Конспект электродвижущая сила 10 класс

Обновлено: 02.07.2024

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Тема урока : Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

• Развивающая: развивать логическое мышление учащихся, умение анализировать и объяснять физические явления; формировать интерес к физическому эксперименту, развивать экспериментальные умения и стремление проводить эксперимент; способствовать активизации творческого мышления учащихся, пробуждать в них познавательный интерес, стимулировать развитие инициативы, смекалки, формирование умения выдвигать гипотезы, предположения и проверять их.

• Воспитательная : воспитывать практические навыки пользования приборами; расширить кругозор учащихся, возбуждать интерес к изучению физики.

Оборудование : зависимость силы тока от ЭДС источника и полного сопротивления цепи, портрет Ома.

Тип урока: комбинированный урок.

1. Организационный этап (1 мин.)

2. Мотивация учебной деятельности (6 мин.)

3. Изучение нового материала (13 мин.)

4. Использование полученных знаний (13 мин.)

5. Контроль и коррекция полученных знаний (7 мин.)

6. Подведение итогов урока. Рефлексия. (3 мин.)

7. Домашнее задание (2 мин.

Конспект урока

Приветствие учеников. Организация рабочего места.

Приветствие учителя. Организация рабочих мест.

ІІ. Мотивация учебной деятельности

Вопрос учителя: Как формулируется закон Ома для участка электрической цепи? Какую электрическую цепь называют полной? Источник тока имеет сопротивление, поэтому его тоже надо учитывать. Открытый Г. Омом закон для участка цепи в общем случае справедлив и для полной цепи, если принимать во внимание как внешнюю, так и внутреннюю часть цепи

Слушают учителя. Наблюдают опыты. Обдумывают увиденное.

Принимают участие в обсуждении.

ІІІ. Изучение нового материала

Предлагает ученикам с помощью учебника выяснить основные понятия темы и, работая в парах заполнить карточку опорного конспекта.

Контролирует работу учащихся.

План изучения новой темы:

Сторонние силы. Природа сторонних сил. Определение електродвижущей силы. Измерение ЭДС. Закон Ома для полной цепи. Короткое замыкание

Знакомятся с материалом учебника. Заполняют карточку опорного конспекта (Приложение А).

І V . Использование полученных знаний.

Организация работы в группах. Наблюдение за работой учащихся. Прослушивание презентаций опытов и выводов. Решение задач.

Наблюдают опыты. Обдумывают увиденное

Работа в группах,

V І. К онтроль и коррекция полученных знаний

Принимают участие в обсуждении задач.

V ІІ. Подведение итогов урока. Рефлексия.

Учитель подводит т итоги урока, оценивает работы групп и отдельных учащихся. Предлагает по желанию выставить оценки.


На этом уроке мы рассмотрим важнейшую характеристику источника тока – электродвижущую силу. Мы познакомимся с тем, какие силы совершают работу в источниках тока. Также мы рассмотрим закон Ома для полной цепи.


В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности




Конспект урока "Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи"

Как вы знаете, для существования электрического тока, необходимо наличие электрического поля. Причем, это поле должно постоянно поддерживаться неким источником тока. Сегодня мы поговорим об основной характеристике источника тока, которая называется электродвижущей силой (или, сокращенно, ЭДС). Для начала рассмотрим простой опыт: возьмем два противоположно заряженных шарика и соединим их проводником. В этом случае, в проводнике возникнет электрический ток, но он будет очень кратковременным. Дело в том, что очень скоро произойдет перераспределение заряда, и потенциалы шариков уравняются. Значит, перестанет существовать электрическое поле.

Из этого можно сделать вывод, что для поддержания постоянного тока необходимо наличие неких сил неэлектрического происхождения, чтобы эти силы могли перемещать заряды против поля. Такие силы называются сторонними силами. То есть, сторонние силы — это любые силы, которые действуют на электрические заряды, но при этом не являются силами электрического происхождения. Например, это могут быть силы, действующие на заряды со стороны магнитного поля — это используется в генераторах.


В батареях или аккумуляторах работу по разделению электрических зарядов выполняют химические реакции.


Еще один аргумент, который мы можем привести — это то, что работа кулоновских сил при перемещении заряда по замкнутому контуру, равна нулю. А это значит, что какие-то другие силы должны обеспечивать ненулевую работу для поддержания разности потенциалов.

Устройство для поддержания электрического тока, называется источником тока. В любом источнике тока сторонние силы действуют на заряды, совершая работу против кулоновских сил. Стало быть, характеристикой источника должна быть величина, не зависящая от величины заряда. Эта величина называется электродвижущей силой. Электродвижущая сила равна отношению работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру, к величине этого заряда:


Из формулы видно, что электродвижущая сила, как и напряжение, измеряется в вольтах:


Теперь, когда мы познакомились с ЭДС, мы можем перейти к изучению закона Ома для полной цепи. Полной цепью называется замкнутая цепь, включающая в себя источник тока. Для удобства, мы рассмотрим простейшую электрическую цепь, состоящую только из источника тока, резистора и соединительных проводов:


Как мы уже сказали, источник тока характеризуется ЭДС. Тем не менее, любой источник тока обладает определенным сопротивлением, которое называется внутренним сопротивлением. Закон Ома для полной цепи представляет собой связь между ЭДС, внутренним и внешним сопротивлением и силой тока в цепи. Для того, чтобы установить эту связь, воспользуемся законом сохранения энергии. Запишем, что работа сторонних сил равна произведению ЭДС источника и величины заряда:


Как вы знаете, каждый участок цепи выделяет то или иное количество теплоты. По закону Джоуля-Ленца, это количество теплоты вычисляется по формуле:


Исходя из закона сохранения энергии, мы можем приравнять это количество теплоты к работе сторонних сил:


Закон Ома для полной цепи звучит так: сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника к полному сопротивлению цепи:


Вывести закон Ома для полной цепи можно, рассуждая несколько иначе. Как мы знаем, при последовательном соединении полное напряжение цепи равно сумме падений напряжений на всех участках цепи:


Мы видим, что произведение силы тока и сопротивления резистора есть не что иное, как напряжение на этом резисторе. А произведение силы тока и внутреннего сопротивления — это падение напряжения на самом источнике:


Надо сказать, что внутреннее сопротивление источника во многих случаях пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением внешней части цепи. В этом случае, мы можем считать, что напряжение на зажимах источника примерно равно ЭДС (то есть падение напряжения на источнике считается приблизительно равным нулю):


Тем не менее, именно внутренним сопротивлением определяется сила тока в цепи при коротком замыкании. Напомним, что при коротком замыкании, внешнее сопротивление становится почти нулевым, поэтому в цепи резко возрастает сила тока:


Рассмотрим теперь цепь, содержащую несколько последовательно соединенных источников тока.


В этом случае, ЭДС всей цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных источников.


А,поскольку они стремятся вызвать ток в направлении, противоположном направлению обхода. Отрицательная ЭДС означает, что сторонние силы внутри источника совершают отрицательную работу. Таким образом, ЭДС нашей цепи будет равна:


В соответствии с правилами последовательного соединения, суммарное сопротивление цепи равно сумме внешнего сопротивления и внутренних сопротивлений всех источников тока:


Пример решения задачи.

Задача. К источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключили резистор с сопротивлением 15 Ом. После этого в цепь включили амперметр, который показал, что сила тока равна 5 А. Найдите работу сторонних сил внутри источника, совершенную за 2 минуты.

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дата: 10.04.19

План-конспект урока №58.

ФИО (полностью) : Дмитриева Лариса Николаевна

Должность : Учитель физики

Предмет: Физика

Класс : 10

Базовый учебник : Физика. Мякишев Г.Я. и др.

Тема. Инструктаж - Т.Б. Лабораторная работа №5. Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока

Цель: сформировать умение определения ЭДС и внут­реннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра.

Задачи:
Образовательные: научиться определять ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.
Развивающие: развивать навыки работы с приборами, умение самостоятельно мыслить, выражать собственную точку зрения, умение размышлять и делать выводы, проводить связь с жизнью.
Воспитательные: вовлекать учащихся в работу в коллективе, воспитывать чувство коллективизма, личной ответственности за выполнение поставленной задачи, следовать основным нормам поведения, выполнять правила техники безопасности на уроке, формирование социальной роли ученика, положительного отношения к учению.

Оборудование: источник тока, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, ре­остат.

Тип урока: Комбинированный урок.

План урока :

I . Организационный момент. 1 мин II . Актуализация знаний. 7 мин III . Выполнение лабораторной работы 14 мин

IV . Физкультминутка 1 мин V . Итог урока

VI . Домашнее задание 1 мин VII . Рефлексия 3 мин

Организационный момент. Приветствие, определение отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку.

Что мы называем внутренним сопротивлением ис­точника тока.

Электрическое сопротивле­ние источника тока называется внутренним сопротивлением (r )

где — внутреннее сопротивле­ние источника тока.

Запишите формулу для нахождения электродвижущей силы источника тока.

Отношение работы , совершаемой сторонними силами по перемещению заряда q вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей си­лой источника тока (ЭДС) :

где — переносимый заряд.

ЭДС вы­ражается в тех же единицах, что и напряжение или разность по­тенциалов, т. е. в вольтах: .

3. Сформулируйте закон Ома для полной цепи. . (2)

Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источ­ника тока и обратно пропор­циональна сумме электрических сопротивлений внешнего и внут­реннего участков цепи. Выраже­ние (2) называется законом Ома для полной цепи.

Выполнение лабораторной работы .

Подготовка к выполнению работы.

Перед вами на столах находится оборудование для выполнения лабораторной работы.: источник тока, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, ре­остат.

Инструктаж по технике безопасности.

Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь. Не включать собранную цепь без проверки и разрешения учителя.

Не касайтесь руками мест соединений. Не использовать провода с нарушенной изоляцией. Все изменения в цепи производите после отключения источника тока.

При проведении опытов не допускайте предельных нагрузок измерительных приборов. После снятия показаний цепь разомкнуть. По указанию учителя разобрать цепь.

2. Указания к работе

В ходе работы вы освоите метод измерения основных характеристик источника тока, используя закон Ома для полной цепи, который связывает силу тока I в цепи, ЭДС источника тока , его внутреннее сопротивление r и сопротивление внешней цепи R соотношением:

Схема экспериментальной установки показана на рисунке 1.

Рис.1. При разомкнутом ключе ЭДС источника тока равна напряжению на внешней цепи. В эксперименте источник тока замкнут на вольтметр, сопротивление которого должно быть больше внутреннего сопротивления источника тока r . Обычно сопротивление источника мало, поэтому для измерения напряжения можно использовать школьный вольтметр со шкалой 0-6 В и сопротивлением R в = 900 Ом. Так как сопротивление источника обычно мало, то действительно R в >> r. При этом отличие ε от U не превышает десятых долей процента, поэтому погрешность измерения ЭДС равна погрешности измерения напряжения. Внутреннее сопротивление источника тока можно измерить косвенно, сняв показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе. Действительно, из закона Ома для замкнутой цепи получаем ε = U + Ir, где U = IR - напряжение на внешней цепи. Поэтому Для измерения силы тока в цепи можно использовать школьный амперметр со шкалой 0-2 А.

Физкультминутка. Гимнастика для глаз. Посмотреть влево. Посмотреть вправо. Круговые движения глазами: налево – вверх – направо – вниз – вправо – вверх – влево – вниз. Поднять взгляд вверх. Опустить взгляд вниз. Быстро поморгать.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Подготовьте бланк отчёта со схемой электрической цепи и таблицами 13 и 14 для записи результатов измерений и вычислений.

3.2. Соберите электрическую цепь согласно рисунку 1. Проверьте надёжность электрических контактов, правильность подключения амперметра и вольтметра.

3.3. Проверьте работу цепи при разомкнутом и замкнутом ключе.

3.4. Измерьте ЭДС источника тока.

3.5. Снимите показания амперметра и вольтметра при замкнутом ключе для трёх положений движка реостата и вычислите r пр. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 13.

3.6. Вычислите абсолютную и относительную погрешности измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока, используя данные о классе точности приборов. Занесите все данные в таблицу 14.

3.7. Запишите результаты измерений ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока:

Сравните полученные результаты. Сделайте вывод.

5.Контрольные вопросы :

Какое сопротивление называются внутренним?

Чему равно полное сопротивление?

Дайте определение электродвижущей силы (ЭДС). Обозначение. Единицы измерения.

Сформулируйте закон Ома для полной цепи .

Итог урока.

Были получены результаты измерений, в ходе эксперимента работы с приборами для определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока.

Домашнее задание: повторить § §105 – 107, стр.346 – 354. Решить задачи № 2, № 5, стр.353.

Любой источник тока характеризуется электродвижущей силой, или сокращённо ЭДС. Так, на круглой батарейке для карманного фонарика написано: 1,5 В.
Что это значит?

Если соединить проводником два разноимённо заряженных шарика, то заряды быстро нейтрализуют друг друга, потенциалы шариков станут одинаковыми, и электрическое поле исчезнет (рис. 15.9, а).



Сторонние силы.

Для того чтобы ток был постоянным, надо поддерживать постоянное напряжение между шариками. Для этого необходимо устройство (источник тока), которое перемещало бы заряды от одного шарика к другому в направлении, противоположном направлению сил, действующих на эти заряды со стороны электрического поля шариков. В таком устройстве на заряды, кроме электрических сил, должны действовать силы неэлектростатического происхождения (рис. 15.9, б). Одно лишь электрическое поле заряженных частиц (кулоновское поле) не способно поддерживать постоянный ток в цепи.


Любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения (т. е. кулоновских), называют сторонними силами.

Вывод о необходимости сторонних сил для поддержания постоянного тока в цепи станет ещё очевиднее, если обратиться к закону сохранения энергии.

Электростатическое поле потенциально. Работа этого поля при перемещении в нём заряженных частиц по замкнутой электрической цепи равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — проводник нагревается. Следовательно, в цепи должен быть какой-то источник энергии, поставляющий её в цепь. В нём, помимо кулоновских сил, обязательно должны действовать сторонние, непотенциальные силы. Работа этих сил вдоль замкнутого контура должна быть отлична от нуля.

Именно в процессе совершения работы этими силами заряженные частицы приобретают внутри источника тока энергию и отдают её затем проводникам электрической цепи.

Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри всех источников тока: в генераторах на электростанциях, в гальванических элементах, аккумуляторах и т. д.

При замыкании цепи создаётся электрическое поле во всех проводниках цепи. Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны от положительно заряженного электрода к отрицательному), а во внешней цепи их приводит в движение электрическое поле (см. рис. 15.9, б).

Природа сторонних сил.

Природа сторонних сил может быть разнообразной. В генераторах электростанций сторонние силы — это силы, действующие со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике.

В гальваническом элементе, например в элементе Вольта, действуют химические силы.

Элемент Вольта состоит из цинкового и медного электродов, помещённых в раствор серной кислоты. Химические силы вызывают растворение цинка в кислоте. В раствор переходят положительно заряженные ионы цинка, а сам цинковый электрод при этом заряжается отрицательно. (Медь очень мало растворяется в серной кислоте.) Между цинковым и медным электродами появляется разность потенциалов, которая и обусловливает ток во внешней электрической цепи.

Электродвижущая сила.

Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной, называемой электродвижущей силой (сокращённо ЭДС).

Электродвижущая сила источника тока равна отношению работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к абсолютной величине этого заряда:


Электродвижущую силу, как и напряжение, выражают в вольтах.

Разность потенциалов на клеммах батареи при разомкнутой цепи равна электродвижущей силе. ЭДС одного элемента батареи обычно 1—2 В.

Можно говорить также об электродвижущей силе и на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил (работа по перемещению единичного заряда) не во всём контуре, а только на данном участке.

Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.

Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.

Законы постоянного тока - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика

Читайте также: