий оцинкований).

3. Прикріпіть до кожного цвяха сполучні провідники.

4. З'єднайте четвертинки картоплі послідовно так, щоб провідник сполучав на одній четвертинці мідний цвях, з оцинкованим на другій.

5. За допомогою мультиметра (в режимі роботи вольтметра) визначте напругу в колі. Зазвичай вона становить приблизно 2,5-4 В.

6. Підключіть до картопляної батарейки світлодіод, перевіривши спершу його полярність. Невелика напруга і маленький струм можуть запалити діод.

Спостереження:

1.Чи засвітився світлодіод?

2. Поміркуйте, чи можна в досліді використати інші овочі або фрукти?

3. Яку напругу ви отримали в результаті експерименту?

4. Подумайте, Як можна продовжити термін роботи такої батарейки?

Зробіть загальний висновок:

"Вольтів стовп"

Необхідні матеріали

Хід роботи

1. Світлодіод.

2. Ножиці.

3. Алюмінієва фольга.

4. Ватні диски.

5. Оцет.

6. Посудина для оцту.

7. 10 копійок - 10 шт.

8. Скотч.

9. Мультиметр.

1. Виріж з алюмінієвої фольги й ватних дисків кружечки за розміром монет.
2. Намочи ватні диски в оцті й відклади їх.

Увага! Кружечки мають бути вологими, але не мокрими, тому що може виникнути коротке замикання!

3. Склади "сендвіч" у такому порядку: алюмінієва фольга      вата      монета      алюмінієва фольга

      вата      монета ...

4. Приєднай дріт до "ніжок" світлодіода.
5. Приклади один дріт світлодіода до монети (верх "сендвіча"), а інший - до алюмінієвої фольги (низ - "сендвіча").
6. Надійно притисни дроти й закріпи їх скотчем.
7. За допомогою мультиметра (в режимі роботи вольтметра) визначте напругу в колі. Зазвичай вона становить приблизно 1-2,5 В.

Спостереження:

1.Чи засвітився світлодіод?

2. Перевір чи буде світитись світлодіод, якщо твій "сендвіч" буде починатись з монети, а закінчуватися фольгою?

3. Яку напругу ви отримали в результаті експерименту?

4. Подумайте, Як можна продовжити термін роботи такої батарейки?

Зробіть загальний висновок: