Тема урока «Электрический ток. Источники электрического тока». Цели урока
| Вид материала | Урок |
- Тема «Электрический ток в металлах. Действия электрического тока.», 113.8kb.
- Домашнее задание 17 января физика электрический ток. Источники электрического тока., 5.6kb.
- Разработка урока физики в 10 классе Тема урока: «Электрический ток в различных средах», 134.4kb.
- Тема урока: «Активное сопротивление в цепи переменного тока», 53.01kb.
- Самостоятельная работа «Переменный электрический ток» Вариант 1 Когда магнитное поле, 29.04kb.
- Электрический ток в проводниках, 75.18kb.
- Электрический ток в газах самостоятельная и несамостоятельная проводимость газов, 128.37kb.
- Переходные процессы в линейных электрических цепях, 378.64kb.
- Урок по физике в 10-м классе по теме: "Электрический ток в газах", 127.41kb.
- План учебного занятия: Актуализация знаний через индивидуальную работу по карточкам,, 90.77kb.
Тема урока «Электрический ток. Источники электрического тока».
Цели урока:
Учебные:
1)сформировать понятие электрический ток.
2)выяснить условия существования электрического тока и назначение источника тока.
3) рассмотреть принципы действия источника тока.
4)ознакомить учащихся с различными видами источников тока.
Развивающие: развивать логическое мышление учащихся, формировать умение самостоятельной исследовательской работы.
Воспитательные: формировать материалистическое мировоззрение учащихся.
Оборудование: ПК, проектор, экран; металлическая трубка, эбонитовая палочка, легкий шарик; электрофорная машина, термоэлемент, спиртовка, гальванометр, фотоэлемент, лампа, гальванический элемент, батарея гальванических элементов, аккумулятор. На столах учеников – батарея гальванических элементов, лампочки, соединительные провода, ключ.
План урока.
Этапы урока | Деятельность учителя | Деятельность ученика |
| 1. Организационный момент. | Приветствие учеников класса и гостей. | |
| 2.Актуализация знаний | Беседа, фронтальный опрос. | Отвечают на заданные вопросы. |
| 3. Постановка учебной проблемы. Изучение нового материала. | 1.Демонстрация опыта 1. | Следят за экспериментом, делают вывод. |
| | 2. Формулировка понятия эл.тока. | Пытаются самостоятельно сформулировать определение и записать его в тетрадь. |
| | 3.Выяснения условий длительного существования эл.тока. | Рисуют схему, собирают эл.цепь. |
| | 4.Демонстрация опытов с источниками эл.тока . | Следят за экспериментами, делаю выводы и записывают их в тетрадь. |
| | 5. Историческая справка о первых источниках. | Слушают рассказ учителя. |
| | 6. Работа с учебником: вопрос и ответ, найди соответствие. | Самостоятельно работают с учебником. |
| 4.Рефлексия | 6. Просмотр слайдовой презентации и ответы на вопросы. | Формулируют окончание фраз в заданных вопросах. |
| 5.Подведение итогов. Домашнее задание. | Сообщение учителем домашнего задания и его пояснение. | Записывают домашнее задание. |
Демонстрации:
1.Электрофорная машина.
2.Демонстрация работы термоэлемента.
3.Демонстрация работы фотоэлемента и солнечной батареи.
4.Демлнстрация устройства и работы сухого гальванического элемента.
5.Отталкивание легкого шарика от металлической трубки, подвешенной на нитях, к которой подносится заряженная эбонитовая палочка.
Ход урока:
1.Подготовка к усвоению нового материала (мотивация и формулировка цели урока).
Тема сегодняшнего урока: «Электрический ток. Источники электрического тока».
Слова «электричество», «электрический ток» прочно вошли в нашу жизнь. Мы настолько привыкли к тому, что нас окружают электроприборы и электрические явления, что порой даже не замечаем, какую огромную роль они играют в нашей жизни.
Представьте себе на минуту, что отключили электричество в наших квартирах. Что было бы? Каковы последствия этого события? Ученики отвечают на поставленный вопрос. ( Погас бы свет. Не смогли бы посмотреть телевизор, не работала бы микроволновая печь, компьютер, холодильник, пылесос, другие электробытовые приборы. Отключили бы отопление и воду, так как насосы, качающие воду, работают на электричестве. Невозможно было бы подзарядить сотовые телефоны). Делаю вывод: электричество играет огромную роль в нашей жизни, поэтому важно знать, что это такое.
Цель нашего урока: выяснить, что такое электрический ток и какие условия необходимы для его существования.
2.Атуализация опорных знаний учащихся.
Но прежде давайте вспомним ранее изученный материал и ответим на вопросы (фронтальный опрос):
1.Что такое электризация тел?
2.Одно или оба тела электризуются при трении?
3.Назовите 2 рода зарядов. Как взаимодействуют тела, имеющие электрические заряды?
4.Что такое проводники и непроводники электричества?
5.Почему металлы проводят электричество?
6.Под действием чего движутся свободные электроны в металлах?
7.Какие частицы вы знаете?
8.Что такое энергия?
9.Какие виды энергии вы знаете?
10. Какой энергией обладает движущийся автомобиль? Летящий самолет? Нагретая батарея?
3.Освоение нового материала:
1.Электрический ток:
Демонстрирую опыт 1. Два электрометра, соединенных металлическим проводником. Если поднести к одному электрометру заряженную эбонитовую палочку, то стрелка второго электрометра отклонится. Предлагаю ученикам объяснить опыт. Что происходит при этом?
Учащиеся отвечают (вокруг заряженной палочки возникает электрическое поле, под действием которого свободные электроны перемещаются сначала к одному электрометру, а затем через проводник к другому.)
В нашем опыте электроны двигаются в одну сторону, т.е. направлено (упорядочено). В этом случае можно сказать, что по трубке протекает электрический ток.
Кроме металлических проводников мы будем изучать и другие проводники, например, проводящие ток жидкости. В них кроме электронов есть и другие заряженные частицы – ионы. Они тоже могут перемещаться.
Сформулируем вместе, что же такое электрический ток?
Первые ключевые слова: электроны и ионы – это…? (Ученики: заряженные частицы).
Второе ключевое слово: что с ними происходит? (Ученики: они движутся).
Третье ключевое слово: как они движутся? (Ученики: упорядочено, т.е. направлено).
Четвертое ключевое слово: под действием чего движутся заряженные частицы? (Ученики: под действием электрического поля).
Итак, электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц, под действием электрического поля.
2.Условие существования тока в цепи.
В нашем опыте в металлическом проводнике электрический ток возникает, но он быстро прекращается. Почему же он является кратковременным? По мере перемещения зарядов с палочки на электрометр и далее по трубке, электрическое поле вокруг палочки уменьшается, а вокруг левого электрометра растет. При равенстве зарядов их электрические поля компенсируют друг друга и движение электронов прекращается. Значит, для того, чтобы ток в цепи существовал долго, необходимо создать электрическое поле и постоянно поддерживать его. Для этого используется специальные устройства, называемые источники тока.
Изобразим все в виде схемы. Учитель на доске рисует схему:
Эл.поле Свободные заряженные частицы Замкнутая эл.цепь
3.Источники тока.
Источники тока – это устройства, создающие и поддерживающие длительное время электрическое поле.
Существуют различные источники тока, но в любом из них совершается работа по разделению положительных и отрицательных частиц. Разделенные заряженные частицы накапливаются на полюсах источника тока: один полюс заряжен положительно, второй – отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то в нем под действием электрического поля возникнет электрический ток, т.е. свободные заряженные частицы придут в нем в движение. Убедитесь в этом сами.
Далее учащиеся выполняют фронтальный опыт: под руководством учителя собирают электрическую цепь, состоящую из батареи гальванических элементов, лампочки, ключа и соединительных проводов. Замыкают ключ, убеждаются, что лампочка горит.
В источнике тока совершается работа. Что необходимо для того, чтобы тело совершило работу? (Ученики: тело должно обладать энергией). Работа по разделению зарядов на источнике тока может совершаться за счет механической, внутренней или какой-то другой энергии. Поэтому существуют разные виды источников тока.
4.Виды источников тока.
Произвожу демонстрацию опытов по рис.42-44 учебника. В ходе выполнения опытов задаю вопрос. Какой вид энергии превращается в электрическую энергию в данном опыте? После обсуждения каждого опыта заполняем соответствующую строку таблицы 1.Каждый опыт закрепляется слайдами из презентации.
Опыт 2. Действие электрофорной машины.
Разделение зарядов происходит за счет механической энергии. При вращении дисков происходит трение щеток о диск. Происходит разделение зарядов. В результате один электрод машины заряжается положительно, другой отрицательно. Если приблизить электроды машины, то возникает кратковременный ток в виде электрического разряда в воздухе.
Для того, чтобы ток протекал постоянно, необходимо непрерывно вращать ручку электрофорной машины. Конечно, таким образом создавать электрический ток длительное время невозможно. На электростанциях электрический ток вырабатывается с помощью генераторов. Этот ток используется в промышленности, на транспорте, в осветительной сети.
Опыт 3. Действие термоэлемента.
Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, а затем нагревать это место спая, то по цепи потечет электрический ток.
Опыт 4.Действие фотоэлемента и солнечной батареи.
Если такие вещества, как кремний, селен, оксид меди осветить, то в цепи возникнет электрический ток.
Это явление называется фотоэффектом.
Рассмотрим устройство и принцип действия двух источников тока: гальванического элемента и аккумулятора.
Источники тока, у которых разделение зарядов происходит за счет энергии химических процессов, называются гальваническими. В них химическая энергия преобразуется в электрическую.
Расскажу немного об истории их создания.
В 1800 году итальянский физик Алессандро Вольта, опираясь на результаты исследований Луиджи Гальвани, изготовил электрическую батарею, названную вольтовым столбом. Батарея Вольта была составлена из нескольких десятков пар чередующих медных и цинковых кружков, которые были сложены столбиком и переложены кружочками картона, смоченного в растворе серной кислоты .Подсоединив к верхней к верхней и нижней пластинам столба провода, Вольта получает источник постоянного тока. Как оказалось впоследствии, эта батарея не была первым химическим источником тока.
В начале 20 века при археологических раскопках в Ираке был найден странный предмет. Его нашли среди руин древнего поселения неподалеку от Багдада.
Это была глиняная ваза высотой около 15 см. в ней находился цилиндр из меди со вставленным в него железным стержнем. При обследовании находки ученые пришли к парадоксальному выводу: это были остатки электрической батарейки.
В дальнейшем такие сосуды находили в большом количестве. Определили, что заливались они уксусом, а герметизировались смолой. Использовали такие батарейки в древности, по-видимому, для гальванического золочения мелких серебряных украшений.
Подобную батарею вы можете сделать сами. Возьмите 5 желтых монет ( по 10 копеек) 5 белых монет ( по 5 копеек).Они примерно одинаковые по величине, а сделаны из разных сплавов. Расположите их поочередно, а между ними положите кусочки газетной бумаги, смоченной в крепком растворе поваренной соли. Возьмите столб мокрыми пальцами за концы, и вы почувствуете слабый электрический удар.
Внутри гальванического элемента (названного так в честь Л. Гальвани) непрерывно идет химическая реакция, в результате которой и происходит разделение зарядов. В результате один электрод становится положительно заряженным, а другой отрицательно заряженным. Электроды находятся в электролите, с которым они взаимодействуют в ходе химической реакции. Сверху все это герметизируется.
Выделим основные части любого гальванического элемента:
1.положительный электрод.
2.отрицательный электрод.
3.электролит.
4.герметик.
В гальваническом элементе вольта положительный электрод -медная пластина, отрицательный электрод – цинковая пластина, электролит – раствор серной кислоты, герметик – смола. В древней батарейке из Ирака положительный электрод – железный стержень, отрицательный электрод – медный цилиндр, электролит – уксус, герметик – смола.
В обоих элементах электролит жидкий. Это очень неудобно: представьте себе, что в наручных часах или в мобильном телефоне носим банку с серной кислотой, которая при неудачном ударе может разбиться. Поэтому в современных элементах электролит не жидкий. А в виде пасты или густого клейстера. Такие батарейки называют сухими.
Работа с учебником.
На рис.45(стр. 179)рассмотрите устройство гальванического элемента и в тексте найдите ответы на вопросы:
1.Назовите положительный электрод…
2.Отрицательный электрод…
3.Электролит…
4.Герметик…
Несколько гальванических элементов, соединенных вместе, образуют батарею гальванических элементов.
Все гальванические элементы и батареи гальванических элементов имеют определенный срок действия. После этого мы их просто выбрасываем.
Но существуют химические источники тока многоразового действия. Это аккумуляторы (от лат.аккумуляторе – накоплять).
Простейший аккумулятор – это две свинцовые пластины, помещенные в раствор серной кислоты. Но такой аккумулятор еще не является источником тока. Его надо «зарядить», т.е. пропустить через него ток от какого-то источника. При прохождении тока между его пластинами и кислотой происходит химическая реакция. При этом один электрод становится положительно заряженным, а второй отрицательно заряженным.
Аккумуляторы бывают двух видов:
1.кислотные (свинцовые) – свинцовая пластина в растворе серной кислоты;
2.щелочные (железно-никелевые) – одна пластина из спрессованного железного порошка, вторая – из пероксида никеля. Помещены в раствор щелочи.
С какими источниками тока вам приходилось чаще всего сталкиваться в повседневной жизни? Оказывается, очень часто вы используете именно аккумуляторы. Наверное, большинство из вас имеет сотовые телефоны. Их необходимо периодически подзаряжать. Для этого необходимо зарядное устройство или так называемый сетевой адаптер. Это устройство преобразует переменный ток напряжением 220 В из осветительной сети в постоянный ток напряжением 3 В.Именно такой ток необходим для подзарядки аккумуляторной батареи сотового телефона. Чаще всего там используется литиево-ионный аккумулятор или батарея, в которой применяется раствор солей лития в органическом растворителе.
Таблица
| № | Виды источников | Преобразование энергии | Название источников тока |
| 1 | Механические | Механическая энергия в электрическую. | Электрофорная машина, генератор. |
| 2 | Тепловые | Внутренняя энергия в электрическую. | Термоэлемент. |
| 3 | Световые | Световая энергия в электрическую. | Фотоэлемент. |
| 4 | Химические | Химическая энергия в электрическую. | Гальванический элемент, аккумулятор, батарея. |
4.Закрепление нового материала.
Знаете ли вы окончание этих фраз:
1)Электрическим током называют…
2) Источника тока в цепи предназначен…
3)В источнике тока происходит превращение одного вида энергии (внутренней, механической или иной) в ….
4) Гальванических элемент – это…
5)Аккумулятор – это накопитель электрической энергии, так как…
IV. Домашнее задание.
- Параграф 32 учебника; вопросы и задания к параграфу.
- Изготовить гальванический элемент по инструкции, приведенной на уроке.