Физика. Орієнтовний розподіл навчального часу
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
Тема. Дії електричного струму мета уроку: ознайомити учнів з діями електричного струму. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Теплова дія струму Діями електричного струму називають ті явища, що спостерігаються за наявності електричного струму в колі. За цими діями судять про електричний струм у колі, тому що не можна безпосередньо спостерігати за рухом заряджених частинок у провіднику. З деякими діями електричного струму учні знайомі з повсякденного життя. Тому насамперед потрібно з'ясувати, що їм відомо, а потім уже звернутися до дослідів. Теплову дію струму можна спостерігати, наприклад, приєднавши до полюсів джерела струму нікеліновий чи ніхромовий дріт. Про теплову дію струму учнем відомо з повсякденного життя: так працюють електричний паяльник, електроплитка, праска, лампа розжарення і багато інших предметів. 2. Хімічна дія струму Хімічну дію струму можна спостерігати при пропусканні електричного струму через розчин мідного купоросу CuSO4. Учням може бути пояснено, що під час взаємодії речовини з розчинником молекули речовини розпадаються на позитивні та негативні іони. Ці іони в електричному полі будуть рухатися спрямовано. Позитивні йони рухаються до негативно зарядженого електрода (катода), а негативні йони — до позитивно зарядженого електрода (анода). Водень і метали завжди виділяються на катоді. Можна зробити висновок: ^ Електричний струм в електроліті — це спрямований рух іонів у електричному полі. Хімічну дію електричного струму використовують у промисловості (видобування алюмінію, міді й інших металів, нікелювання, хромування та ін.). Щоб продемонструвати учням хімічну дію струму, у посудину з розчином мідного купоросу опускаємо два вугільних електроди і пропускаємо через розчин електричний струм. Через певний час на одному з електродів виявляємо тонкий шар чистої міді.  3. Магнітна дія струму Магнітну дію струму можна показати за допомогою котушки із залізним осердям. Коли коло замкнене, до осердя притягуються невеликі залізні предмети: цвяхи, залізні ошурки тощо. Оскільки в міжнародній системі одиниць (СІ) одиницю сили струму ампер уводять за взаємодією провідників зі струмом, доцільно показати взаємодію двох паралельно розташованих провідників зі струмом. 4. Спостерігаємо фізіологічну дію електричного струму на організм Якщо людина неізольована від землі, то, доторкнувшись до провідника, що перебуває під напругою, вона включає себе в електричне коло. У цьому випадку крізь тіло людини проходить електричний струм. Дія електричного струму на живу тканину має різнобічний характер. Проходячи крізь організм людини, струм спричиняє термічну, електролітичну, механічну, біологічну і світлову дію. Під час термічної дії відбувається перегрівання і функціональний розлад органів на шляху проходження струму. Електролітична дія струму виражається в електролізі рідини в тканинах організму, у тому числі крові, і порушенні її фізико-хімічного складу. Механічна дія призводить до розриву тканин, розшарування, ударної дії випаровування рідини з тканин організму. Механічна дія пов'язана із сильним скороченням м'язів аж до їх розриву. Біологічна дія струму виражається в роздратуванні й перезбу-дженні нервової системи. Світлова дія призводить до ураження очей. Характер і глибина впливу електричного струму на організм людини залежить від сили й роду струму, часу його дії, шляху проходження крізь тіло людини, фізичного й психологічного її стану. Електричний струм, діючи на організм людини, може призвести до різних уражень: електричного удару, опіку, металізації шкіри, електричного знаку, механічного ушкодження, електро-офтальмії. Електричний удар призводить до збудження живих тканин. Електричний опік різних ступенів — наслідок коротких замикань — при зіткненні людини (безпосередньо або через електричну дугу) зі струмоведучими частинами електричних приладів. Електричний знак (оцінка струму) — специфічні ураження, зумовлені механічним, хімічним або їхнім спільним впливом струму. Уражена ділянка шкіри практично безболісна, довкола знаку відсутні запальні процеси. Згодом він твердне, і поверхневі тканини відмирають. Електрознаки зазвичай швидко виліковуються. Металізація шкіри — так зване просочування шкіри дрібними пароподібними чи розплавленими частинками металу під впливом механічного або хімічного впливу струму. Уражена ділянка шкіри набуває твердої поверхні й своєрідного забарвлення. У більшості випадків металізація виліковується, не залишаючи на шкірі слідів. Електроофтальмія — ураження очей ультрафіолетовими променями, джерелом яких є вольтова дуга. У результаті електроофтальмії через кілька годин настає запальний процес, що проходить, якщо вжити необхідних засобів лікування. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Як дізнатися, чи проходить струм по провіднику? ? Де використовують теплову та хімічну дії струму? ? Наведіть приклади механічної дії струму? ? Де використовують магнітну дію струму? ? Наведіть приклади, що підтверджують вплив електричного струму на організм людини. закріплення вивченого матеріалу 1. Якісні питання У яких пристроях використовується теплова дія струму? У яких пристроях використовується магнітна дія струму? Які дії струму можна спостерігати, пропускаючи струм через морську воду? Як ви вважаєте, чи буде рухатися стрілка компаса під час удару блискавки? 5) Чому спалах блискавки супроводжується громом? Указівка. Повітря в каналі блискавки нагрівається та внаслі- док цього різко розширюється. Що ми дізналися на уроці • Діями електричного струму називають ті явища, що спостерігаються за наявності електричного струму в колі. Електричний струм в електроліті — це спрямований рух іонів у електричному полі. Дія електричного струму на живу тканину має різнобічний характер. Проходячи крізь організм людини, струм спричиняє термічну, електролітичну, механічну, біологічну і світлову дію. Домашнє завдання Підр.: § 6. Зб.: ріві — № 4.2; 4.7; 4.8; 4.9; 4.10. рів2 — № 4.22; 4.24; 4.27; 4.28, 4.29. рівЗ — № 4.46, 4.49; 4.50; 4.51.  вивчення нового матеріалу 1. Ознайомлюємося з джерелами електричного струму Джерела струму бувають різними, але у кожному з них відбувається робота з поділу позитивно і негативно заряджених частинок. Робота ця відбувається так званими сторонніми силами. Такі сили не можуть мати електричного походження. У джерелах струму в процесі роботи з поділу заряджених частинок відбувається перетворення механічної, внутрішньої чи якої-небудь іншої енергії на електричну. ^ Джерелами електричного струму будемо називати пристрої, що створюють і тривалий час підтримують електричне поле. У джерелах електричного струму електричне поле створюється й підтримується завдяки поділу різнойменних електричних зарядів. У результаті цього на одному полюсі джерела струму накопичуються частинки, що мають позитивний заряд, а на іншому — частинки з негативним зарядом. Між полюсами встановлюється електричне поле. Під дією цього поля в провіднику, що з'єднує полюси, відбувається спрямований рух частинок, тобто виникає електричний струм. Типи джерел електричного струму Усі джерела електричного струму можна розділити на фізичні й хімічні. До фізичних джерел електричного струму належать пристрої, у яких поділ зарядів відбувається за рахунок механічної, світлової чи теплової енергії. Прикладами таких джерел можуть бути електрофорна машина, турбогенератори електростанцій, фото- і термоелементи тощо. До хімічних джерел електричного струму належать пристрої, у яких поділ зарядів відбувається за рахунок енергії хімічних реакцій. Прикладами таких джерел можуть бути гальванічні елементи й акумулятори. Створюємо гальванічний елемент Візьмімо дві пластинки (мідну і цинкову), а між ними помістімо шматочок тканини, змоченої в слабкому розчині сульфатної кислоти. Якщо з'єднати пластинки провідником, то гальванометр зафіксує наявність струму. Будь-який гальванічний елемент складається із двох електродів, поміщених в електроліт — тверду чи рідку речовину, що проводить струм. Електроди виготовляють з різних металів. За залежності від типу гальванічного елемента один з металевих електродів заміняють вугільним електродом. Між електродами й електролітом відбуваються хімічні реакції, у результаті яких один з електродів (анод) набуває позитивного заряду, а інший (катод) — негативного. За рахунок енергії, що виділяється під час реакцій, гальванічний елемент здатний протягом тривалого часу підтримувати проходження електричного струму через провідник, що з'єднує електроди елемента. Вивчаємо принцип дії акумуляторів Акумулятори — інший тип хімічних джерел струму. Однією з переваг акумуляторів є те, що в них електроди не витрачаються. Найпростіший акумулятор складається з двох цинкових пластин, поміщених у розчин сірчаної кислоти. Для того, щоб акумулятор став джерелом струму, його спочатку треба зарядити. Для заряджання акумулятора крізь нього пропускають струм від будь-якого іншого джерела струму. Після того як акумулятор зарядиться, його можна використовувати як самостійне джерело струму. У процесі заряджання електричний струм в акумуляторі виконує роботу, у результаті якої електрична енергія перетворюється на хімічну енергію акумулятора. Під час розряджання акумулятора ця енергія перетворюється знов на електричну. Акумулятори бувають різних видів: свинцеві (чи кислотні), залізонікелеві (чи лужні). Але принцип роботи в них однаковий: вони накопичують енергію, перш ніж стати самостійним джерелом струму. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Що відбувається в джерелах струму? ? Яке основне призначення джерела струму? ? Яка енергія може перетворюватися у джерелі струму на електричну? ? Чому для поділу різнойменних зарядів необхідно виконати певну роботу? ? Які перетворення енергії відбуваються під час заряджання і розряджання акумулятора? ? У чому полягає принципова відмінність гальванічного елемента від акумулятора? закріплення вивченого матеріалу 1. Якісні питання Якщо до кульок різнойменно заряджених електроскопів одночасно доторкнутися металевим стрижнем, то в них виникне електричний струм. Чим ця установка принципово відрізняється від пристроїв, що прийнято називати джерелами струму? Яке призначення джерела струму в електричному колі? Чи можна сказати, що він створює заряди на полюсах? Розв'язок. Джерело струму не створює електричних зарядів. Усередині джерела на заряджені частинки діють сили, що розділяють різнойменні заряди, долаючи їх електричне притягання: на одному полюсі виникає надлишок позитивних зарядів, а на іншому — надлишок негативних. Ці заряди створюють електричне поле, що й зумовлює упорядкований рух заряджених частинок у колі. 3) Що необхідно зробити, щоб на двох електроскопах, з'єднаних металевим провідником, підтримувати рівні за модулем і протилежні за знаком електричні заряди? Що ми дізналися на уроці Джерелами електричного струму називаються пристрої, що створюють і тривалий час підтримують електричне поле. У джерелах струму за рахунок сил неелектричного походження відбувається поділ заряджених частинок, у результаті чого полюси джерела виявляються зарядженими різнойменно. До фізичних джерел електричного струму належать пристрої, у яких поділ зарядів відбувається за рахунок механічної, світлової чи теплової енергії. До хімічних джерел електричного струму належать пристрої, у яких поділ зарядів відбувається за рахунок енергії хімічних реакцій. Домашнє завдання Підр.: § 7. Зб.: рів1 — № 4.11; 4.12; 4.13; 4.14. рів2 — № 4.30; 4.31; 4.32; 4.33. рів3 — № 4.38, 4.39; 4.40. Урок 4/10 Тема. Електричне коло Мета уроку: з'ясувати, з яких частин складається електричне коло; пояснити учням призначення кожної частини електричного кола. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Збираємо електричне коло Ознайомлення з електричним колом можна почати з фронтального експерименту. Складаємо електричне коло з батареї гальванічних елементів (чи іншого джерела струму), низьковольтної лампочки, підвідних проводів і ключа. Після збирання кола вчитель на дошці, а учні в зошиті креслять схему цього кола, використовуючи умовні позначки складових електричного кола. У найпростіших випадках електричне коло складається з: джерела струму; системи з'єднувальних проводів і керуючих пристроїв; споживача електричної енергії. 2. Вивчаємо електричне коло Будь-яке електричне коло складається з двох ділянок: внутрішньої та зовнішньої. У внутрішній ділянці (у джерелі струму) під час роботи з поділу заряджених частинок відбувається перетворення механічної, внутрішньої чи якої-небудь іншої енергії на електричну. Електричне поле виконує роботу з переміщення електричних зарядів у зовнішній ділянці кола, до якої належать приймач електричної енергії, з'єднувальні проводи та ключ. У цій ділянці кола енергія електричного поля перетворюється на інші види енергії.  Під час замикання кола електричне поле джерела струму поширюється вздовж зовнішньої частини кола зі швидкістю, близькою до швидкості світла (300 000 км/с), вільні заряджені частинки практично одночасно починають рухатися спрямовано — у колі з'являється струм. За напрямок струму умовно прийняли той напрямок, у якому могли б рухатися в провіднику позитивно заряджені частинки, тобто напрямок від позитивного полюса джерела струму до негативного. Необхідно враховувати, що це зовсім не означає, що в колі рухаються позитивно заряджені частинки. Так, у металах носіями струму є негативні електрони. А це означає, що після замикання кола електрони під дією електричного поля будуть рухатися від негативного полюса джерела струму до позитивного, тобто напрямок руху електронів протилежний прийнятому напрямку електричного струму. 3. Ознайомлюємося з електричними схемами Уміння креслити схеми електричних кіл і читати готові схеми набувається школярами під час виконання вправ, що виконують ся як на даному уроці, так і на наступних уроках. Корисними є завдання зі складання схем електропроводки, наприклад: • накресліть схему кола, що містить джерело струму й дві електричні лампи, кожну з яких вмикають своїм вимикачем. На завершення уроку, щоб розібратися в сутності явищ, що відбуваються в електричному колі, корисно звернутися до його гідродинамічної аналогії. Гідродинамічна аналогія допомагає пояснити ряд складних для учнів питань: а) роль джерела струму в електричному колі; б) місце вимикача в електричному колі; в) які електричні заряди рухаються в електричному колі; г) пояснення відмінності між незначною швидкістю носіїв струму й практично миттєвим поширенням струму в колі. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Яке призначення джерела струму в електричному колі? ? Які джерела електричного струму вам відомі? Яке їх призначення? ? Яке електричне коло називають замкненим? Розімкненим? ? Напрямок руху яких частинок приймають за напрямок струму? ? Струм на деякій ділянці кола створюється упорядкованим рухом електронів. Який напрямок має струм на цій ділянці? закріплення вивченого матеріалу 1. Навчаємося розв'язувати задачі Намалюйте схему з'єднання батарейки, двох лампочок і двох ключів. Увімкнення і вимикання кожної лампочки здійснюється «своїм» ключем. Намалюйте схему з'єднання батарейки, лампочки, дзвоника й двох ключів, за якої лампочка загоряється, коли увімкнуто дзвоник, але може бути ввімкнена і в разі, якщо дзвоник не працює. Намалюйте схему з'єднання батарейки, двох лампочок і трьох ключів, за якої ввімкнення та вимикання кожної лампочки здійснюється «своїм» ключем, а розмикання третього ключа дозволяє вимкнути обидві лампочки. 4. Трамвайна лінія, на відміну від тролейбусної, має тільки один електричний провід. Як у цьому випадку створюється замкнене коло? Що ми дізналися на уроці Електричне коло складається з: джерела струму; системи з'єднувальних проводів і керуючих пристроїв; споживача електричної енергії. За напрямок струму умовно прийняли той напрямок, у якому могли б рухатися у провіднику позитивно заряджені частинки, тобто напрямок від позитивного полюса джерела струму до негативного. Домашнє завдання Підр.: § 8. Зб.: рів1 — № 4.15; 4.16; 4.17; 4.18. рів2 — № 4.19; 4.34; 4.35; 4.36. рів3 — № 4.37, 4.41; 4.42. Урок 5/11 |