Конспект по теме электрический ток

Обновлено: 05.07.2024

Урок изучения нового материала с первичным закреплением новых знаний.

Оборудование: металлическая трубка, эбонитовая палочка, легкий шарик, электрофорная машина, термоэлемент, спиртовка, два гальванометра, фотоэлемент, лампа на подставке, гальванический элемент, батарея гальванических элементов, аккумулятор.

На столах учеников – батареи гальванических элементов, лампочки на подставках, соединительные провода, ключ.

Виды педагогических технологий, применяемые на данном уроке:

информационная технология;
личностно – ориентированное обучение (беседа – ответы на вопросы; развитие, понимание и объяснение опытов, творчество и исследовательский поиск при решении проблемного вопроса).

I. Подготовка к усвоению нового материала (мотивация и формулировка цели урока).

Представьте себе на минуту, что отключили электричество в наших домах. Что было бы? Каковы последствия этого события?

Ученики: Если отключат электричество, то погаснет свет, не сможем посмотреть телевизор, не будут работать компьютеры, холодильники, все электроприборы, останемся без воды и тепла, так как насосы, качающие воду, работают на электричестве, не смогли бы подзарядить сотовые телефоны.

Учитель: Делаем вывод: электричество играет огромную роль в нашей жизни, поэтому важно знать, что это такое. Цель сегодняшнего урока: выяснить, что такое электрический ток и какие условия необходимы для его существования.

II. Актуализация опорных знаний учащихся.

Учитель: Но прежде всего давайте вспомним ранее изученный материал и ответим на следующие вопросы.

Что такое электризация тел?
Как можно наэлектризовать тело?
Назовите два рода зарядов. Как взаимодействуют тела, имеющие электрические заряды?
Что такое проводники и непроводники электричества?
Какие металлы проводят электричество?
Под действием чего движутся свободные электроны в металлах?
Какие заряженные частицы вы знаете?
Что такое энергия?
Какие виды энергии вы знаете?
Какой энергией обладает движущийся автомобиль? Летящий самолет? Нагретая батарея?

III. Освоение нового материала:

Демонстрирую опыт №1. Легкий шарик касается конца трубки из металлической фольги. Шарик и трубка подвешены на шелковых нитях. Если поднести к другому концу трубки заряженную эбонитовую палочку, то шарик оттолкнется от трубки. Предлагаю ученикам объяснить опыт. Что при этом происходит?

Ученики: Вокруг заряженной эбонитовой палочки существует электрическое поле. Под действием этого поля свободные электроны в металлической трубке перемещаются к противоположному концу трубки и часть их переходит на шарик. Шарик заряжается отрицательно и отталкивается от трубки, так как одноименные заряды отталкиваются.

Учитель: В нашем опыте электроны в металлической трубке движутся в одном направлении т.е. упорядоченно. 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: Заряженные частицы движутся.

Третье ключевое слово: Как они движутся?

Ученики: Заряженные частицы движутся в одном направлении.

Четвертое ключевое слово: Под действием чего движутся заряженные частицы?

Ученики: Заряженные частицы движутся под действием электрического поля.

Итак, электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц, под действием электрического поля.

В нашем опыте в металлическом проводнике возникает электрический ток. Но он быстро прекращается. Почему он является кратковременным? По мере перемещения зарядов с палочки на трубку и далее по трубке электрическое поле вокруг палочки уменьшается, а вокруг левого конца трубки 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 используются специальные устройства, называемые источниками тока.

Изобразим все в виде схемы. (Учитель рисует на доске, ученики в тетрадях схему)

Условия существования тока

Свободные заряженные Электрическое поле Замкнутая электрическая

Источники тока – это устройства, создающие и поддерживающие длительное время электрическое поле. Существуют различные источники тока, но в любом из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных 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 возникает электрический ток, т.е. свободные заряженные частицы придут в нем в движение. Убедитесь в этом сами.

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 настоящий момент источник тока совершает работу. Что необходимо для того, чтобы тело совершило работу?

Ученики: Чтобы совершить работу, тело должно обладать энергией.

Верно. Работа по разделению зарядов в источнике тока может совершаться за счет различных энергий. Поэтому существуют разные виды источников тока.

Произвожу демонстрацию опытов по рис. 42-44 учебника. В ходе выполнения опытов задаю вопрос. Какой вид энергии превращается в электрическую в данном опыте? После обсуждения каждого опыта заполняем соответствующую строку таблицы 1.

Демонстрирую опыт №2. Действие электрофорной машины .

Вывод: Разделение зарядов происходит за счет механической энергии. При вращении дисков происходит трение щеток о диск, что приводит к разделению зарядов. В результате один электрод машины заряжается положительно, а 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 вырабатывают с помощью генераторов. Этот ток используется в промышленности, на транспорте, в осветительной сети.

Демонстрирую опыт №3. Действие термоэлемента.

Вывод: Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, затем нагреть место спая, то по цепи потечет электрический ток. Разделение зарядов происходит за счет изменения внутренней энергии веществ.

Демонстрирую опыт №4. Действие фотоэлемента и солнечной батареи.

Вывод: Если такие вещества, как кремний, селен, оксид меди осветить, то в цепи возникает электрический ток. Это явление называется фотоэффектом. Световая энергия превращается в электрическую.

Чтобы перейти к следующему источнику тока расскажу немного об истории их создания.

В 1799 году итальянский физик Алессандро Вольта, опираясь на результаты исследований Луиджи Гальвани, изготовил электрическую батарею, названную вольтовым столбом. Батарея Вольта была составлена из чередующихся медных и цинковых кружков, которые были сложены столбиком и переложены кусочками сукна, смоченного в растворе серной кислоты. 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 выводу: это останки 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.

Вывод: Внутри гальванического элемента непрерывно идет химическая реакция, в результате которой 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:

Положительный электрод.
Отрицательный электрод.
Электролит.
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. Как видим в обоих элементах электролит жидкий. Это очень неудобно: представьте себе, что мы 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.

Откройте учебники на с. 79. На рис 45 рассмотрите устройство сухого гальванического элемента и в тексте найдите ответы на вопросы.

(Несколько гальванических элементов, соединенных вместе, образуют батарею гальванических элементов).

Срок действия гальванических элементов? (Все гальванические элементы и батареи гальванических элементов имеют определенный срок действия. После этого мы их просто выбрасываем).
Существуют ли химические источники тока многоразового действия? (Да. Это аккумуляторы, от латинского слова аккумуляторе - накоплять).
Что представляет простейший аккумулятор? (Простейший аккумулятор – это две свинцовые пластины, помещенные в раствор серной кислоты. Чтобы аккумулятор был источником тока, надо зарядить от какого – то другого источника постоянного тока. При прохождении тока между пластинами и кислотой происходит химическая реакция. При этом один электрод становится положительно заряженным, а второй - отрицательно заряженным).
Какие виды аккумуляторов бывают? (Аккумуляторы бывают двух видов:

Кислотные (свинцовые) - свинцовая пластина в растворе серной кислоты:
Щелочные (железно - никелевые) – одна пластина из спрессованного железного порошка, вторая – из пероксида никеля. Помещены в раствор щелочи.)

А с какими источниками тока вам приходилось чаще всего сталкиваться в повседневной жизни?

Действительно, очень часто мы используем именно аккумуляторы. Сотовые телефоны необходимо периодически подзаряжать. Для этого мы используем зарядное устройство или так называемый сетевой адаптер, который преобразует переменный ток напряжением 220 В из осветительной сети в постоянный ток напряжением 3 В.Чаще всего там используется литиево – ионный аккумулятор или батарея, в которой применяется раствор солей лития в органическом растворителе. Ну а теперь мы полностью завершаем заполнение таблицы.

На этом уроке, мы, наконец, узнаем, что же представляет из себя электрический ток. Мы поговорим об условиях, без которых не может существовать электрический ток, и познакомимся с типами источников тока.

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 "Электрический ток. Источники электрического тока"

В современном мире электричество используется повсеместно: почти все помещения освещаются с помощью электричества, подавляющее большинство техники и приборов тоже работают, используя электроэнергию.

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. На прошлом уроке мы узнали, что есть класс тел, называемых проводниками — это тела, проводящие ток. Однако, если тело является проводником, это ещё не значит, что в нем постоянно присутствует электрический ток. Рассмотрим в деталях, каким способом можно использовать проводники.

Во-первых, чтобы получить ток, нужно заставить заряженные частицы двигаться в конкретном направлении. Как мы помним, на заряженные частицы влияет электрическое поле. Значит, для получения электрического тока в проводнике, необходимо создать в нём электрическое поле.

Поскольку поле будет одинаково влиять на одинаковые частицы, возникнет упорядоченное движение этих частиц. Это поле должно поддерживаться неким источником, в котором положительные и отрицательные частицы разделены и сосредоточены на разных полюсах. Полюсами называют места, к которым присоединяют проводники.

Поскольку заряды разного рода притягиваются, в проводнике возникнет электрический ток. Источники тока совершают работу, а, значит, потребляют какого-либо рода энергию для преобразования её в электрическую энергию. Например, гидроэлектростанция превращает механическую энергию течения воды в электроэнергию.

Сооружается плотина и водохранилище, из которого вода под действием силы притяжения течет вниз, вращая гидротурбину. К гидротурбине присоединён электрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию. После, эта энергия передаётся на трансформаторную подстанцию с распределительным устройством, откуда энергия поступает к потребителям.

Однако, источники тока могут использовать внутреннюю энергию тел для получения электрической. Мы уже знаем, что такое ионы: это атомы, в которых число электронов не равно числу протонов. Такие атомы могут появляться в результате химических реакций. На этом основан принцип действия простейших аккумуляторов.

В аккумуляторе есть две свинцовые пластины, соединённые проводником и помещённые в кислотный раствор. Через аккумулятор пропускают электрический ток, и в результате химических реакций, одна пластина становится положительно заряженной, а другая — отрицательно заряженной. Теперь аккумулятор сам стал источником тока и будет им являться, пока не разрядится. Самый очевидный пример использования аккумулятора — это использование его в автомобиле.

Аккумуляторы используются для мобильных устройств, которые не имеют возможности постоянного подключения к сети. Это может быть мобильный телефон, ноутбук, фонарик, электронная книга, плеер, радиопередатчик, искусственный спутник Земли и т.д.

Электрические заряды могут быть разными. Это могут быть электроны или ионы (положительно или отрицательно заряженные).
Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нём электрическое поле. Под действием поля электрические заряды начнут перемещаться, возникнет электрический ток.

• наличие свободных электрических зарядов;
• наличие электрического поля, которое обеспечивает движение зарядов;
• замкнутая электрическая цепь.

Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.

В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.

• Механический источник тока — механическая энергия преобразуется в электрическую энергию. Сюда относятся: электрофорная машина, динамо-машина, генераторы.

Диски электрофорной машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щёток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака.

К нему относится термоэлемент. Две проволоки из разных металлов спаяны с одного края. Затем место спая нагревают, тогда между другими концами этих проволок появляется напряжение.

• Световой источник тока — энергия света преобразуется в электрическую энергию. Сюда относится фотоэлемент.

При освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи.

• Химический источник тока — внутренняя энергия преобразуется в электрическую в результате протекающих химических реакций.
Примером такого источника является гальванический элемент.

Угольный стержень У (с металлической крышкой М) помещают в полотняный мешочек, наполненный смесью оксида марганца с углём С, а затем в цинковый сосуд Ц. Оставшееся пространство заполняют желеобразным раствором соли Р. При протекании химической реакции цинк заряжается отрицательно (отрицательный электрод), а угольный стержень — положительно (положительный электрод). Между заряженным угольным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле.

Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания. Они являются одноразовыми. В быту часто используют батарейки, которые можно подзаряжать многократно. Их называют аккумуляторами.

Простейший аккумулятор состоит из сосуда, наполненного слабым раствором серной кислоты в воде, в который опущены две свинцовые пластины (электроды). Чтобы аккумулятор стал источником тока, его надо зарядить. Если обе пластины соединить с полюсами какого-либо источника электрической энергии, то электрический ток, проходя через раствор, зарядит один электрод положительно, а другой — отрицательно. Такие аккумуляторы называют кислотными или свинцовыми. Кроме них ещё существуют щелочные или железоникелевые аккумуляторы. В металлогидридных аккумуляторах отрицательный электрод состоит из порошкообразного железа, а положительный из гидроокиси никеля с добавками графита и окиси бария. Электролитом служит раствор едкого калия с добавками моногидрата лития.
Аккумуляторы используют в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах, железнодорожных вагонах и даже на искусственных спутниках Земли.
Наряду с источниками тока существуют различные потребители электроэнергии: лампы, пылесосы, компьютеры и многие другие.

источник напряжения;
потребители: резисторы, лампы, реостат.
измерительные приборы: вольтметр, амперметр, ваттметр, омметр;
соединительные провода;
ключи для размыкания и переключения цепи.

Для поддержания электрического тока в цепи необходимы источники электрической энергии: источники электрического тока, источники электрического напряжения.

Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, на зажимах которого электродвижущая сила (и напряжение) всегда поддерживается постоянным значением.

Источник электрического тока — двухполюсник, создающий ток постоянного значения, не зависящего от значения сопротивления на подключенной нагрузке. Внутреннее сопротивление такого источника приближается к бесконечности.

Необходимое условие существования тока - замкнутая цепь! Это означает, что все элементы цепи должны быть проводниками электричества и в цепи не должно быть разрывов. В случае размыкания цепи ток прекращает течь. Именно размыкание цепи и лежит в основе работы всех реле, кнопок и выключателей.

Порядок сборки электрической цепи указывается на специальном чертеже, который принято называть схемой.

Вы уже знакомы с электрическим током. На этом уроке мы рассмотрим электрический ток более подробно. Мы рассмотрим различные действия тока и подумаем, чем они обусловлены. Также мы познакомимся с понятием силы тока, повторим закон Ома для участка цепи, изучив его, учитывая новые знания. Также мы поговорим о такой характеристике проводника, как электрическое сопротивление и о причинах его возникновения. На этом уроке мы рассмотрим два наиболее простых типа соединения. Используя предыдущие знания, мы выведем закономерности, характерные для каждого из типов соединений.

V Изучение нового материала 45-50 минут

Условия, необходимые для существования тока

Для возникновения и существования электрического тока в веществе необходимо:

- наличие свободных заряженных частиц

- наличие электрического поля для упорядоченного их движения

- замкнутая электрическая цепь

Формула расчёта силы тока

- Итак, мы с вами вспомнили, что носителями электрических зарядов в металлах являются электроны. И что электрон – это отрицательно заряженная частица. Следовательно, когда он перемещается по проводнику, он переносит с собой отрицательный заряд.

- Рассмотрим участок проводника. Выделим в нем некоторую площадь поперечного сечения, через которую за некоторое время t проходит какое-то количество электронов, которые за это время проносят через это сечение заряд q. Очевидно, что чем больше электронов пройдет через данное поперечное сечение проводника, тем больший заряд они перенесут. Так вот, отношение прошедшего заряда через поперечное сечение ко времени, в течение которого он был перенесен называется силой тока.

Определение: Сила тока – это физическая величина, равная отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.

- Условное обозначение силы тока – I.

- Запишите данную закономерность в виде формулы.

- Единица измерения силы тока называется Ампер. Названа она так в честь французского ученого А. Ампера, который много сделал для изучения электромагнитных явлений.

Определение: 1 Ампер – это сила тока, при которой проводники длиной 1 м взаимодействуют с силой 2∙10-7 Н.

1 мА = 0,001 А;

1 мкА = 0,000001 А;

1 кА = 1 000 А.

Задание 1: произведите перевод производных единиц, в единицы системы СИ.

Задание 2: произвести указанные переводы величин:

0,041 А = ……. мкА = ………. мА;

0, 55 А = ………мкА = ……….мА;

Определение: Амперметр – прибор для измерения силы тока.

Задание: в параграфе найти правила включения амперметра в электрическую цепь и записать в тетради.

Правила подключения амперметра в электрическую цепь:

- положительный полюс источника тока подключать к положительному полюсу амперметра, а отрицательный к отрицательному;

- амперметр всегда подключается последовательно с тем потребителем, в котором необходимо измерить силу тока.

На схеме амперметр обозначается так.

Схема электрической цепи, в которую включен Амперметр:

Закон Ома для участка цепи

Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления, с которой мы сегодня познакомимся, была впервые установлена немецким ученым Георгом Омом в 1827 году, и поэтому носит название закона Ома для участка цепи.

Давайте с вами посмотрим, как же все-таки устанавливается эта зависимость между I, U и R.

Итак, сила тока прямо пропорциональна напряжению. А так ли это?

Убедимся в этом на опыте.

На демонстрационной доске виртуальной лаборатории соберите электрическую цепь:

начертите схему в тетради.

сказать из чего состоит цепь: источник тока, электрическая лампа, ключ, амперметр, вольтметр

Измерить напряжение на концах проводника. Какую силу тока показывает амперметр?

Читайте также: