Физика. Орієнтовний розподіл навчального часу
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
Тема. Сила струму Мета уроку: увести фізичну величину, що характеризує електричний струм, та одиницю її виміру. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Сила струму У наших квартирах різні лампочки, підключені до одного й до того самого джерела струму, світяться з різною яскравістю. Значить, у різних лампах струм спричиняє різну дію. Це відбувається внаслідок того, як можна припустити, що від джерела через лампочки протікають різні електричні заряди. Для оцінювання й порівняння електричних зарядів, що протікають через провідник, була введена спеціальна фізична величина — сила електричного струму.  Електромагнітні явища. Електричний струм ^ Сила струму — це фізична величина, що характеризує електричний струм і чисельно рівна заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.  2. Одиниця сили струму Для вибору одиниці сили струму можна було б скористатися будь-якою його дією: тепловою, магнітною чи хімічною. Важливо зазначити, що ця дія повинна піддаватися точному кількісному вираженню. З першого січня 1960 р. для визначення одиниці сили струму — ампера як основної одиниці СІ — використовують магнітну взаємодію двох паралельних провідників зі струмом. Силу, з якою взаємодіють провідники, можна виміряти досить точно. Розглянемо два нескінченно довгих провідники з дуже малим поперечним перерізом, розташованим на відстані 1 м один від одного.  Якщо по цих провідниках пропустити струм, то вони почнуть взаємодіяти (притягуватися або відштовхуватися) з певною силою. Якщо сила, що діє на кожний метр провідника, виявиться рівною 2 10-7 Н, то можна стверджувати, що сила струму в провідниках дорівнює 1 А. ^ Один ампер — це сила постійного струму, за якої два нескінченно довгих паралельних прямолінійних провідники з дуже КирикЛ. А. · «Усі уроки фізики. 9 клас» малим поперечним перерізом, що розташовані у вакуумі на відстані 1 м один від одного, взаємодіють із силою, що дорівнює 2 10-7 Н на кожний метр довжини. Крім ампера, на практиці використовують частинні одиниці ампера: міліампер (ма) і мікроампер (мка). Для великих струмів — кілоампер (кА). 1 мА = 10-3 А; 1 мкА = 10-6 А; 1 кА = 103 А. Через одиницю сили струму 1 А визначається одиниця електричного заряду — 1 Кл. Оскільки  , то q = It1 Кл = 1 А ·1 с. ^ За одиницю електричного заряду прийнято вважати заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за час 1 с за сили струму 1 А. 3. Вимірювання сили струму Силу струму вимірюють спеціальними приладами — амперметрами. Як і будь-який вимірювальний прилад, амперметр не повинен впливати на значення вимірюваної величини. Тому амперметр улаштований так, що у випадку ввімкнення його в коло значення сили струму практично не змінюється. Для вимірювання сили струму амперметр вмикають послідовно так, щоб до клеми зі знаком « + » був підключений провідник, що йде від позитивного полюса джерела струму, а до клеми зі знаком «-» — провідник від негативного полюса. За шкалою амперметра видно, на яку найбільшу силу струму він розрахований. Перед проведенням вимірів необхідно визначити ціну поділки даного приладу. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Для чого вводиться поняття «сила струму»? ? Що характеризує сила струму? ? Яка дія струму покладена в основу встановлення одиниці сили струму? ? Як можна визначити в СІ одиницю заряду — кулон? Електромагнітні явища. Електричний струм ? На рисунку показана шкала амперметра. Яку максимальну силу струму ним можна виміряти? Яка ціна поділки цього приладу?  закріплення вивченого матеріалу 1. Якісні питання Виразіть в амперах силу струму, що дорівнює 1000 мА; 200 мА; 5 кА. Чи будуть відрізнятися показання двох амперметрів, зображених на схемі?  2. Навчаємося розв'язувати задачі Через спіраль електроплитки за 12 хв пройшло 3 000 Кл електрики. Яка сила струму в спіралі? Який заряд пройшов через спіраль праски, якщо нею прасували 1,5 год, а сила струму в спіралі 3 А? Скільки електронів пройде за 2 с через поперечний переріз спіралі лампи, якщо сила струму в спіралі дорівнює 0,32 А? Розв'язок. З визначення сили струму  випливає, що q = It.Знаючи величину заряду електрона qe, можна знайти число електронів N, що пройшли через поперечний переріз спіралі лампи:  Перевіримо одиниці величин:  Проводимо обчислення:  Відповідь: за 2 с через поперечний переріз спіралі пройде 4-*1018 електронів. Що ми дізналися на уроці Сила струму — це фізична величина, що характеризує електричний струм і чисельно дорівнює заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.  • Один ампер — це сила постійного струму, за якої два нескінченно довгих паралельних прямолінійних провідники з дуже малим поперечним перерізом, що розташовані у вакуумі на відстані 1 м один від одного, взаємодіють із силою, що дорівнює 2 10-7 Н на кожний метр довжини. За одиницю електричного заряду приймають заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за час 1 с за сили струму 1 А. 1 Кл = 1 А ·1 с. Домашнє завдання Підр.: § 9. Зб.: рів1 — № 5.1; 5.2; 5.3; 5.4; 5.5. рів2 — № 5.11; 5.12; 5.13; 5.14, 5.15. рів3 — № 5.18, 5.26; 5.30. Урок 6/12 Тема. Лабораторна робота № 2 «Збирання електричного кола і вимірювання сили струму на різних її ділянках» мета уроку: навчитися збирати електричне коло й вимірювати силу струму амперметром на різних ділянках кола. Тип уроку: урок контролю й оцінювання знань. Обладнання: джерело струму, лампочка на підставці, амперметр, ключ, з'єднувальні проводи. методичні рекомендації На початку уроку учням показують демонстраційний і лабораторний амперметри й спосіб ввімкнення їх у коло. Зазначають, що амперметр вмикають у коло так, щоб через нього за 1 с проходив той заряд, що проходить через будь-який поперечний переріз провідників кола. Таке ввімкнення називають послідовним. Учням повідомляється, що для вимірювання електричних величин буде раціональною така послідовність дій: Установити, для вимірювання якої величини використовується даний прилад. Установити, на яке максимальне значення вимірюваної величини розрахований прилад. Установити для якого струму (постійного чи змінного) можна використовувати прилад. Визначити ціну поділки шкали приладу. Визначити, яке значення вимірюваної величини показує прилад. рекомендації щодо проведення лабораторної роботи 1. Зберіть електричне коло, зображене на рисунку.  Накресліть схему електричного кола. Замкніть ключ і запишіть показання амперметра. Розімкніть ключ і приєднайте амперметр між лампочкою і джерелом струму. Накресліть схему електричного кола. Замкніть ключ і запишіть показання амперметра. Порівняйте показання амперметра і запишіть у зошит для лабораторних робіт висновок: чи співпадає сила струму в різних ділянках послідовного кола? Творчі завдання Накресліть таку схему ввімкнення двох лампочок, джерела струму, амперметра і ключа, щоб перегоряння однієї лампи не впливало на показання амперметра. Запропонуйте схему з'єднання джерела струму, дзвоника і двох ключів, що дозволяє подзвонити з двох різних місць. Решту часу, що залишився після виконання лабораторної роботи, можна присвятити підготовці учнів до виконання самостійної роботи № 3. домашнє завдання Підр.: § 9. Д.: підготуватися до самостійної роботи № 3. Задачі із самостійної роботи № 3 «Електричний струм. Сила струму» Середній рівень Визначте силу струму в електричній лампочці, якщо через її нитку розжарення за 10 хв проходить електричний заряд 300 Кл. Який електричний заряд пройде за 3 хв через амперметр за сили струму в колі 0,2 А? Достатній рівень 1. а) Чому тепловий рух електронів у провіднику не може бути названо електричним струмом? б) Який заряд протікає через котушку амперметра, ввімкненого в коло, за 2 хв, якщо сила струму в колі 12 мА? 2. а) Чи можна вважати блискавку, що виникає між хмарою і землею, електричним струмом? б) Скільки часу тривав перенос заряду 7,7 Кл за сили струму 0,5 А? Високий рівень а) 1820 р. французький фізик Араго зробив відкриття: коли тонкий мідний дріт, з'єднаний із джерелом струму, занурювали в залізні ошурки, то вони прилипали до нього. Поясніть це явище. б) Через поперечний переріз провідника за 2 с проходить 12*1019 електронів. Яка сила струму в провіднику? а) Придатність батарейки для кишенькового ліхтарика можна перевірити, доторкнувшись кінчиком язика одночасно до обох полюсів: якщо відчувається кислуватий смак, то заряд батарейки ще не вичерпано. Яка дія струму використовується при цьому? Поясніть свою відповідь. б) Чи однакові електричні заряди пройдуть через поперечний переріз провідника за 3 с за сили струму 5 А и за півхвилини, якщо сила струму 0,5 А? Урок 7/13 Тема. Електрична напруга Мета уроку: увести поняття напруги, ознайомити учнів з одиницею напруги та навчити вимірювати напругу. Тип уроку: комбінований урок. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Доводимо, що електричне поле виконує роботу Отже, електричний струм у металевому провіднику — це спрямований рух вільних електронів, що виникає під дією електричного поля. Здійснюючи хаотичний рух, електрони одночасно переміщуються від негативного полюса джерела струму до позитивного. При цьому електрони втрачають кінетичну енергію під час зіткнення з атомами провідника, і ця енергія переходить у внутрішню енергію провідника — провідник нагрівається. Для підтримки швидкості спрямованого руху електронів і відновлення втрат їхньої кінетичної енергії повинна відбуватися робота. Цю роботу виконують сили електричного поля. ^ Роботу сили електричного поля, що здійснюється в зовнішньому колі, називають роботою електричного струму. Виконаємо дослід: замикаємо коло на один акумулятор і звертаємо увагу учнів на величину струму в колі. Послідовно збільшуємо число акумуляторів, при цьому струм у колі збільшується.  Електромагнітні явища. Електричний струм Це означає, що через поперечний переріз провідника проходить за одиницю часу більша кількість заряджених частинок і переноситься більший електричний заряд. Таким чином, при проходженні струму по провіднику електричне поле виконує роботу A, що, як показує дослід, прямо пропорційний заряду q,що пройшов по колу. Електричне поле, що діє в колі, характеризується особливою величиною, що називається напругою електричного поля, або просто напругою. ^ Напруга — це фізична величина, що характеризує дію електричного поля на заряджені частинки. 2. Визначаємо електричну напругу Отже, електричне поле характеризують його дією на заряди. Однією з найважливіших характеристик електричного поля є робота, що виконує сила, яка діє з боку поля на заряд, що переміщається в цьому полі. Ця робота залежить не тільки від поля, але й від заряду, на який воно діє: досліди показують, що вона прямо пропорційна цьому заряду. Виходить, якщо розділити роботу, здійснювану електричним полем при переміщенні заряду, на значення цього заряду, ми одержимо величину, що уже не залежить від значення заряду. ^ Напругою на даній ділянці кола називають відношення роботи A електричного поля з переміщення заряду q на даній ділянці кола до цього заряду:  За одиницю напруги в СІ прийнято вольт (В). ^ Один вольт — це така напруга, за якої поле виконує роботу 1 Дж при переміщенні заряду 1 Кл.  Використовують також мілівольти (1 мВ = 0,001 В) і кіловольти (1 кВ = 1000 В). 3. Вимірювання напруги. Вольтметр Для вимірювання напруги користуються приладами, що називаються вольтметрами. На відміну від амперметра, що вмикається в розрив електричного кола, вольтметр підключається паралельно до ділянки кола, на якій вимірюється напруга. Вольтметр можна безпосередньо підключати до джерела струму. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Що розуміють під роботою електричного струму? ? Чи залежить робота електричного поля від сили струму в колі? Від заряду, що пройшов по колу? ? Напруга на ділянці кола 10 В. Що це означає? ? Яку напругу використовують в освітлювальному колі? ? На рисунку показана шкала вольтметра. Яку максимальну напругу ним можна виміряти? Яка ціна поділки цього приладу?  закріплення вивченого матеріалу 1. Якісні питання При проходженні однакової кількості електрики в одному провіднику була виконана робота 100 Дж, а в іншому — 250 Дж. На якому провіднику напруга більше? У скільки разів? Які спільні ознаки в амперметра і вольтметра? Чим вони відрізняються один від одного? Якою має бути сила струму, що проходить через вольтметр, порівняно із силою струму в колі? 2. Навчаємося розв'язувати задачі 1. Визначте напругу на ділянці кола, якщо при проходженні по ньому заряду в 15 Кл була виконана робота 6 кДж. 2. При переносі 60 Кл електрики з однієї точки електричного кола в іншу за 12 хв виконана робота 900 Дж. Визначте напругу 1 силу струму в колі. 3. Чому дорівнює напруга на ділянці кола, на якій за сили струму 2 А за 20 с була виконана робота 800 Дж? Що ми дізналися на уроці Робота сил електричного поля, що виконується в зовнішньому колі, називається роботою електричного струму. Напруга — це фізична величина, що характеризує дію електричного поля на заряджені частинки. Напругою на даній ділянці кола називають відношення роботи A електричного поля з переміщення заряду q на даній ділянці кола до цього заряду:  • Один вольт — це така напруга, за якої поле виконує роботу 1 Дж під час переміщення заряду 1 Кл.  Домашнє завдання Підр.: § 10. Зб.: рів1 — № 5.6; 5.7; 5.8; 5.9; 5.10. рів2 — № 5.16; 5.17; 5.19; 5.20, 5.21. рівЗ — № 5.24, 5.25; 5.27; 5.29; 5.31. Урок 8/14 |