таблица Эл. ток в разных средах
Таблица ««Электрический ток в разных средах»
Среда
Носители заряда
Основные законы
Вольт — амперные
характеристики
Тех. устройства использующие данный тип проводимости.
Металлы
Свободные электроны.
(образуются при росте металлических кристаллов)
I = UR (закон Ома)
I = neυS (электронная теория проводимости)
R=ρ QUOTE ;
ρ =ρ0 (1 +α t)
I
U
R = const
ρ
T
ρ =ρ0 (1 +α t)
Электротехника: эл. провода, катушки, трансформаторы, резисторы, реостаты, нагревательные элементы.
Электролиты
Положительные и отрицательные ионы.
(получаются при электролитической диссоциации)
m = k Q = k I ∆t (1закон Фарадея)
k = 1F Mn
(2 закон Фарадея)
F = e Na = 9,648 *104 QUOTE (постоянная Фарадея)
I = U- △φr ;
∆φ – потенциал поляризации электрода.
I
∆φ U
Гальванопластика, рафинирование металлов, электрометаллургия, полировка, травление.
Газы
Электроны, положительные и отрицательные ионы.
(возникают при ионизации:
— термоионизиция;
— фотоионизация;
— электронный удар).
Q E λ =mυ22 QUOTE ≥Wk
Iн – зависит от интенсивности ионизатора
ΔWk ≥A иониз
I
Iн
U
Тлеющий разряд: рекламные трубки, люминесцентные лампы.
Искровой разряд: искровая обработка материалов.
Дуговой разряд: сварка, резка, плавка.
Коронный разряд: очистка газов от примесей
Вакуум
Любые заряженные частицы, индуктируемые в вакуум (чаще электроны).
mυ22 QUOTE ≥ Авых
I
U
Выпрямители, генераторы, электронно-лучевая трубка (осциллографы, телевизоры)
полупроводник
Свободные электроны, связанные электроны (дырки).
(образуются при формировании кристалла и при добавлении в него примесей)
I = Iэ + Iб
Uэ = I к Rн
Коэффициент усиления
k = IkIэ = UвыхUвх QUOTE
I
U
p –n переход
Электроника: термисторы, диоды, транзисторы.
Таблица «Электрический ток в различных средах»
Электрический ток в различных средах
электроны
Электроны, дырки
электроны
Электроны,
ионы(положитель-ные и отрицательные)
ионы(положительные и отрицательные)
Условия возникновения частиц проводимости
Наличие свободных электронов в кристаллической решётке металлов
1.Разрыв ковалентной связи при повышении температуры
или освещённости;
2.При внесении примеси.
Термоэлек-
тронная
эмиссия
(испускание электронов с поверхности нагретых металлов)
1.Наличие свободных зарядов;
2.Ударная ионизация
Электролитичес-кая диссоциация
Зависимость сопротивления оттемпературы
увеличивается
уменьшается
уменьшается
уменьшается
уменьшается
Где находит практическое применение
Линии
электропередач
Радиотехника, реле, солнечные батареи и т.д
Электронные лампы, электронно-лучевые трубки, дисплеи ЭВМ и др.
Газосветные трубки, лампы дневного света
(разряд в парах ртути),газовые лазеры(квантовые источники света), электрическая дуга и др.
Получение чистых металлов (рафинирование меди), гальваноплас-
тика, гальваностегия, электрофорез, аккумуляторы, и др.
__________________________________________________________________________
Электрический ток в различных средах
электроны
Электроны, дырки
электроны
Электроны,
ионы(положитель-ные и отрицательные)
ионы(положительные и отрицательные)
Условия возникновения частиц проводимости
Наличие свободных электронов в кристаллической решётке металлов
1.Разрыв ковалентной связи при повышении температуры
или освещённости;
2.При внесении примеси.
Термоэлек-
тронная
эмиссия
(испускание электронов с поверхности нагретых металлов)
1.Наличие свободных зарядов;
2.Ударная ионизация
Электролитичес-кая диссоциация
Зависимость сопротивления оттемпературы
увеличивается
уменьшается
уменьшается
уменьшается
уменьшается
Где находит практическое применение
Линии
электропередач
Радиотехника, реле, солнечные батареи и т.д
Электронные лампы, электронно-лучевые трубки, дисплеи ЭВМ и др.
Газосветные трубки, лампы дневного света
(разряд в парах ртути),газовые лазеры(квантовые источники света), электрическая дуга и др.
Получение чистых металлов (рафинирование меди), гальваноплас-
тика, гальваностегия, электрофорез, аккумуляторы, и др.
Методика изучения, контроля и систематизации знаний при изучении темы «Электрический ток в разных средах»
При изучении темы «Электрический ток в средах» целесообразно использовать составление таблицы, дающей возможность сопоставить механизм прохождения тока в различных средах, выявить различия и общие черты данного явления, применение его на практике (см. табл.1).
Составление таблицы возможно на любом этапе изучения темы в зависимости от образовательного уровня учащихся, подготовки учителя и цели, которую ставит перед собой учитель.
Рассмотрим работу с таблицей на разных этапах изучения темы.
1. Составление таблицы можно начать на первом уроке. Опираясь на знания, полученные учащимися при изучении темы «Электрический ток» в курсе физики 8 класса, целесообразно напомнить им, что все вещества делятся на проводники и диэлектрики условно по количеству свободных носителей зарядов, напомнить условия протекания тока. Далее с помощью демонстраций учащимся показывается, что электрический ток можно получить в любой среде, подчеркнув, что во всех случаях для прохождения тока через среду в ней нужно создать электрическое поле, но в одних средах ток начинается сразу, т.к. в них есть свободные носители заряда, а в других носители заряда надо создать тем или иным способом.
1) Свечение лампы — ток в
металлах.
2) Несамостоятельный разряд в
газах — ток в газах.
3) Прохождение тока через
раствор соли — ток в жидкостях.
4) Проводимость полупроводников
при нагревании и освещении.
5) Работа вакуумного диода — ток в
вакууме.
Затем, перед учащимися ставится задача изучить механизм появления, свойства и поведение носителей зарядов в различных средах, и практическое применение тока в этих средах в быту и технике. При этом сразу выстраивается план изучения темы в виде заполнения первой горизонтальной и первой вертикальной строк таблицы.
В дальнейшем возможно в хорошо подготовленных классах заполнение таблицы проводить горизонтальными строками. При этом четко просматриваются сходства и различия в проводимости различных сред. Такой подход позволяет развивать мыслительную способность учащихся, способность сравнивать, анализировать, обобщать.
2. В менее подготовленных классах заполнение таблицы можно проводить вертикальными столбцами по мере изучения механизма проводимости различных сред. При этом целесообразно после изучения темы «электрический ток в металлах» вместе с учащимися выделить основные компоненты (пункты) рассказа о данном явлении, поместив их в первую вертикальную колонку таблицы.
3. Возможно заполнение таблицы вместе с учащимися на уроке обобщения темы с использованием доски. При этом отдельные учащиеся заполняют и объясняют каждый свою колонку. ( В слабом классе это может делать сам учитель с помощью учеников).
4. И, наконец, заполнение таблицы можно предоставить учащимся в конце изучения темы как самостоятельную, контрольную или домашнюю работ .
Таблица №1.
| Среда | Металлы | Полупроводники | Жидкости | Вакуум | Газы |
| Носители заряда | Электроны | Электроны и дырки | Ионы | Электроны | Ионы и электроны |
| Образование носителей заряда | При образовании кристалла валентные электроны теряют связь с ядром атома и становятся свободными. | При разрыве ковалентных связей между атомами в результате нагревания кристалла или под действием света образуются свободные электроны и дырки — вакантные места в связях. | При взаимодействии молекул жидкости с молекулами растворителя или при взаимодействии друг с другом в результате нагревания молекулы распадаются на ионы. | При нагревании металла с его поверхности вылетают самые быстрые электроны - термоэлектронная эмиссия. | Под действием ионизатора или в результате тепловых столкновений молекулы газов теряют один или два электрона, становясь положительными ионами. Электрон остается свободным или присоединяется к нейтральному атому образуя отрицательный ион. |
| Способ создания электрического поля. | Присоединение к проводнику источника тока. | Присоединение полупроводникового элемента к источнику тока | Введение в раствор электролитов электродов | Введение в вакуумное пространство электродов. | Введение в газовое пространство электродов. |
| Движение заряженных частиц в средах | Электроны двигаются к положительному электроду. | Электроны двигаются к положительному полюсу источника тока, дырки — к отрицательному | Положительные ионы двигаются к катоду, отрицательные ионы — к аноду | Электроны двигаются к аноду | Положительные ионы двигаются к катоду, электроны и отрицательные ионы — к аноду |
| Вольтамперная характеристика | |||||
| Основные законы |
|
— | — | — | |
| Применение | В электронагревательных и осветительных приборах, электродвигателях, для подведения тока к любому электрическому устройству | В радиотехнике для выпрямления тока, для изменения его характеристик, получения тока в солнечных батареях, в различного рода реле и автоматических устройствах | Покрытие одних металлов другими, для получения чистых веществ, для заточки хирургических инструментов, для получения копий с рельефных изображений и т.д. | В радиотехнике для выпрямления тока и изменения его характеристик, в электронно-лучевых трубках, используемых в телевидении, осциллографах, медицинских приборах и т.д. | В лампах дневного света, рекламных трубках, электросварке, при искровой обработке металлов и т.д. |
В классе, где у учащихся развито образное мышление, можно во второй, третьей и четвертой горизонтальных строчках таблицы заменить текст соответствующими рисунками (см. табл.2).
Таблица № 2 .
Электрический ток в средах — схема, таблица — Схемо.РФ
- Войти
- Регистрация
- Схемы
- Биология
- География
- История
- Математика и алгебра
- Медицина
- Обществознание
- Педагогика
- Политология
- Право
- Психология
- Русский язык
- Социология
- Физика
- Философия
- Химия
- Экономика
- Прочее
- Книги
- Биология
- География
- История
- Математика и алгебра
- Медицина
- Обществознание
- Педагогика
- Политология
- Право
- Психология
- Русский язык
- Социология
- Физика
- Философия
- Химия
- Экономика
- Прочее
- Комментарии
Тема урока «Электрический ток в различных средах»
Цель урока:
Обобщить и систематизировать знания учащихся об электрическом токе в различных средах путем анализа опытов, демонстрирующих проводимость в различных средах, выявить природу носителей зарядов в средах, сравнить зависимости сопротивления различных сред от температуры, сопоставить вольтамперные характеристики приборов.
Применять знания об основных положениях электродинамики для объяснения электропроводимости различных сред.
Оборудование:
- вольтметр, амперметр, выпрямитель, лампочка,
- таблицы:
“Электрический ток в вакууме”,
“Электрический ток в полупроводниках”.
Обобщение знаний:
- Опыты, демонстрирующие электропроводимость различных сред.
- Носители электрических зарядов в различных средах.
- Вольтамперные характеристики приборов.
- Зависимость сопротивления металлов, электролитов, газов и полупроводников от температуры.
- Практическое применение тока в различных средах.
- Задание на дом.
Сегодня на уроке мы с вами вспомним закономерности прохождения тока в различных средах, сравним физическую природу тока в них и механизм образования свободных носителей тока.
На столе у каждого ученика лежит заготовленная таблица, которую необходимо заполнить во время урока. (Приложение 1.)
Вспомним, какие опыты помогли установить электропроводность металлов – Мандельштама и Папалекси. (Ученики поясняют схему постановки опыта, учитель на доске рисует эту схему.)
Рис.1
Какие опыты мы проводили, чтобы показать электропроводимость жидкостей и газов?
(Ученики поясняют схемы соответствующих опытов, учитель делает зарисовки схем опытов, учащиеся аналогичную работу проводят в тетрадях.)
Рис.2
Далее разбираем опыт с вакуумным диодом.
(Ученик поясняет опыт, учитель чертит схему.)
(Полупроводники от металлов можно отличить по характеру зависимости их проводимости от температуры. Если температура полупроводника повышается, то его сопротивление уменьшается. Если собрать цепь из источника тока, полупроводникового терморезистора и амперметра, то можно заметить, что показания амперметра будут увеличиваться при нагревании терморезистора.)
Итак, носители зарядов в различных средах:
(В металлах свободными носителями зарядов являются свободные электроны, в жидкостях – положительные и отрицательные ионы, в газах – ионы и электроны, в полупроводниках – электроны и дырки (или свободные и связанные электроны).)
Какова концентрация свободных носителей зарядов в разных средах? От чего она зависит?
(В металлах концентрация электронов 1022 – 1023см-3 остается почти постоянной при разных температуpax, в жидкостях концентрация ионов зависит от содержания в водном растворе кислот, солей и щелочей, т. е. от концентрации самих растворов. В газах концентрация ионов и электронов определяется свойствами самого ионизатора. В вакууме концентрация электронов в электронном облаке повышается при увеличении температуры нити накала и, кроме того, в значительной мере зависит от оксидного покрытия катода.
В полупроводниках концентрация носителей определяется наличием примесей, создающих преимущественно электронную или дырочную проводимость, и зависит от температуры и освещенности полупроводника.)
Далее вычерчиваем вольтамперные характеристики для металлов, жидких проводников; сравниваем их.
Задаю ряд дополнительные вопросы:
1. Почему в отличие от металлического проводника характеристика диода нелинейная?
2. Когда наступает явление насыщения тока? От чего зависит сила тока насыщения?
Итак, мы убедились, что изучение вольтамперных характеристик позволяет сделать важные выводы о прохождении тока в различных средах.
Можно ли по виду вольтамперных характеристик сделать какие-либо выводы о сопротивлениях сред? Обратите внимание: одни характеристики являются линейными, другие – нет.
(Вольтамперные характеристики для металлов и электролитов показывают прямую пропорциональную зависимость силы тока от напряжения, потому что сопротивление проводников постоянно. Нелинейность других характеристик показывает, что сопротивление изменяется.)
Какова зависимость сопротивления сред от температуры? От каких факторов зависит сопротивление?
(Ученики отвечают. У металлов и жидкостей сопротивление при постоянной температуре не изменяется с ростом напряжения; кроме того, оно прямо пропорционально длине проводника, удельному сопротивлению и обратно пропорционально поперечному сечению. Различие в том, что сопротивление металлов с повышением температуры увеличивается, а у жидкостей, наоборот, уменьшается.)
(На демонстрационном столе собрана электрическая цепь, состоящая из выпрямителя, амперметра, вольтметра и электрической лампы: 10 Вт, 220 В)
Измеряем напряжение на выходе выпрямителя, учащиеся следят за показаниями приборов. Показания приборов (значения силы тока и напряжения) записываются в таблицу
| U,В | 0 | 1 | 7 | 20 | 38 | 58 | 90 |
| I,А | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1 | 1,2 |
Как можно объяснить такую зависимость?
(Так как при увеличении напряжения и силы тока растет температура нити накала лампы и сопротивление ее увеличивается, то зависимость силы тока от напряжения нелинейная.
Учащиеся рассказывают об использовании металлических проводников, о технических применениях электролиза и различных типов газового разряда, поясняют устройства вакуумного диода и электроннолучевой трубки, приводят примеры полупроводниковых приборов. Во время рассказа учащиеся используют учебные таблицы.)
Мы еще раз убедились, что объяснить эти явления можно с точки зрения электронной теории. Мы упоминали о таком явлении, которое нельзя объяснить классической электронной теорией. Напомните это явление.
(Это явление сверхпроводимости.)
Обратимся еще раз к таблице. (Приложение 2) В верхней строчке ее отражены опыты, с помощью которых мы выяснили природу свободных носителей электрических зарядов. Затем мы рассматривали основные положения электронной теории, объясняющие причины возникновения носителей зарядов, а также вольтамперные характеристики. Далее выяснили, от чего зависят сопротивления сред. Завершили тему изучением вопросов о техническом применении электрического тока в различных средах. Приборы, технические устройства и другие примеры практического применения тока в различных средах основаны на использовании выводов и следствий электронной теории. Таким образом, экспериментально подтверждается истинность теоретических следствий, а следовательно, и самой теории.
Заключение:
После повторения всех вопросов плана и заполнения таблицы учащиеся еще раз просматривают материал и делают вывод о том, в какой последовательности развивались научные знания об электрическом токе в различных средах.
Для развития познавательной активности школьников проводится демонстрационный эксперимент. По его результатам строится график зависимости силы тока от напряжения. Учащиеся сравнивают полученную характеристику тока, проходящего через лампу накаливания, с другими, рассмотренными ранее.
Задание на дом: Итоги гл.10, стр.200
Литература:
- Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: Учеб. Для 10 кл. сред. шк.– 3-е изд.-М.; Просвещение,1994.
- П.И. Самойленко, Е.И. Огородникова, Г.И. Рябоволов. – М.; “Высшая школа”, 1984.
- Современный урок физики в средней школе/ В.Г. Разумовский, Л.С. Хижнякова, А.И. Архипова и др. – М.; Просвещение,1983.
Методическая разработка по физике (11 класс) по теме: Электрический ток в различных средах
Ход урока.
Эпиграф.
Я ещё не устал удивляться
Чудесам, что есть на Земле
Телевизору, голосу раций,
Вентилятору на столе
Самолёты летят сквозь тучи
Ходят по морю корабли
Как до этих вещей могучих
Домечтаться люди могли?
Я вверяю себя трамваю
Я гляжу на экран кино
Эту технику понимания
Изумляюсь ей все равно
Ток по проволоке струится
Спутник ходит по небесам
Человеку стоит дивиться
Человеческим чудесам.
(Шефнер)
I этап. Начальный. Мотивация.
Сегодня на уроке мы продолжим проникать в тайны электропроводности различных сред. Рассмотрим физическую сущность и практическое применение электрического тока в жидкостях. Значение данного явления для вашей профессии. Составим опорный конспект по данной теме. На столах у вас лежат, кроме рабочих тетрадей, индивидуальная карта учащегося, которая вам будет необходима во время урока. Подпишите их. И по мере выполнения работы, вы будете делать в них пометки.
II этап. Актуализация знаний.
Прежде, чем приступить к изучению данной темы мы повторим, какие ещё среды проводят электрический ток, часть ребят будут работать самостоятельно по тестам, а также проверим домашнее задание. Вам на дом было задано заполнить таблицу «электрический ток в различных средах».
- Что представляет собой электрический ток в металлах?
- Кто и каким образом доказал существование свободных электронов в металлах?
- Где применяется электрический ток в металлах?
- Какие металлы называют полупроводниками?
- Что представляет собой электрический ток в полупроводниках?
- Какова собственная проводимость полупроводников?(примеси)
- Где применяется электрический ток в полупроводниках?
- Дайте определение электрического тока в газах?
- Перечислите типы самостоятельных разрядов.
10) Что такое плазма?
Итак, по отношению к электрическому току все вещества делятся на:
проводники
полупроводники
диэлектрики
Проверка тестов (взаимоконтроль).
Проверка домашнего задания у доски.
III этап. Изучение нового материала.
Жидкости, как и твёрдые тела могут быть диэлектриками, проводниками и полупроводниками.
К числу диэлектриков относятся: дистиллированная вода (можно спросить, как получить или где взять).
К проводникам: растворы и расплавы электролитов (кислот, щелочей и
солей).
Жидкими полупроводниками являются: расплавленный селен, расплавы сульфидов.
Проведём лабораторный опыт ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ!
Возьмём три стакана:
- Кристаллическая соль хлорида натрия
- Дистиллированная вода
- Раствор хлорида натрия
Опустим электроды в каждый стакан. Что мы наблюдаем?
1 – лампочка не засветилась
2 – лампочка не засветилась
3 – лампочка засветилась
Давайте попробуем ответить на вопрос : Почему в первых двух случаях лампочка не засветилась, а в третьем случае засветилась.
Из курса химии вы знаете, что растворы солей, кислот и щелочей называют электролитом.
При растворении электролитов, под влиянием электрического поля полярных молекул воды, происходит распад молекул электролитов на ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией.
Носителями заряда в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. (запись в опорном конспекте 1 свойство – ионная проводимость)
Если сосуд с раствором электролита включить в электрическую цепь, то отрицательные ионы начнут двигаться к положительному электроду – аноду (анод – в переводе с греческого «движение вверх, восхождение»),
а положительные ионы – к отрицательному электроду – катоду (катод – в переводе с греческого «ход вниз, возвращение»). В результате установится электрический ток, что мы и наблюдали в третьем опыте.
Определение электрического тока в жидкостях.
Электрическим токам в жидкостях называется упорядоченное
направленное движение положительных ионов к катоду отрицательных
ионов к аноду.
Степень диссоциации, т.е. доля молекул в растворённом веществе, распавшихся на ионы, зависит от температуры, концентрации раствора и электрических свойств растворителя. (запись в опорный конспект 2 свойство – зависит от концентрации, рода вещества, температуры)
Прохождение электрического тока через электролит связано с переносом вещества, т.е. на электродах происходит выделение веществ, входящих в состав электролита. На аноде отрицательно заряженные ионы отдают свои лишние электроны (в химии это называется окислительной реакцией), а на катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция) (запись в опорный конспект 3 свойство – перенос вещества; 4 свойство – восстановительная реакция на катоде; 5 свойство – окислительная реакция на аноде).
Процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительно – восстановительными реакциями называют электролизом. (запись определения в опорный конспект)
Демонстрация видеоматериала
Масса вещества выделившегося на катоде рассчитывается по закону Фарадея
m = k I Δt, где m – масса [кг] I – сила тока [A]
Δt – промежуток времени [c] k – коэффициент пропорциональности,
которая зависит от природы вещества, т.е. от молярной массы – M и от
валентности — n
(запись в опорный конспект)
Электролиз имеет широкое практическое применение.
- Получение чистых металлов – это медь, алюминий. Полученные из руды неочищенные металлы отливают в форме листов, которые затем помещают в электрическую ванну в качестве анодов. При электролизе металл растворяется, примеси выпадают на дно, а на катоде оседает чистая медь, алюминий. (запись в опорном конспекте 1 применение – получение чистых металлов).
- А вот мама
работает на верталётке, он нам расскажет, где там применяется электролиз.
- Моя мама работает в гальваническом цеху, где в электрических ваннах покрывают поверхность деталей тонким, равномерным слоем другого металла – это никелирование, хромирование, омеднение, оцинковка. (запись в опорный конспект 2 применение – никелирование,
- хромирование, серебрение)
- Следующее применение электролиза – гальванопластика, это процесс получения отслаиваемых покрытий, был разработан русским учёным Якоби, который в 1836 году применил этот способ для изготовления полых фигур для Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. (запись в опорном конспекте 3 применение – гальванопластика).
5) Получение копий с рельефной поверхности.
В полиграфической промышленности такие копии (стереотипы) получают с матриц (оттиск набора на пластичном материале), для чего осаждают на матрицах толстый слой железа или другого материала. Это позволяет воспроизвести набор в нужном количестве экземпляров. Если раньше тираж книги ограничивался числом оттисков, которые можно получить с одного набора (при печатании набор стирается), то сейчас использование стереотипов позволяет значительно увеличить тираж. Правда в настоящее время с помощью электролиза получают стереотипы только для книг, высококачественной печати, все остальные книги – ксерокопии.
(запись в опорный конспект 5 применение – получение копий с рельефной поверхности)
- Ну и конечно для вас, как для будущих слесарей, главное применение электрического тока в электролитах – это аккумулятор (в переводе с латинского «собиратель»), работа которого основана на преобразовании химической энергии в электрическую.
Об этом нам расскажет учащийся второго курса группы №23 –
Гвоздюк Дмитрий.
ВИДЕОМАТЕРИАЛ.
(запись в опорный конспект 6 применение – АКБ)
ЭТО ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ.
В позапрошлом веке в Швейцарии была изобретена «Электрическая нянька». Под простыню, в детской кроватке, изобретатель предложил подкладывать две тонкие металлические сетки, изолированные друг от друга сухой прокладкой и соединённые с низковольтным источником тока и звонком. Как только пелёнка намокала, электрическая цепь замыкалась и начинал звенеть звонок, извещая о том, сто нужно сменить пелёнки.
Давайте посмотрим, какой опорный конспект мы должны были получить в результате проделанной работы на уроке. Демонстрация опорного конспекта)
IV этап. Закрепление знаний.
Мы с вами вспомнили, что такое электролиз, его основные свойства и применение. А теперь проверим как вы это усвоили.
- Качественные задачи с профессиональной направленностью.
(Приложение №1)
2) Разноуровневые тесты (самоконтроль)
V этап. Подведение итогов.
Выставление оценок.
Домашнее задание: учебник 10 класса Мякишев, Буховцев
стр. 322-336, параграф 122-123
Урок мне хотелось бы закончить словами:
Во всём мне хочется дойти
До самой сути
В работе, в поисках пути,
В сердечной смуте
До сущности протёкших дней
До их причины
До оснований, до корней
До сердцевины.
Б. Пастернак
«Электрический ток в различных средах» Цели:
Урок системно – деятельностного подхода. На уроке организована деятельность учащихся по восприятию, осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов деятельности
Ученик демонстрирует применение изученного материала в конкретных условиях и в новой ситуации (по образцу в сходной или изменённой ситуации).
Созданы содержательные и организационные условия для самостоятельного применения школьниками комплекса знаний и способов деятельности.
Урок физики в 10 класс по теме: «Электрический ток в различных средах»
Цели:
Образовательная – формирование единых взглядов на природу электрического тока.
Развивающая — формирование умения логично объяснять новые ранее неизвестные явления, используя имеющиеся знания.
Воспитательная — формирование умений концентрировать внимание, вести диалог, аргументировано отстаивать свое мнение.
Ход урока
Постановка целей урока и темы.
Актуализация знаний и решение логических задач.
Изучение нового материала.
Минутка отдыха.
Ответы на вопросы.
Решение задач
Итоги урока.
Постановка домашнего задания.
Задание 1.
Актуализация знаний и решение логических задач.
Соотнесите физические величины и физические приборы для их измерения:
Часы
Угол
Транспортир
Электрический потенциал
Электрометр
Атмосферное давление
Ч
то называется электрическим током?Что необходимо, чтобы в цепи существовал электрический ток?
Работа со схемами. Перед вами две схемы электрических цепей (рис.)
то называется электрическим током?А) Почему не горит исправная лампа в первой цепи при замыкании ключа? (Рис. 1)
Б) Почему не звенит звонок во второй цепи при замыкании цепи? (Рис. 2)
В
се металлы проводят электричество. Ртуть — металл. Следовательно, ртуть проводит электричество. Все арабы смуглы. Ахмед смугл. Следовательно, Ахмед — араб. Верны ли эти утверждения?Твёрдую сталь в форме бублика разогревают над костром. Вследствие этого сталь расширяется. Будет ли отверстие в бублике увеличиваться, уменьшаться или же останется прежнего размера?
Получение какой, электроэнергии обходится дороже — атомной или солнечной?
Взвесим банку со спящими мухами. Затем встряхнем ее, чтобы мухи летали, и снова взвесим. Изменится ли вес банки?
Расстояние между столбами изгороди равно 5 м. Сколько столбов понадобится, чтобы огородить треугольный участок со сторонами 20 м, 20 м и 30 м?
се металлы проводят электричество. Ртуть — металл. Следовательно, ртуть проводит электричество. Все арабы смуглы. Ахмед смугл. Следовательно, Ахмед — араб. Верны ли эти утверждения?Изучение нового материала «Электрический ток в металлах»
1. Вопрос: Как можно избежать действия электрического тока при случайном прикосновении к электроприбору, которое оказалось под напряжением?
Эталон ответа. Для этого необходимо заземление, так как земля является проводником и, благодаря своим огромным размерам, может удерживать большой заряд.
2. Вопрос: Из каких материалов выполняется заземление?
Ответ учащихся.
Эталон ответа. Заземление выполняют из металла.
Задание 2. Прочитайте и составьте план ответа.
Металлы в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение. Частицы в кристаллах расположены в определённом порядке, образуя пространственную (кристаллическую) решётку. В любом металле часть валентных электронов покидает свои места в атоме, в результате чего атом превращается в положительный ион. В узлах кристаллической решётки металла расположены положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны (электронный газ), т.е. не связанные с ядрами своих атомов.
Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решётки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален.
Какие же электрические заряды движутся под действием электрического поля в металлических проводниках? Мы можем предположить, что под действием электрического поля движутся свободные электроны. Но это наше предположение нуждается в доказательстве.
В 1899 г. К. Рикке на трамвайной подстанции в Штуттгарте включил в главный провод, питающий трамвайные линии, последовательно друг другу торцами три тесно прижатых цилиндра; два крайних были медными, а средний — алюминиевым. Через эти цилиндры более года проходил электрический ток. Произведя тщательный анализ того места, где цилиндры контактировали, К. Рикке не обнаружил в меди атомов алюминия, а в алюминии — атомов меди, т. е. диффузия не произошла. Таким образом, он экспериментально доказал, что при прохождении по проводнику электрического тока ионы не перемещаются. Следовательно, перемещаются о
дни лишь свободные электроны, а они у всех веществ одинаковые.
Существование электронов проводимости в металлах было доказано учёными и в другом опыте. Если привести в быстрое вращение проволочную катушку, а затем её резко остановить, то в такой цепи электроизмерительный прибор покажет наличие кратковременного тока, хотя в цепи нет источника тока. Это продолжали двигаться электроны проводимости.
Итак, электрический ток в металлических проводниках представляет собой упорядоченное движение свободных электронов, под действием электрического поля.
Если в проводнике нет электрического поля, то электроны движутся хаотично, аналогично тому, как движутся молекулы газов или жидкостей. В каждый момент времени скорости различных электронов отличаются по модулям и по направлениям. Если же в проводнике создано электрическое поле, то электроны, сохраняя свое хаотичное движение, начинают смещаться в сторону положительного полюса источника. Вместе с беспорядочным движением электронов возникает и упорядоченный их перенос — дрейф.
Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике под действием электрического поля невелика — несколько миллиметров в секунду, а иногда и ещё меньше. Но как только в проводнике возникает электрическое поле, оно с огромной скоростью, близкой к скорости света в вакууме (300 000 км /с ), распространяется по всей длине проводника.
Одновременно с распространением электрического поля все электроны начинают двигаться в одном направлении по всей длине проводника. Так, например, при замыкании цепи электрической лампы в упорядоченное движение приходят и электроны, имеющиеся в спирали лампы.
Понять это поможет сравнение электрического тока с течением воды в водопроводе, а распространения электрического поля — с распространением давления воды. При подъёме воды в водонапорную башню очень быстро по всей водопроводной системе распространяется давление (напор) воды. Когда мы открываем кран, то вода уже находится под давлением и начинает течь. Но из крана течёт та вода, которая была в нём, а вода из башни дойдёт до крана много позднее, т.к. движение воды происходит с меньшей скоростью, чем распространение давления.
Когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике, то имеют в виду скорость распространения по проводнику электрического поля.
Задание 3. Минутка отдыха.
Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни? Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя.
На уроках физики мы говорим о познании природы. Но сегодня давайте глянем «в себя». Как мы воспринимаем окружающий мир? Как художники или как мыслители?
Встаньте, поднимите руки вверх, потянитесь.
Переплетите пальцы рук.
Посмотрите какой большой палец левой или правой руки оказался у вас вверху? Результат запишите «Л» или «П»
Скрестите руки на груди («поза Наполеона»). Какая рука сверху? Результат запишите «Л» или «П».
Поаплодируйте. Какая рука сверху? Результат запишите «Л» или «П».
Подведем итоги.
Учитывая, что результат «ЛЛЛ» соответствует художественному типу личности, а «ППП» — типу мышления.
Различный результат– гармонично развитые личности, которым свойственно, как логическое, так и образное мышление.
Задание 4. Ответьте кратко.
Ответьте на вопросы:
Все ли металлы имеют кристаллическую решетку?
Что находится в узлах кристаллической решётки металлов?
Чему равен отрицательный заряд всех свободных электронов?
Что экспериментально доказал К. Рикке?
Большая ли скорость упорядоченного движения электронов в проводнике?
Найдите лишнее:
Фарадей, электролит, масса, положительные и отрицательные ионы, вакуум, электрохимический эквивалент.
Газ, электроны, p-n переход, запирающий слой.
Анод, катод, трение, термоэлектронная эмиссия, нить накала.
Ионизация, рекомбинация, самостоятельный разряд, раствор соли.
Диффузия, катушка, ток, гальванометр, электрон.
Тест:
Для получения в проводнике электрического тока необходимо:
а) создать в нем электрические заряды;
б) разделить в нем электрические заряды;
в) создать в нем электрическое поле.Какие из перечисленных веществ относятся к проводникам?
а) эбонит;
б) пластмасса;
в) металлы;
г) резина.На рисунке изображена электрическая схема. Какими номерами о
бозначены источник тока, потребители электроэнергии?
а) 3; 4, 1;
б)5; 1, 3;
в) 2; 1, 3.
бозначены источник тока, потребители электроэнергии? Разгадайте ребусы:
14.
Задание 5. Решите задачи.
Чему равна сила тока в электрической лампе карманного фонаря, если сопротивление нити накала 20 Ом и лампа подключена к батарейке напряжением 2,5 В?
При напряжении 110 В, подведенном к резистору, сила тока в нем равна 5 А. Какова будет сила тока в резисторе, если напряжение на нем увеличить на 10 В?
Какое нужно приложить напряжение к проводнику сопротивлением 0,25 Ом, чтобы в проводнике была сила тока 30 А?
Определите сопротивление электрической лампы, сила тока в которой 0,5 А при напряжении 120 В.
Чему равна сила тока в электрической лампе, если сопротивление кабеля 200 Ом и лампа подключена к розетке напряжением 220 В?
При напряжении 220В, подведенном к резистору, сила тока в нем равна 3 А. Какова будет сила тока в резисторе, если напряжение на нем уменьшить на 10 В?
Домашнее задание:
Параграф Учебник В. А. Касьянов.
Задача: При напряжении 100 В, подведенном к резистору, сила тока в нем равна 2 А. Какова будет сила тока в резисторе, если напряжение на нем увеличить на 15 В? или
(Индивидуально Сообщение: 1. Ванна Нерона. 2. Электрическая нянька.)
Рефлексия