Анализ и методика изложения темы электрический ток

Обновлено: 05.07.2024

Класс: 8

УМК: Пёрышкин А. В.

Тип урока:изучение нового материала.

Цель урока: формирование представления об электрическом токе и условиях его существования в цепи, и об источниках тока.

Планируемые результаты урока:

Использование знаково-символических средств, в том числе моделей и схем для решения задач;
формирование представлений об источниках тока;
организация усвоения основных понятий по данной теме;
формирование научного мировоззрения учащихся.

Развитие умения генерировать идеи;
выявлять причинно-следственные связи;
работать в группе;
пользоваться альтернативными источниками информации;
формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника.

Формирование ценностных ориентиров и смыслов учебной деятельности на основе развития познавательных интересов, учебных мотивов;
формирование умений управлять своей учебной деятельностью;
формирование интереса к физике при анализе физических явлений;
формирование мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта, развитие внимания, памяти и творческого мышления.

Методы обучения: проблемный, репродуктивный, эвристический.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, групповая.

Средства обучения: ПК, проектор, экран; металлическая трубка, эбонитовая палочка, электрофорная машина, термоэлемент, спиртовка, гальванометр, фотоэлемент, лампа, гальванический элемент, батарея гальванических элементов, аккумулятор. На столах учеников лимон, картофель ,медные провода, гвозди. Карточки с заданиями.

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).

Технологическая карта урока

Этап урока,
время

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Формируемые УУД

Формы работы (индивидуальная, групповая, фронтальная)

Средства обучения

1.Организационный момент.

Отвечают на приветствие учителя.

2.Постановка целей и задач урока

Подготовка к осознанию целей и задач, создает мотивацию

Ставят цели урока.

3.Актуализация опорных знаний учащихся.

Беседа, фронтальный опрос

Отвечают на заданные вопросы.

4.Первичное усвоение новых знаний.

1.Демонстрация опыта №1.

Электроскопы соединены проводником

Следят за экспериментом, делают вывод.

Предметные, регулятивные, коммуникативные

индивидуальная, групповая, фронтальная

2. Формулировка понятия эл.тока.

Пытаются самостоятельно сформулировать определение и записать его в тетрадь.

3.Выяснения условий длительного существования эл.тока.

4.Демонстрация опытов с источниками эл.тока .

№2.Электрофорная машина(слайд №9)

Следят за экспериментами, делают выводы и записывают их в тетрадь.

№3.Термоэлемент

записывают в тетрадь.

№4.Фотоэффект

записывают в тетрадь.

Эксперимент 1

Выполняют эксперимент. Делают выводы.

Рассказ про гальванический элемент.

4. Первичная проверка понимания.

Рассказ про аккумуляторы ЭОР

Работают с учебником.

Отвечают на вопросы.

Динамическая пауза. Снеговик.

5.Первичное закрепление. Тест.

Раздает карточки с задание.

Карточки с заданием

6.Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция.

Взаимопроверка. Выставление оценок.

7.Рефлексия.

Подводить к итогам занятия, предлагает осуществить самооценку достижений.

Участвуют в беседе по обсуждению достижений.

Личностные, коммуникативные, регулятивные

8. Информация о домашнем задании.

Информирует о домашнем задании.

Раздает инструкцию по выполнению

Записывают домашнее задание.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Постановка целей и задач урока (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. Какая цель сегодняшнего урока?

Ученики: выяснить, что такое электрический ток и какие условия необходимы для его существования, и источники тока.

III. Актуализация опорных знаний учащихся.

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

Что такое электризация тел? (Электризация – разделение электрических зарядов в результате тесного контакта двух или более 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?

IV. Первичное усвоение новых знаний.

1. Электрический ток.

Демонстрация №1

Два электрометра, соединенных металлическим проводником. Если поднести к одному электрометру заряженную стеклянную палочку, то стрелка второго электрометра отклонится. 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 металлическому проводнику 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?

электроны и ионы – это…? (Ученики: заряженные частицы).
что с ними происходит? (Ученики: они движутся).
как они движутся? (Ученики: упорядочено, т.е. направлено).
под действием чего движутся заряженные частицы? (Ученики: под действием электрического поля).

СЛАЙД 2 (запишите)

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 что необходимо:

Наличие свободных электронов
Наличие внешнего электрического поля для проводника

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

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 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.

4. Виды источников тока

Произвожу демонстрацию опытов по рис. 44-46 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.

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 фотоэлементаи источника света.

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.

Эксперимент 1

У вас на столах имеются лимон и картофель. Сейчас попробуйте получить из них источники тока используя ваши вольтметры. Понаблюдайте за отклонением стрелочки.

Какой вывод, какая энергия превратилась в электрическую.

Источники тока у которых разделение зарядов происходит за счет энергии химических процессов называют гальваническими. В них химическая энергия преобразуется в электрическую.

Обратимся к истории.(16слайд)

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

Рассказ про г.э. ЭОР

V. Первичная проверка понимания

Откройте учебники на с. 97. На рис 47 рассмотрите устройство сухого гальванического элемента и в тексте найдите ответы на вопросы.

Вопросы:

Что такое батарея гальванических элементов? (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?

Ученики: Аккумуляторы.

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.

Название источников тока

Механическая энергия в электрическую.

Электрофорная машина, генератор.

Внутренняя энергия в электрическую.

Световая энергия в электрическую.

Фотоэлемент, солнечная батарея.

Химическая энергия в электрическую.

Гальванический элемент, аккумулятор, батареи.

Динамическая пауза. Снеговик.

VI. Первичное закрепление. Тест.

Электрический ток. Источники электрического тока.

Как называются приборы, создающие электрическое поле?
А.Элемент питания
Б.Источники тока
В. Электромеханический генератор
Г. Источник энергии
Какие превращения энергии происходят в термоэлементе?
А. Механическая энергия преобразуется в электрическую энергию
Б. Внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию
В. Энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Г. Химическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
В каких источниках тока используется химическая энергия.
А.
Б.
В.
Г.
В чем отличие аккумуляторов от других гальванических источников тока?
А. Химический источник тока многоразового действия
Б. Необходимопредварительно зарядить
В. Используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.
Г. Состоит из нескольких гальванических элементов, которые называются батареей.
Электрическим током называется?
А. Направленное движение атомов
Б. Направленное движение электронов по проводам.
В. Направленное движение заряженных частиц.
Г. Направленное движение нейтральных частиц.

Электрический ток. Источники электрического тока.

Какими заряженными частицами может создаваться электрический ток?
А. Ионами
Б. Электронами
В. Протонами
Г. Нейтронами
Какие превращения энергии происходит в электрофорной машине?
А. Механическая энергия преобразуется в электрическую энергию
Б. Внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию
В. Энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Г. Химическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
В каких источниках используется световая энергия?
А.
Б.
В.
Г.
Какие источники тока используются на электростанциях для промышленного получения тока?
А. Электрофорная машина
Б. Термоэлемент (термопара)
В. Фотоэлемент
Г. Электромеханический генератор
Для создания и поддержания электрического тока необходимо?
А. Источник тока и металлический проводник.
Б. Электрофорная машина и эбонитовая палочка.
В. Свободные заряженные частицы и электрическое поле.
Г. Аккумулятор и розетка

Тема “Постоянный электрический ток” является частью раздела “Электродинамика” в курсе физики средней (полной) школы наряду с темой “Электростатика”. Данный раздел обычно изучается после раздела “Термодинамика”, и данная тема либо завершает курс физики Х класса (учебники под авторством Мякишева Г.Я., Буховцева Б.Б., Синякова А.З., Пинского А.А., Громова С.В., Шароновой Н.В. и др.), либо начинает курс физики XI класса (учебники Касьянова А.В., Генденштейна Л.Э., Дика Ю.И., Пурышевой Н.С., Важеевской Н.Е., Тихомировой С.А., Яворского Б.М.).

Закономерности постоянного тока первоначально изучаются в VIII классе в темах “Сила тока, напряжение, сопротивление”, “Работа и мощность тока”. На изучение этого материала отводится значительно больше времени, чем на изучение законов постоянного тока в X или XI классе. Уже тогда политехнические знания школьников пополняются знаниями физических основ электрификации и электроэнергетики, учащиеся приобретают навыки и умения обращения с некоторыми электроприборами. Определенное значение изучение законов постоянного тока имеет и для трудового воспитания учащихся, ведь на любом промышленном производстве, сельском хозяйстве, в быту ребята встречаются с использованием электрической энергии. Также важно упомянуть о значении изучаемого материала для воспитания интернационализма и патриотизма, ведь в данной теме есть много ярких примеров, показывающих интернациональный характер науки и иллюстрирующих существенных вклад русских ученых в развитие электродинамики и использование достижений этого раздела.

Изучение процессов электропроводности различных сред знакомит учащихся с физическими основами электроники — одним из наиболее эффективных и перспективных направлений научно-технического прогресса. Рассматривается устройство и действие вакуумного диода, электронно-лучевой трубки, полупроводникового диода, транзистора и др. Изучение этих приборов подготавливает учащихся к пониманию их использования в микропроцессорной технике. Это определяет большое политехническое значение данной темы. Изучение электрического тока в различных средах имеет не только политехническое значение, но и большое воспитательное и мировоззренческое значение: здесь изучаются явления, служившие источником суеверий и страхов (молния, огни св. Эльма и т.п.), учащихся фактически знакомят с четвертым состоянием вещества – плазмой.

Также при изучении тока в различных средах закладываются основы для понимания устройства и действия ряда приборов и установок, которые учащиеся будут изучать в курсе физики XI класса, таких, как вакуумный фотоэлемент, рентгеновская трубка, газоразрядный счетчик элементарных частиц, радиоприемник, генератор незатухающих колебаний, радиолокационная установка и др.

И, наконец, изучение темы “Постоянный электрический ток” способствует дальнейшему развитию логического, теоретического мышления (благодаря четкой системе темы, опоре на аналогию, анализ, синтез и т.д.), научно-творческого мышления (благодаря знакомству с разнообразными электроприборами, выполнению лабораторных работ и экспериментов).

2. Структура и содержание темы

Существуют различные варианты структуры данной темы: некоторые авторы разделяют её на 2 взаимосвязанные главы: “Законы постоянного тока” и “Электрический ток в различных средах” (Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Синяков А.З., Пинский А.А. и др.). Громов С.В. и Шаронова Н.В. предлагают несколько отличное от предыдущего разделение внутри темы: они выделяют главы “Постоянный ток в металлах” и “Электрический ток в полупроводниках, вакууме, газах, электролитах”. Есть учебники, авторы которых предлагают изучение этой темы как единого целого (Касьянов А.В., Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И.) – но при этом, изучению проводимости различных сред уделяется очень мало внимания.

условия, необходимые для существования постоянного тока;
закон Ома для полной цепи.

В программу X (XI) класса включены вопросы, позволяющие одновременно повторить закон Ома дли участка цепи и законы последовательного и параллельного соединения проводников.

Электрический ток в различных средах изучают на основе представлений о микроструктуре вещества и элементов классической электронной теории. Изучение механизма проводимости различных сред, природы носителей зарядов, характера их движения в этих средах дает возможность углубить представление о строении вещества, полученное учащимися при изучении молекулярной физики.

Содержание темы “Постоянный электрический ток”

*Курсивом выделен материал, предназначенный для изучения в профильных классах.

Т.к. в VIII классе учащимися уже были рассмотрены основные характеристики электрического тока и параметры электрических цепей, в Х классе все эти величины просто повторяют. Но наряду с этим, вводится важное понятие электродвижущей силы и закон Ома для полной цепи. На основе свойств электростатического поля, с которым учащиеся уже знакомы, показывают, что данный вид электрического поля не может поддерживать ток в проводнике, ведь без восполнения энергии статическое поле не может постоянно двигать заряды, совершая при этом работу. Но также известно, что разность потенциалов на любом участке цепи остается неизменной. Школьникам не представляется возможным элементарное изложение процессов преобразования энергии в проводнике при протекании тока, но факт существования поля внутри и вне проводника при протекании тока необходимо продемонстрировать экспериментально! Так как введение понятия ЭДС и дальнейший вывод закона Ома для полной цепи основывается на ранее изученном материале, то в зависимости от того, насколько хорошо были усвоены учащимися те или иные вопросы VIII класса, следует уделить больше или меньше времени на их обзорное повторение в X классе.

Понятие напряжения весьма трудно усваивается в курсе физики базовой школы, но в старших классах оно обычно не вызывает затруднений. Необходимо лишь обратить внимание учеников на терминологию: что есть разность потенциалов, падение напряжения, при каком условии разность потенциалов на участке цепи равна падению напряжения. В заключение изучения стационарного электрического поля в проводниках необходимо кратко повторить основные отличия и сходства его с электростатическим полем.

Говоря о задачах изучения рассматриваемой темы, следует иметь в виду, что без понимания закона Ома для полной цепи и понятия ЭДС невозможно усвоение закона электромагнитной индукции и ряда других вопросов электродинамики.

Изучение механизма проводимости в различных средах также имеет специфические трудности. Невозможно показать учащимся ни самих носителей зарядов, ни характера их движения. Эти трудности можно частично преодолеть, если максимально использовать учебные фильмы, интерактивные модели, в которых условно показан характер движения носителей зарядов в различных средах, и кроме того, показаны многие примеры применении приборов и устройств, основанных на этих закономерностях. Изучение темы должно широко опираться на демонстрационный и лабораторный эксперимент.

В основу изучения тока в различных средах положена единая методическая концепция, основанная на сопоставлении зависимости силы тока от напряжения и механизма проводимости в этих средах. Электрический ток в металлах, газах, полупроводниках и других средах существенно различается как носителями зарядов, так и характером их движения. В то же время электрический ток во всех средах имеет общую черту: он представляет собой упорядоченный поток заряженных частиц. В связи с этим необходимо при изучении тока в каждой новой среде сравнивать его с током в других средах. Это определяет единый план изучения тока в каждой среде: выясняют природу носителей зарядов; характер их движения; зависимость силы тока от напряжения (вольт-амперную характеристику); принцип действия приборов, устройств, основанных на закономерностях тока в этих средах; технологические процессы.

Рассмотрение основных закономерностей начинается с тока в металлах. Обусловлено это рядом причин: во-первых, это позволяет осуществить преемственную связь с курсом физики VIII класса; во-вторых, вольт-амперная характеристика для металлов наиболее простая. Но дальнейшая последовательность изложения темы определяется методическими соображениями. Например, А.А.Пинский: металлы, жидкости, газы, вакуум, полупроводники – изучение материала в таком порядке отражает исторический путь изучения и использования в технике особенностей прохождения тока через различные среды. В учебнике Б.Б. Буховцева: металлы, полупроводники, вакуум, жидкости, газы – здесь изучение полупроводников идет после изучения проводимости металлов, что подчеркивает важность полупроводников в современной технике – именно такую последовательность предлагает программа общеобразовательной средней школы.

Наиболее подробно изучается электрический ток в металлах и электролитах, здесь даются количественные зависимости, решают задачи. Весь остальной материал изучают фактически на качественном уровне.

При изучении электрического тока в растворах электролитов главное внимание уделяют закону Фарадея – при этом нельзя забывать о тесной связи с курсом химии.

При изучении особенностей прохождения тока в полупроводниках необходимо уделить внимание достижениям современной науки в области применения полупроводников. Целесообразно начать изучение с демонстрации их характерных свойств, а уже затем на основе введенного в химии понятия ковалентной и парно-электронной связи выяснить механизм протекания тока и объяснить свойства полупроводниковых материалов.

3. Основные методические подходы к изучению темы

Как было упомянуто ранее, различные авторы учебников предлагают различную последовательность и структуру изучения темы “Постоянный электрический ток”.

Можно выделить 3 основных подхода к делению материала темы:

На мой взгляд, наиболее целесообразными являются 1 и 3-й подходы, которые реализуются в комплектах учебников Мякишева Г.Я., Буховцева Б.Б. (базовый уровень, 10 класс), МякишеваГ.Я., Синякова А.З. (профильный уровень, 10-11 класс), учебник под ред. Пинского А.А. (профильный уровень, 10 класс), а также в учебнике Громова С.В. под ред. Шароновой Н.В. (базовый уровень, 10 класс). Связано это с тем, что во 2-м варианте недостаточно полно раскрываются закономерности протекания тока в различных средах, у учащихся невозможно сформировать целостную картину представлений о постоянном электрическом токе, в силу незавершенности материала темы и отнесении некоторой его части в другие разделы (например, в учебнике Касьянова А.В. материал о полупроводниках дается в главе “Электромагнетизм”, в учебнике Л.Э. Генденштейна и Ю.И. Дика темы “Электрический ток в различных средах” как таковой нет вообще).

Отличие 1го и 3го подхода состоит в соединении или отделении материала об электрическом токе в металлах от остальных сред. С одной стороны, отделение этого материала оправдано, т.к. оно имеет более широкое применение, чем всё остальное, и первоначальное рассмотрение электронной теории, а уже затем основных законов протекания тока в металлах вполне логично. Но с другой стороны, в этом случае металлы выносятся в обособленную группу веществ, и нарушается целостность восприятия картины протекания тока в различных средах, затрудняется возможность сравнения их характеристик и закономерностей, хотя это также важно для полного усвоения материала темы.

Применение 3го подхода наиболее целесообразно в классах технического профиля, 2-го – в гуманитарных классах, и 1-го – в классах биолого-химического профиля.

4. Обоснование целесообразности использования интерактивной доски при изучении темы “Постоянный электрический ток”

Изучение темы “Постоянный электрический ток”, как и других тем, имеет свои особенности. Так, главной проблемой, на мой взгляд, является невозможность демонстрации учащимся внутренних механизмов протекания тока, при том, что “внешние проявления” протекания электрического тока учащимся хорошо известны, и они сталкиваются с ними каждый день. При изучении закономерностей протекания электрического тока в различных средах (будь то металл, жидкость, газ, вакуум или полупроводник) учащимся невозможно показать ни самих носителей зарядов, о которых так много говорится, ни тем более характера их движения. Эти трудности можно частично преодолеть, если максимально использовать учебные фильмы, различные интерактивные модели, в которых хотя бы условно показан характер движения носителей зарядов в различных средах. К тому же, на данный момент подобных электронных образовательных ресурсов великое множество. Также учащимся полезно будет познакомиться с устройством различных приборов, использующих закономерности протекания тока в различных средах, и посмотреть на их непосредственное применение, что опять же невозможно сделать в связи с отсутствием подобного оборудования в школе. Подобные видеоролики существуют, причем как в виде натурных съемок, так и смоделированных на компьютере. И ещё в этой теме разработано большое количество интерактивных опытов и лабораторных работ, которые не могут быть заменены натурным физическим экспериментом, опять же в связи с отсутствием соответствующего оборудования, позволяющего проводить эти исследования из-за его опасности, несовместимости со школьным кабинетом физики.

В связи с тем, что всё вышеперечисленное имеет отношение к реализации общеметодического принципа наглядности в обучении, а интерактивная доска – уникальное средство для реализации этого принципа, считаю необходимым применение интерактивных технологий при изучении данной темы. Демонстрация опытов, принципиальных схем приборов, механизмов возникновения и протекания тока через картинки и видеозаписи на интерактивной доске, с учетом возможности остановки кадра и внесения пометок, поправок, позволит учащимся лучше и глубже понять материал темы.

Также, интерактивная доска поможет здесь в плане экономии времени урока за счет простого и быстрого создания рисунков, электрических схем, вольтамперных характеристик и т.д., которых в данной теме очень много, и фактически, они являются одними из основных элементов знаний наряду с математическими выражениями законов. Причем, всё это потребуется как при изучении нового материала, так и на этапах закрепления и контроля знаний.

На мой взгляд, при изучении данной темы необходима опора на аналогии и нахождение общих черт в закономерностях протекания тока в различных средах, а использование интерактивной доски даёт прекрасную возможность коллективного обсуждения результатов экспериментов, группировки различных явлений и процессов по общим признакам, составления обобщающих таблиц, блок-схем и т.д.

И, конечно же, тема “Постоянный электрический ток” не является исключением в плане использования присущих всем предметам преимуществ изучения материала с интерактивной доской.

УМК: 1.А. В. Перышкин .,Учебник 8 класс.,Дрофа.,2013 г.

2. В.И. Лукашик, Е.В.Иванова, Сборник задач по физике, Просвещение,2010г.

Цель урока: Раскрыть понятие электрического тока, показать его практическую значимость. Ознакомить учащихся с источниками токи и принципами их действия.

-образовательные ( формирование познавательных УУД ): сформировать понятие электрического тока, познакомиться с условиями существования электрического тока, с источниками токи и принципами их действия;

-воспитательные ( формирование коммуникативных и личностных УУД ): создать условия для положительной мотивации при изучении физики, используя разнообразные приемы деятельности; формирование системы взглядов на мир;

-развивающие ( формирование регулятивных УУД ): развить умение строить самостоятельные высказывания в устной и письменной форме; развить мышление, воображение, логический подход к решению поставленных задач.

- личностные: формирование ответственного отношения к учению, готовности к саморазвитию и самообразованию; формирование компетентности в общение и сотрудничестве со сверстниками; формирование устойчиво учебно-познавательной мотивации и интереса к учению.

- регулятивные: осуществление самонаблюдения, самоконтроля, самооценки в процессе урока; формирование умения самостоятельно контролировать свое время и управлять им.

- коммуникативные: организация и планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками; построение устных и письменных высказываний в соответствии с поставленной задачей.

Форма урока : фронтальная, коллективная, индивидуальная.

Методы обучения : словесные, наглядные, практические.

Оборудование : мультимедиа-проектор, экран, презентация.

Организационный момент (1 минута)
Этап мотивации (2 минуты)
Этап актуализации знаний (8 минут)
Первичное усвоение новых знаний (20 минут)
Первичное закрепление новых знаний (13 минут)
Информация о домашнем задании (1 минута)
Рефлексия (1минута)

Выясняет степень готовности учащихся к уроку.

Учащиеся подготавливаются к работе на занятии.

Создаёт проблемную ситуацию (предлагает сформулировать цель урока соответствующую теме урока). Знакомит с этапами урока. Информирует о системе накопления баллов в процессе групповой работы на уроке.

Формулируют и записывают в тетради тему урока, совместно с учителем ставят его цели.

На экране фотографии ночного города.

Как завораживает он в ночное время, когда он весь в огнях. Современные технологии делают наш город ещё красивее. Предполагал ли Георг Ом, проводя свои научные исследования или тратя время и энергию на полемику со своими оппонентами, какой сокрушительной молнией окажется его теория, осветившая в прямом и переносном смысле комнату, погружённую во мрак.

У каждого из нас тоже есть возможность сделать мир красивее, светлее. Что для этого нужно? Для этого нам необходимо разгадать тайны, которые помогут нам приоткрыть дверь в чудесный мир электрических явлений.

Так что же они означают? Как вы думаете, какая тема нашего урока?

А что необходимо, чтобы мы с вами могли постоянно пользоваться всеми этими благами цивилизации.

Сегодня на уроке мы действительно должны выяснить, что такое электрический ток и какие условия необходимы для его существования.

Перед вами на столе находится оценочный лист, в котором можно познакомиться с планом нашей работы. Итак, чем мы будем заниматься на уроке?

Повторение основных понятий.
Экспериментальная работа.
Составление и решение задач.

Баллы за работу над заданиями будут выставляться одноклассниками и самими вами.

Учитель инструктирует по выполнению работы.

Учитель демонстрирует слайд с ответами – для быстрой проверки.

Отвечают на вопросы.

Учащиеся пишут только ответы на листочках с заранее указанным заданием.

После выполнения задания, ученики обмениваются листочками и проверяют друг у друга. Оценивают задание по следующим результатам (каждый верный ответ -1 балл).

Перед вами таблица. В течение 2 минут вы должны её заполнить. После выполнения задания, вы обменяетесь листочками и проверите друг у друга. За каждый верную строчку - 1 балл. После поверки перенесите ваши баллы в свои оценочные листы.

Проводники хорошо осуществляющие электрический ток.

Диэлектрики (изоляторы) - вещества, не проводящие электрический ток.

Полупроводники по проводимости электрического тока занимающие промежуточное место между проводимостью проводников и диэлектриков.

Примеры приводим таким же образом:

проводников: металлы, водные растворы солей, кислот, и др., ионизированные газы.

Примеры диэлектриков: некоторые твёрдые вещества (стекло, фарфор и др.), (химически чистая вода, CH3 Cl и др.) и газы (H2, N2, CCl4, NH4, и др.)

полупроводников: германий Ge, кремний Si, теллур Te

Далее на двух-трёх уроках совместно с учащимися работаем по заполнению одновременно на экране мультимедийного проектора и тетрадях учащихся таблицы 1 из книги Современный урок физики в средней школе авторов Разумовского В.Г., Хижняковой Л.С., Архиповой А.И. и др.. Таблицу заполняем поэтапно и для сопоставления по столбцам.

Для более глубокого освоения учебного материала на уроках при изучении, повторении и обобщения темы неоднократно возвращаемся с учащимися к работе с таблицей. Для наглядности рекомендуем учащимся заполнять таблицу в цвете.

Из опыта такого изложение учебного материала, по нашему мнению, экономится время и силы учителя при подготовке и проведения уроков и вызывает у учащихся интерес к учебным занятиям.

Весь материал - в документе.

-75%

Классическая электронная теория (разработана в 1900г. Друде, которую развил Лоренц) предполагает:

1) движение электронов подчиняется законам классической механики;

2) электроны друг с другом не взаимодействуют;

3) электроны взаимодействуют только с ионами кристаллической решетки, это взаимодействие сводится только к соударению;

4) в промежутках между соударениями электрон движется свободно;

5) электроны проводимости рассматривают как электронный газ, подобно идеальному газу; идеальный газ подчиняется закону равномерного распределения энергии по степеням свободы этому же закону подчиняется и электронный газ.

Классическая электронная теория хорошо объясняет существование сопротивления металлов, законы Ома и Джоуля-Ленца – зависимость электропроводимости от температуры и позволяют понять связь теплоты и электропроводимости металлов.

Однако в некоторых случаях классическая теория приводит к выводам находящихся в противореции с опытом, например, согласно этой теории удельное сопротивление с ростом температуры должно возрастать пропорционально корню из Т. Опыт подтверждает прямую пропорциональную зависимость . В классической электронной теории теплоемкость металлов и явление сверхпроводимости совершенно не объяснимы.

Трудности классической электронной теории связаны с тем, что:

а) электронная проводимость не подчиняется законам статики Максвелла-Больцмана;

б) не учитывается взаимодействие друг с другом;

в) не учитывается, что электрон движется в периодическом поле кристаллической решетки;

г) движение электронов описывается по законам классической механики, а не по законам квантовой механики.

На смену классической электронной теории пришла квантовая теория твердых тел, в которой преодолены трудности классической теории.

Необходимо отметить, что классическую электронную теорию применяют и сейчас, т.к. она проста и наглядна, а при малых концентрациях носителей заряда и больших температурах квантовая и классическая теории дают близкие результаты.

Качественное объяснение некоторых вопросов уже давалось в 8 кл. В 10 классе этим не ограничиваются, необходимо ввести важные для понимания материала формулы.

Следует обратить внимание учащихся на:

1) когда и зачем создана эта теория; 2) основные положения и модельные представления; 3) применение классической электронной теории (какие явления и факты объясняются данной теорией); 4) трудности классической электронной теории и причины их возникновения; 5) задачи классической ЭТ.

Электронная проводимость металла была доказана следующими фундаментальными опытами: Опыт Ринке: В точ. через проводник, состоящий из Cu-Al-Cu пропустили ток, за это время состав составной проводник прошел огромный заряд 3,5 10 6 Кл, следовательно переноса вещества не наблюдалось, масса осталась неизменной, соприкасающиеся поверхности не изменились. Вывод – перенос заряда в металлах осуществляется частицами, входящими в состав всех металлов (электроны).

Предлагается школьникам задача: какое изменение произойдет если бы ток представлял собой движение ионов?

В опытах Мандельштама и Папалекси, Стюарта, Толмена лежала следующая идея – регистрация инерционного движения электронов.

Закон Ома для участка цепи выводится на основе опыта.

Скорость распространения электрического тока в проводниках – это скорость с которой распространяется действие электрического поля на заряды в проводнике. Поле почти мгновенно увлекает электроны в упорядоченное и очень медленное движение доли мм/сек.

В 10 классе показывают, что средняя скорость упорядоченного движения электронов под действием электрического поля определяет силу тока в проводнике.

Пусть проводник имеет поперечное сечение площадью S, за положительное направление принимают движение слева на право.

Обозначим заряд каждой частицы через q₀. Общий заряд, проходящий через поперечное сечение равно: .

Если частица движется слева на право со средней скоростью V, то за время дельта t все чстицы, заключающеся в рассмотрении объема пройдут через поперечное сечение. .

Закон Ома для полной цепи.

Любая замкнутая электрическая цепь состоит из внешних и внутренних участков, и внешних и внутренних сопротивлений.

Для поддержания в цепи электрического тока в течение длительного времени необходим источник, внутри которого непрерывно происходило бы разделение электрических зарядов. В результате чего между полюсами источников поддерживалась бы разность потенциалов.

ЭДС называют скалярную физическую величину, являющуюся энергетической характеристикой источника тока.

ЭДС равна отношению работы, совершаемой сторонними силами при перемещении электрического заряда по замкнутой цепи к этому заряду. E=A_ст/q.

Силы в результате действия которых в источнике ток происходят разделения зарядов, принято называть сторонними.

При выводе закона Ома для замкнутой цепи можно использовать различные методические подходы:

1) при перемещении по цепи заряда q сторонние силы в источнике совершают работу A=qE. При движении заряда на внешнем участке цепи преобразуется энергия стационарного поля, созданного и поддерживаемого источником A_внеш=qU, U - напряженность на внешнем участке. На внутреннем A₂=qU_вн.

A=A1+A2, qE=qU+qUвн, E=U+Uвн, U=IR, Uвн=Ir, E=Ir+Ir=I(R+r) или I=E/(R+r)

Таким образом сила тока в цепи равна отношению Е_ист к сумме сопротивлений цепи.

2) Рассматривается та же цепь. За время дельта t через поперечное сечение проводника пройдет электрический заряд дельта q. Работа сторонних сил по перемещению заряда Аст=Еq=EIt.

При совершении этой работы на внутренних и внешних участках цепи, сопротивление которых r и R выделяется некоторое количество теплоты , согласно закону сохранения энергии А_ст=Q, следовательно I=E/(R+r). При R стремящимся к нулю, получается короткое замыкание, т.к. r мало.

Здесь изучается последовательное и параллельное соединение потребителей: U=U1+U2, Rоб=R1+R2. При параллельном соединении I=I₁+I₂, 1/R_об=1/R₁+1/R₂.

В конце изучается работа и мощность тока, закон Джоуля-Ленца – количество теплоты, выделяемое при прохождении электрического тока по проводнику пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению и времени прохождения тока через проводник: .

Читайте также: