Разработка урока физики в 8 классе по теме "Последовательное соединение проводников

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1. Организационный момент

Настраиваются на урок

1. Актуализация знаний. «Деловая корзина»

Изучая тему «Электрический ток», мы встречались с целым рядом физических величин. Назовите их, пожалуйста?

- Сила тока; обозначается буквой - I; единица измерения - 1А; прибор для определения – амперметр; физический смысл - характеризует электрический ток.

- Напряжение; обозначается буквой - U; единица измерения - 1В; прибор для определения – вольтметр; физический смысл – характеризует электрическое поле.

- Сопротивление; обозначается буквой - R; единица измерения – 1Ом; физический смысл – характеризует проводник.

Физические величины: выражаются числом, их измеряют приборами, связь между ними выражается математическим соотношением. Физические величины сила тока, напряжение и сопротивление – связаны между собой законом. Каким же?

- Закон Ома.

Так как сопротивление характеризует проводник, значит, оно зависит от…

- Длины проводника, площади сечения проводника, удельного сопротивления проводника.

Что такое электрическая цепь?

- Различные соединения источников и потребителей электрического тока.

Простейшую электрическую цепь составляют…

-Источник, потребитель, ключ, провода.

Электрические цепи, с которыми приходится иметь дело на практике, обычно состоят не из одного проводника электрического тока, а из нескольких различных, которые могут быть соединены между собой по-разному. Зная сопротивление каждого и способ их соединения, можно рассчитать общее сопротивление цепи. Расчеты сложных цепей сводятся к расчетам их участков, представляющих собой последовательное или параллельное соединение.

1. Изложение нового материала

Итак, тема нашего урока «Законы последовательного соединения проводников»

«Что такое последовательное соединение проводников? В чём его особенность?»

Вывод: (особенность последовательного соединения - отсутствуют разветвления: «конец» первого провода соединен с «началом» второго и т.д.)

Ученик: Последовательное соединение - это соединение, при котором конец одного проводника соединяется с началом другого.

Ученик: А ёще можно итак сказать, что это соединение когда один проводник следует за другим

Хорошо. Теперь постараемся выяснить закономерности данного соединения.

Какова сила тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных потребителей тока?

- ток, протекающий через все лампочки (проводники) при последовательном соединении один и тот же (вывод лабораторной работы № 3);

Каково напряжение в цепи, состоящей из последовательно соединенных потребителей тока?

-при последовательном соединении проводников общее напряжение на всем соединении равно сумме напряжений на каждом проводнике (вывод лабораторной работы № 4).

Расчет силы тока, напряжения и сопротивления в цепи с последовательно соединенными проводниками

Для того чтобы нам можно было получить математические записи наших закономерностей, мы будем использовать закон Ома для участка цепи. Этот закон даст возможность получить закон для третьей электрической величины – сопротивление.

Итак, начнем. Исходя из полученного вывода лабораторной работы № 3, мы можем получить математическую запись закона токов для последовательного соединения проводников:

I_общ = I₁ = I₂

Эту запись можно прочитать так:

Сила тока в различных последовательно соединенных участках цепи одинакова.

Это и есть первый закон последовательного соединения проводников.

Вывод лабораторной работы № 4 даст возможность получить математическую запись закона напряжений при последовательном соединении проводников:

U_общ = U₁ + U₂

Запишем формулировку этого закона:

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на отдельных участках цепи.

Это второй закон последовательного соединения проводников.

Выведем ещё один закон – это закон сопротивлений. Для этого применим второй закон последовательного соединения проводников и закон Ома для участка цепи.

По закону Ома U = IR, значит второй закон последовательного соединения проводников запишется в другом виде:

IR_общ = IR₁ + IR₂ , так как I_общ = I₁ = I₂ = const = R_общ = R₁ + R₂

Мы получили третий закон последовательного соединения проводников – закон сопротивлений. Сформулируем его.

Общее сопротивление цепи при последовательном соединении проводников равно сумме сопротивлений отдельных проводников (или отдельных участков цепи).

Если имеем n – проводников с одинаковым сопротивлением R , т.е. R₁ = R₂ = R₃ , то получим

R_общ = R₁ n

Качественная оценка этой формулы состоит в следующем: при последовательном соединении проводников как бы увеличивается длина проводника, включенного в цепь, что приводит к увеличению сопротивления. Это хорошо видно из формулы зависимости сопротивления проводника от его размеров и материала, из которого он изготовлен. R = pl/S

Заполнение таблицы (№1, №2)

Что будет, если одну лампу вывернуть?

- Если вывернуть одну лампу, то вторая тоже погаснет, т.к. цепь разомкнется.

Применение последовательного соединения проводников

Основным недостатком последовательного соединения проводников является то, что при выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные. Так, например, если перегорит одна из ламп елочной гирлянды, то погаснут и все другие. Указанный недостаток может обернуться и достоинством. Представьте себе, что некоторую цепь нужно защитить от перегрузки: при увеличении силы тока цепь должна автоматически отключаться. Как это сделать? (Например, использовать предохранитель).

Какой можно сделать общий вывод сегодняшнего урока?

Мы получили три закона последовательного соединения проводников, которые будем применять для решения задач.

Физкультминутка.

Правила по ТБ при работе с электроприборами.

Выполнение физических упражнений

IV. Закрепление нового материала

А теперь я предлагаю вам несколько устных задач на закрепление сегодняшнего материала.

А наши консультанты в это время проверят справедливость законов последовательного соединения проводников на практике.

Два ученика собирают цепь и анализируют полученные данные.

Остальные решают задачи.

1. Сила тока в первом проводнике сопротивлением 10 Ом равна 4 А.

Какова будет сила тока во втором проводнике сопротивлением 30 Ом. (4 А)

При последовательном соединении сила тока везде одинакова, поэтому во втором проводнике сила тока будет 4А.

2. В сеть с напряжением 120 В включены последовательно 3 одинаковые лампы.

Какое напряжение на каждой лампе. (40 В)

При последовательном соединении общее напряжение будет равно сумме напряжений на участках цепи. Так как лампы одинаковые, то 120:3=40В

3. В классе 10 одинаковых ламп сопротивлением 400 Ом каждая. Чему равно общее сопротивление? (4000 Ом)

При последовательном соединении общее сопротивление будет равно сумме сопротивлений на участках цепи, если лампы имеют одинаковое сопротивление, то 400∙10=4000Ом.

Вы готовы решать более сложные задачи.

Для начала разберём задачу с ваших карточек.

Найти напряжение на каждом резисторе, если вольтметр показывает напряжение 12В.

Заполняют карточки (№3)

Решение.

1). R_общ.=R₁+R₂=2Ом+4Ом=6Ом

2).по закону Ома I_общ.=U/R_общ=12В/6Ом=2А

3). I_общ.= I₁= I₂=2А

4). Из закона Ома U₁=I∙R₁=2А∙2Ом=4В

U₂=I∙R₂=2А∙4Ом=8В или U₂=U_общ.-U₁=12В-4В=8В,

т.к. U_общ = U₁ +U_2.

Ответ: U₁ =4В, U₂ =8В

Задача №1

Дано: U₁=10В, R₁=5Ом, R₂=3Ом. Найти: R₀, I.

Решение.

R₀= R₁ + R₂=5Ом+3Ом=8Ом

I= U₁/ R₁=10В/5Ом=2А

Ответ: 8Ом, 2А.

Задача №2

Дано: U₀=12В, R₁=10Ом, R₂=2Ом. Найти: R₀, I.

Решение.

R₀= R₁ + R₂=10Ом+2Ом=12Ом

I= U₀/ R₀=12В/12Ом=1А

Ответ: 12Ом, 1А.

Задача №3

Дано: U₁=8В, U₂=4В R₁=4Ом.. Найти: R₂, I.

Решение.

I= U₁/ R₁=8В/4Ом=2А

I_о.= I₁= I₂=2А

R₂= U₂/ I=4В/2А=2Ом

Ответ: 2Ом, 2А.

Самоконтроль. Работа в парах.

Тесты по карточкам с последующей проверкой.

Задание на дом

Рефлексия. Выставление оценок

Что ж, наш урок подходит к завершению. В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному. И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке, каждый из вас, все вместе как класс, и понравилось ли вам то дело, которым мы с вами сегодня занимались.