Урок 34. Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр

Поурочное планирование по физике для 8 класса. Ориентировано на работу с УМК перышкин. Физика 8 класс. Просвещение. Глава 2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ. Урок 34. Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр.

Вернуться к Списку уроков Тематического планирования.

---

 

Урок 34. Сила тока.
Единицы силы тока. Амперметр

Тип урока: урок открытия нового знания.
Цели: дать представление о силе тока, единицах ее измерения; познакомить учащихся с методами и приемами решения задач по теме.
Приборы и материалы: источники тока, лампочки, амперметр, ленты из фольги, соединительные провода, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель проводит фронтальный опрос, задает дополнительные вопросы.)

Дополнительные вопросы:

• Чем отрицательный ион в электролите отличается от электрона?
• Почему в дистиллированной воде и серной кислоте, взятых отдельно, ток не проходит, а в водном растворе серной кислоты проходит?
• Каким образом, опустив в стакан с водой два провода, присоединенные к полюсам источника тока, можно узнать, исправен ли он?
• Почему магнитный компас дает неправильные показания, если вблизи находится провод с электрическим током?

III. Изучение нового материала

Для введения понятия сила тока можно использовать аналогию с течением воды в трубе. Действительно, о силе тока воды можно судить по массе воды, которая протекает в единицу времени через поперечное сечение трубы.

Сила электрического тока равна количеству электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени, I = q/t.

Для выбора единицы силы тока можно было бы воспользоваться любым его действием: тепловым, магнитным или химическим. Главное, чтобы это действие поддавалось точному количественному выражению. На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить взаимодействие двух проводников с током.

Демонстрация 1. Взаимодействие (притяжение и отталкивание) двух параллельных проводников при замыкании сети. (Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 83 «Единицы силы тока» из электронного приложения к учебнику.)

Силу взаимодействия проводников с током можно измерить. Эта сила зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники и, что самое важное, от силы тока в проводниках. Если одинаковы все условия, кроме силы токов, то чем больше сила тока в каждом проводнике, тем с большей силой они взаимодействуют между собой. За единицу силы тока принят ампер (А). [I] = 1 А.

Через единицу силы тока — 1 А — определяется единица электрического заряда — 1 Кл. |q| = 1 Кл.

Так как

q = I • t, то 1 Кл = 1 А • 1 с.

За единицу электрического заряда принимают заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время 1 с при силе тока 1 А.

Прибор, которым измеряют силу тока, называется амперметр. Шкала амперметра градуируется в амперах. На схемах амперметр обозначается кружком с буквой А. (Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 80 «Устройство амперметра» из электронного приложения к учебнику.)

При включении амперметра в электрическую цепь он должен вносить как можно меньше погрешностей в измерение силы тока, поэтому существуют определенные правила его подключения.

• Амперметр всегда подключается последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.
• При подключении амперметра обязательно соблюдается соответствие полярности клемм источника тока и амперметра.

Демонстрация 2. Измерение силы тока при последовательном соединении. Включая амперметр в разные места цепи, состоящей из источника тока и нескольких соединенных последовательно друг с другом проводников, можно убедиться, что сила тока везде одинакова. (Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 86 «Включение амперметра в сеть» из электронного приложения к учебнику.)

IV. Закрепление изученного материала. Решение задач

(Учитель разбирает несколько типичных задач, затем ученики решают задачи самостоятельно.)

Типичные задачи

1. Через спираль электроплитки за 12 мин прошло 3000 Кл электричества. Какова сила тока в спирали?

2. Ток в электрическом паяльнике равен 500 мА. Какое количество электричества пройдет через паяльник за 2 мин?

Задачи для самостоятельного решения

3. Сколько времени продолжается перенос 7,7 Кл при силе тока 0,5 А?
4. По обмотке включенного в цепь прибора идет ток силой 5 мА. Какое количество электричества пройдет через прибор в течение 1 ч?

Домашнее задание

1. § 37, 38 учебника, вопросы и задания к параграфу.
2. Выполнить упр. 24, 25 на с. 110, 112 учебника.

 

---

Вы смотрели: Поурочное планирование по физике для 8 класса. Ориентировано на работу с УМК Перышкин. Физика 8 класс. Просвещение. Глава 2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ. Урок 34. Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр.

Вернуться к Списку уроков Тематического планирования.

Сила тока. Единицы силы тока.

На изучение темы «Сила тока. Единицы силы тока» в 8 классе отводится один урок. Он связан с предыдущими уроками и его значение велико при прохождении последующих тем. Тип урока — урок изучения новой темы.

Класс, с которым я сегодня работала, был мне не знаком и поэтому при построении урока приходилось рассматривать различные ситуации. Дополнительно к уроку я подготовила индивидуальные карточки на сильных учеников (олимпиадники…).

Педагогическая цель: дать понятие – Сила тока, познакомить учащихся с единицами измерения.

Для достижения личностных результатов, а именно чтобы сформировать познавательный интерес, интеллектуальные и творческие способности учащихся; убежденность в возможности познания природы, уважение к творцам науки и техники на уроке применила метод сравнения различных ситуаций из жизни и из разных разделов физики.

На организационном этапе урока привлекла внимание сигналом тишины и привлечения внимания ХАЙ ФАЙВ.

На этапе актуализации знаний заинтересовала игровой технологией, устанавливала связь с учениками, используя проверку знаний, предложив стихотворную и игровую формы и обучающую структуру из СИНГАПУРСКОЙ МЕТОДИКИ ЭЙ АР ГАЙД (сравнение знания и точки зрения учеников по теме до и после выполнения «УПРАЖНЕНИЯ — РАЗДРАЖИТЕЛЯ»)

Выход на изучение новой темы осуществлялся плавно, незаметно для учащихся с использованием методики исследования. Тему урока озвучили сами.

На этапе изучения новой темы применялась работа с учебником , вывод единицы измерения из формулы силы тока, метод сравнения и ассоциации со знакомыми объектами.

Чтобы добиться метапредметных результатов, а именно: овладение навыками самоконтроля, самооценивания, формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, овладение эвристическими методами решения проблем; формирование умений работать в группе , в парах и индивидуально; на всех этапах урока были организованы индивидуальная, фронтальная, групповая, коллективные работы учащихся. «Связки» между этапами урока были логичны «от простого – к сложному», «от знакомого – к незнакомому».

Наглядные пособия в достижении поставленной цели использовались и играли большую роль. Первичное закрепление полученных знаний осуществила структурами как финкт-райт-раунд робин («подумай-запиши-обсуди в команде»), раунд робин. Контроль за качеством усвоения знаний реализовала через творческий проект.

Темп урока высокий, так как мне удалось подключить большинство учащихся в работу. К возможностям реального урока — 45 минут, можно поработать с виртуальной лабораторией, подольше работать с творческим проектом и закрепить знания решением задач с использованием формул напряжения и силы тока.

Физкультминутка не была проведена осознанно, потому что в ходе урока дети вставали, перемещались по классу , то есть были в движении и меняли виды деятельности

Что получилось? Что не получилось? (Все этапы по построению выполнены, но на определенном этапе не получилось…)

Я считаю, что я добилась поставленных целей.

Самоанализ открытого урока

На изучение темы «Сила тока. Единицы силы тока» в 8 классе отводится один урок. Он связан с предыдущими уроками и его значение велико при прохождении последующих тем. Тип урока — урок изучения новой темы.

Класс, с которым я сегодня работала, был мне не знаком и поэтому при построении урока приходилось рассматривать различные ситуации. Дополнительно к уроку были подготовлены разноуровневые карточки с заданиями (на сильных учеников,если в ходе урока выявятся).

Цели урока:

Предметные: Дать понятие силы тока, познакомить с единицами измерения.

Развивающие:

1. Развитие познавательных интересов.
2. Развитие умения сравнивать, обобщать, делать выводы.
3. развивать логическое мышление.

Коммуникативные: умение работать в группе, в парах, умение договариваться, делать сообщения.

Данные задачи решала в процессе организации деятельности на уроке, на его этапах.

Использовала игровые технологии, проблемное обучение, исследовательские методы, метод сравнения различных ситуаций из жизни и из разных разделов физики. Для актуализации знаний организовала игру, используя бытовые приборы определяли к каким видам действия тока они относятся. Использовала «упражнение – раздражитель » структура из сингапурской методики эр ар гайд.

Создала проблемную ситуацию , вызвала затруднение в определении силы тока. Организовала исследовательскую деятельность учащихся путем проведения 2 опытов и сравнения их результатов. Такая деятельность позволяет самим учащимся над проблемой и позволяет сформулировать выводы.

«Связки» между этапами урока были логичны «от простого к сложному», «от знакомого к незнакомому».

Самостоятельная работа с информацией делает урок научным , доступным. Использование ЦОР наглядно демонстрирует то, что невозможно показать в обычных условиях.

Первичное закрепление полученных знаний осуществила обучающими структурами из сингапурской методики финкт-райт-раунд («подумай-запиши-обсуди в команде») и раунд робин. Привела примеры работ с творческим проектом сверстников.

Организация урока позволила включить всех учащихся в работу.

Сила тока. Единицы силы тока (Ерюткин Е.С.). Видеоурок. Физика 8 Класс

На уроке будет введено одно из основных понятий темы – «сила тока». Мы рассмотрим, исходя из какого действия электрического тока вводится это понятие, какой эксперимент Ампера является эталонным в данном случае, и укажем единицу измерения силы тока и формулу для ее вычисления.

Вспомним основные понятия, связанные с электрическим током.

Определение. Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.

За направление тока принято считать направление движения положительно заряженных частиц, т. е. ток течет от положительного полюса источника тока (плюс) к отрицательному (минус).

Действия электрического тока: тепловое, магнитное, химическое. Для характеристики действий электрического тока необходима величина, которая бы их описывала. На сегодняшнем занятии мы ее введем.

Для улучшения понимания процессов протекания электрического тока часто говорят о том, что это напоминает течение воды в трубе. При этом в роли зарядов выступает вода, а в роли проводника – труба. Для описания движения воды в таком случае используется величина, указывающая количество воды, протекающей через сечение трубы в единицу времени. Аналогичную величину используют и для описания протекания электрического тока, а именно величину, характеризующую протекание заряда в проводнике. Такую величину называют силой тока.

Определение. Сила тока – величина, показывающая электрический заряд, протекающий через поперечное сечение проводника, за единицу времени.

Обозначение силы тока: .

Единица измерения силы тока: А (ампер).

Обозначения:

 заряд, Кл;

 время, с.

Сила тока определяет действие электрического тока, и можно говорить, что чем значение силы тока больше, тем действие электрического тока более существенно. Простейшим примером такой зависимости действия электрического тока от величины силы тока может быть накал электрической лампочки. Если сила тока велика, то лампочка светит ярко, если невелика, то более тускло.

Формула для вычисления силы тока удобна тем, что позволяет выражать и вычислять количество заряда, который протекает за определенное время через сечение проводника при заданной силе тока.

Для введения единицы измерения величины силы тока используют магнитное взаимодействие, которое возникает между параллельными проводниками, по которым течет ток. Такой опыт впервые был проведен французским физиком Ампером (рис. 1), который получил название «Взаимодействие параллельных токов» (рис. 2). Согласно эксперименту, при протекании тока одинакового значения по двум параллельным проводам в одну сторону наблюдается их притяжение (рис. 2-а), при противоположном протекании наблюдается отталкивание (рис. 2-б), а при отсутствии тока в проводах никакого взаимодействия не наблюдается (рис. 2-в). Сила взаимодействия токов в проводах зависит в таком случае от многих факторов: длины проводов, расстояния между ними, величины тока и от среды, в которой они находятся.

Рис. 1. Андре-Мари Ампер (1775-1836) (Источник)

Рис. 2. Взаимодействие параллельных токов. (Источник)

В 1948 году на IX Генеральной конференции по мерам и весам было принято следующее определение одного ампера.

Определение. Ампер – это сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную .

Если говорить об используемых зачастую значениях силы тока в бытовых условиях, то величина в 1 А является достаточно большой и чаше используются ее уменьшенные значения: мА, мкА и т.п.

Следует отдельно отметить, что электрический ток является опасным для человека, и при работе с ним следует прибегать к мерам особой предосторожности (использование резиновых перчаток, сапог и т. д.) Сила тока величиной в 100 мА уже является крайне опасной для человека.

На следующем уроке мы поговорим о приборе для измерения силы тока в цепи – амперметре.

 

Список литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Домашнее задание

1. Стр. 87: вопросы № 1–6, упражнение № 14. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
2. Вычислите силу тока в проводнике, по которому прошел заряд 24 Кл за 96 с.
3. При протекании электрического тока через водный раствор кислоты выделяется водород. Какой электрический заряд проходит через раствор кислоты, если при силе тока 2 А процесс получения необходимого количества водорода длится 5 часов?
4. Проведите с учителем опыт по взаимодействию параллельных токов. Составьте доклад на тему «Магнитное поле. Действие магнитного поля на проводник с током».

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Академик (Источник).
2. Классная физика (Источник).
3. YouTube (Источник).

Физика. Конспект. Сила тока | 8 класс РФ

Конспект по физике для 8 класса «Сила тока». Что такое силa токa. Каковы единицы силы тока. Какой прибор используют для измерения силы тока в цепи.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

---

Сила тока

О наличии электрического тока в цепи можно судить по одному из оказываемых им действий. Если лампочку подсоединить к источнику тока, то её нить раскалится и она начнёт светиться. Но почему разные лампочки, подключённые к одному и тому же источнику тока, светят по-разному — одни более ярко, другие менее? От каких характеристик зависят действия электрического тока?

В качестве аналога электрического тока представьте себе движение машин по автостраде. Если автострада широкая, то автомобили движутся с большими скоростями, не мешая друг другу. Если же на дороге появляется сужение, то скорость движения потока машин замедляется.

СВЯЗЬ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА С ЕГО ЗНАЧЕНИЕМ

Соберём цепь, состоящую из источника тока, лампочки и ключа. При замыкании ключа лампочка загорится. Если включить в цепь кусок стальной проволоки, лампочка будет гореть менее ярко. Если заменить стальную проволоку нихромовой, то свечение лампочки будет ещё более тусклым.

Опыт показывает, что включение в цепь дополнительного проводника приводит к ослаблению теплового действия тока. Выясним, от чего зависят действия электрического тока. Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Когда заряженная частица движется по электрической цепи, то вместе с ней происходит и перемещение заряда.

Чем больше электрический заряд, перенесённый частицами через поперечное сечение проводника за определённое время, тем интенсивнее действие тока.

Сила тока на всех участках проводника, по которому течёт ток, одинакова. Это следует из того, что заряд, проходящий через поперечное сечение проводников цепи, одинаков, т. е. он нигде не накапливается.

СИЛА ТОКА

Для количественной характеристики электрического тока в цепи вводится понятие силы тока. Силу тока обозначают буквой I. Сила тока — это физическая величина, которая показывает, какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Если за время t через поперечное сечение проводника проходит заряд q, то силу тока можно вычислить по формуле I = q/t.

ЕДИНИЦЫ СИЛЫ ТОКА

В 1948 г. на Международной конференции по мерам и весам было принято решение о том, что единица силы тока должна определяться через взаимодействие двух длинных линейных проводников с током.

Это явление можно наблюдать на опыте. Два параллельных проводника подсоединили к источнику тока. Оказалось, что между проводниками действуют силы притяжения или отталкивания в зависимости от того, в каком направлении течёт ток по проводникам. Чем больше сила тока, тем сильнее взаимодействуют проводники.

Эту силу взаимодействия можно измерить. Кроме силы тока, она зависит ещё от длины проводников, расстояния между ними и среды, в которой они находятся. Проводники должны быть тонкими, очень длинными и находиться в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга. Тогда за единицу силы тока принимают силу тока, при которой два параллельных проводника длиной 1 м, находящихся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой 2 • 10^-7 Н (0,0000002 Н).

Единицу силы тока называют ампером (1 А) в честь французского учёного Ампера.

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА

Прибор, с помощью которого измеряют силу тока в цепи, называют амперметром.

Работа амперметра основана на магнитном действии тока. Чем больше сила тока, проходящего по катушке, тем сильнее она взаимодействует с магнитом и тем больше угол поворота стрелки амперметра.

При измерении силы тока амперметр включается в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.

У каждой клеммы прибора стоит свой знак: « + » или «—». Клемму со знаком «+» нужно соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока, а клемму со знаком «—» — с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока.

Насколько велико значение силы тока, равное 1 А? Для человека безопасной считается сила тока до 1 мА. В бытовой электрической сети обычной является сила тока до 6 А (такой ток протекает по спирали обычной электролампочки).

На электрических схемах амперметр изображают в виде кружка с буквой А.

Андре Мари Ампер (1775—1836) — французский физик, знаменитый математик и естествоиспытатель, один из основоположников электродинамики.

 

---

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Сила тока».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Сила тока

5 (100%) 1 vote[s]

Просмотров: 615

Сила тока. Единицы силы тока

На прошлых уроках мы вплотную подошли к тому факту, что ток — это физическая величина. Т.е., действия электрического тока могут иметь разную степень или же силу. Мы уже много раз говорили о том, что электрический ток — это движение заряженных частиц. Логично предположить, что сила тока зависит либо от количества этих частиц, либо от скорости их движения.

Это действительно так: опытным путём было установлено, что сила тока зависит от количества заряда, проходящего по цепи в единицу времени. Поэтому, чем больше частиц переместится от одного полюса к другому, тем больше будет суммарный перенесённый заряд.

Сила тока равна отношению электрического заряда, прошедшего, через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения:

Как мы помним, заряд измеряется в кулонах, а время — в секундах (в системе СИ). На прошлом уроке, мы уже узнали, что единицей измерения силы тока является ампер:

Однако, каждая физическая единица измерения должна быть соотнесена с тем или иным явлением. Рассмотрим, что же легло в основу определения силы тока в 1 А. Поскольку заряженные частицы взаимодействуют между собой, проводники, через которые проходит ток — тоже будут взаимодействовать в той или иной степени. Эта степень будет зависеть от длины проводников, от расстояния между ними, от среды, в которой находятся проводники, и, конечно, от силы тока. Для опыта мы можем взять два проводника одинаковой длины, которые, разумеется, будут находиться в одинаковой среде. Подключим оба проводника к источнику тока, держа их на фиксированном расстоянии. Тогда, сила тока будет единственным фактором, влияющим на силу взаимодействия проводников. Перед тем, как начать опыт, заметим, что проводники будут притягиваться, если токи в обоих проводниках сонаправлены, и наоборот — будут отталкиваться, если токи противоположны по направлению. Это, фактически, приведёт к изменению расстояния между проводниками. Чтобы этим обстоятельством можно было пренебречь, возьмём очень длинные и тонкие проводники. Поместим эти проводники в вакуум на расстоянии 1 м друг от друга и пустим по ним одинаковый ток. Рассмотрим метровые участки таких проводников: они будут практически параллельны.

Итак, единицей силы тока считается сила, при которой два таких отрезка взаимодействуют с силой 0,2 мкН.

Теперь мы можем дать определение и единице заряда, о которой мы говорили ранее. 1 Кл — это заряд, который за 1 с прошел сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.

Помимо ежедневного использования электрического освещения, все мы знаем ещё один яркий пример электрического тока. Это молния. Молния обладает очень большой силой тока, который может проходить либо между облаками, либо между облаком и поверхностью земли.

В результате трения друг о друга, слои воздуха электризуются, накапливая все больший и больший заряд. В момент, когда этот заряд становится достаточно большим, между облаками проскакивает электрический ток в виде молнии. Также, наэлектризованное облако, обладающее отрицательным зарядом в нижней части может способствовать тому, что поверхность земли под ним электризуется положительно, и молния ударяет в землю. Молния часто бьёт в объекты, возвышающиеся над остальными (например, в одиноко стоящее дерево). Здесь нет ничего удивительного: ток идёт по кратчайшему пути, а то, что является самой высокой точкой для нас — ближе всего к облакам. Однако, есть много других факторов, влияющих на то, куда ударит молния, поэтому предсказать следующую «мишень» крайне сложно.

Упражнения.

Задача 1. Сила тока в лампочке составляет 200 мА. Какой заряд проходит через лампочку за 3 минуты?

Задача 2. Через поперечное сечение проводника прошло 900 миллиардов электронов за 0,3 мкс. Какова сила тока в этом проводнике?

На первый взгляд может показаться, что такое огромное число электронов просто не могло пройти поперечное сечение за одно мгновение. Но, ведь, размер электрона очень мал, а его скорость, как правило, составляет несколько миллиметров в секунду.

Задача 3. Какова скорость электронов в проводнике с током 2 А, если одновременно через сечение проходит 70 млн электронов? Радиус электрона считать за 2,82 ×10⁻¹⁵ м, предполагая, что электроны двигаются вплотную друг к другу.

Сила тока. Единицы силы тока. 8-й класс

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока:

• создать условия для понимания учащимися понятия силы тока, количества электричества и единицы её измерения;
• способствовать формированию информационной культуры;
• способствовать формированию коммуникативной культуры.

Структура урока:

1. Организация начала занятия.  
2. Повторение и актуализация опорных знаний.  
3. Изучение нового материала.  
4. Закрепление полученных знаний.  
5. Информационный блок.   
6. Подведение итогов занятия. Объяснение домашнего задания.  

Оборудование урока: компьютер с мультимедийным проектором, действия электрического тока, взаимодействие параллельных проводников при замыкании сети, видеофильм «Взаимодействие параллельных токов».

Ход урока

1. Организационный этап.

Учитель обеспечивает психологический настрой.

Учитель. Здравствуйте, ребята, садитесь. Достаньте тетрадь, ручку, учебник, дневник – всё это должно быть на столе.   Я надеюсь, что сегодня мы будем работать хорошо, проявлять познавательную и творческую активность. Хочу пожелать вам успехов на сегодняшнем уроке.

2. Повторение и актуализации знаний.

(Слайд 2) «Изучите азы науки, прежде чем взойти на её вершины. Никогда не беритесь за последующее, не повторив предыдущее» И.П. Павлов

Учитель. На прошлом  уроке мы узнали, по каким признакам можно определить электрический ток в проводниках.

• На столе у меня собрана электрическая цепь  с двумя электродами, электрической лампой. Я замыкаю ключ. Лампочка не горит. Почему?
• Опускаю  электроды в стакан с чистой водой,  лампочка не горит. Опускаю  в стакан с медным купоросом,  лампа загорается. Почему?
• По каким признакам вы узнали течение тока?
• Где на практике наблюдают действия тока?

(Слайд 3) Дополнительные вопросы:

• Чем отрицательный ион в электролите отличается от электрона?
• Почему в дистиллированной воде ток не проходит, а в водном растворе медного купороса проходит?
• Каким образом, опустив в стакан с водой два провода, присоединенные к полюсам источника тока, можно узнать, исправен ли он?
• Какие действия электрического тока проявляются в вашей квартире?

3. Изучение нового материала.

(Слайд 4) Как определить интенсивность действия тока? Для этого вводят физическую величину силу тока.

Итак, сегодня на уроке мы с вами должны выяснить, что характеризует сила тока, узнаем определение, обозначение, формулу и единицу измерения физической  величины.

(Слайд 5) Давайте подумаем, что изображено на этом слайде?

Отчего зависит сила тока?

Вывод: Сила тока зависит от заряда, проходящего через сечение проводника в единицу времени.

(Слайд 6) Следовательно, сила тока – заряд, проходящий через сечение проводника в 1 секунду.

Как вы думаете, можем ли мы измерить силу тока?

Чтобы измерить эту величину нужно установить единицу силы тока.

Как это можно сделать?

На Международной конференции по мерам и весам в 1948 году было решено в основу определения единицы силы тока,  положить взаимодействие двух проводников с током.

Опыт по взаимодействию проводников или видеофильм «Взаимодействие параллельных токов».

Вывод: 1) Токи направлены одинаково, проводники притягиваются; 2) Токи направлены противоположно, проводники отталкиваются.

Сила взаимодействия между параллельными проводниками зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды и от силы тока в проводниках.

(Слайд 7) 1 ампер – сила тока, при которой отрезки параллельных проводников длиной 1 м в вакууме взаимодействуют с силой 0, 0000002 Н.

(Слайд 8) Впервые демонстрировал взаимодействие двух проводников с током А.М. Ампер, выдающийся французский математик и физик.

Историческая справка. Андре Мари Ампер славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.

(Слайд 9) Для измерения сильных токов используют единицы измерения килоампер, а слабых – миллиампер, микроампер.   

Миллиампер (мА)                Микроампер (мкА)               Килоампер (кА)

1 мА = 0,001 А                     1 мкА = 0,000001 А               1 кА = 1000 А

Какой заряд переносится через поперечное сечение проводника при силе тока 1 Ампер?

(Слайд 10) Единица заряда 1 кулон. Именно такой заряд переносится через поперечное сечение проводника при силе тока 1 ампер.

I = q/t → q = I · t;  1 Кл = 1 А · 1 с.        

Заряд электрона, выраженный в кулонах: е = -1,6 · 10^-19 Кл.

Заряд в 1 Кл практически невозможно сообщить телу, тогда как привести в движение  в проводнике заряд в 1Кл не представляет большого труда.

(Слайд 11) Силы тока  в быту, на практике.

•  сила тока в лампочке ≈ 2А
•  в электропылесосе ≈ 0,25 А
•  в электробритве ≈ 0,1 А
•  в двигателе электровоза ≈ 350 А
•  в молнии ≈ 106 А.

Молния – это кратковременный ток, продолжающийся около 0,001 с. Надо помнить, что сила тока больше 100мА приводит к поражению организма!

Лишь меньше 1мА – безопасна. 

(Слайд 12) Действия тока:

• 0–0,5 мА – действие отсутствует
• 0,5–2 мА – потеря чувствительности
• 2–10 мА – боль, мышечного сокращения
• 10–20 мА – растущее воздействие на мышцы, некоторые повреждения
• 20–100 мА – дыхательный паралич
• 100 мА–3А – желудочковые фибрилляции
• более 3А – остановка сердца

С любыми электрическими приборами надо обращаться осторожно. Всегда следует соблюдать правила безопасной работы и указания, записанные в техническом паспорте.

4. Закрепление полученных знаний.

(Слайд 13) Разноуровневые задачи на расчет силы тока, количества электричества, электронов.

1) Определите силу тока в электрической лампе, если через неё за 10 с проходит 5 Кл электричества.

А. 50 А; Б. 0,5 А; В. 2А.

2) Какой заряд проходит через пылесос, работавшей 10 мин, если сила тока в проводящем шнуре равна 5 А?

А. 50 Кл; Б. 300 Кл; В. 3000 Кл.

3) Какое количество электричества протекает через катушку гальванометра, включенного в цепь на 2 мин, если сила тока в цепи 12 мА? 

А. 0,024 Кл;   Б. 1,44 Кл; В. 24 Кл.

4)*  Сила тока в проводах вашей квартиры вечером равна 10 А. Какой заряд пройдет через вашу квартиру за 1 ч? А сколько электронов?

5. Информационный блок 

Презентация «Применение аккумуляторов» (Приложение 1)

6. Подведение итогов занятия. Объяснение домашнего задания.

(Слайды 14-15)

• § 37 прочитать и ответить на вопросы устно.
• Упражнение 14 (1, 2) письменно.
• Темы для сообщений:
  • Человек и молния. (О действии молнии на человека)
  • Кто виноват, что делать.(О правилах поведения во время грозы)
  • Шаровая молния. ( Публикации из СМИ)

Выставление отметок. Опрос: что нового было на уроке? что понравилось? что запомнилось? о чём ещё захотелось бы узнать?

Литература.

1. Балашов М.М. Физика классы 7-8. М.: Дрофа, 2005.
2. Дубровская  Л.И. Урок на тему электробезопасность // Физика в школе. 2001. №7. С.43–48.
3. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике 7–9. М.: ОНИКС, 2006.
4. Перышкин А.В. Физика 8. М.: Дрофа, 2005.
5. Полянский С.Е. Поурочные разработки по физике 8 класс. М.: ВАКО, 2003.
6. Интерактивный курс «Открытая физика», под редакцией С.М.Козела.

Электрический ток. Сила тока — Класс!ная физика

Электрический ток. Сила тока

«Физика — 10 класс»

Электрический ток — направленное движение заряженных частиц. Благодаря электрическому току освещаются квартиры, приводятся в движение станки, нагреваются конфорки на электроплитах, работает радиоприемник и т. д.

Рассмотрим наиболее простой случай направленного движения заряженных частиц — постоянный ток.

Какой электрический заряд называется элементарным?
Чему равен элементарный электрический заряд?
Чем различаются заряды в проводнике и диэлектрике?

При движении заряженных частиц в проводнике происходит перенос электрического заряда из одной точки в другую. Однако если заряженные частицы совершают беспорядочное тепловое движение, как, например, свободные электроны в металле, то переноса заряда не происходит (рис. 15.1, а). Поперечное сечение проводника в среднем пересекает одинаковое число электронов в двух противоположных направлениях. Электрический заряд переносится через поперечное сечение проводника лишь в том случае, если наряду с беспорядочным движением электроны участвуют в направленном движении (рис. 15.1, б). В этом случае говорят, что по проводнику идёт электрический ток.

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Электрический ток имеет определённое направление.

За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

Если перемещать нейтральное в целом тело, то, несмотря на упорядоченное движение огромного числа электронов и атомных ядер, электрический ток не возникнет. Полный заряд, переносимый через любое сечение, будет при этом равным нулю, так как заряды разных знаков перемещаются с одинаковой средней скоростью.

Направление тока совпадает с направлением вектора напряжённости электрического поля. Если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока считают противоположным направлению движения частиц.

Выбор направления тока не очень удачен, так как в большинстве случаев ток представляет собой упорядоченное движение электронов — отрицательно заряженных частиц. Выбор направления тока был сделан в то время, когда о свободных электронах в металлах ещё ничего не знали.

Действие тока.

Движение частиц в проводнике мы непосредственно не видим. О наличии электрического тока приходится судить по тем действиям или явлениям, которые его сопровождают.

Во-первых, проводник, по которому идёт ток, нагревается.

Во-вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника: например, выделять его химические составные части (медь из раствора медного купороса и т. д.).

В-третьих, ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела. Это действие тока называется магнитным.

Так, магнитная стрелка вблизи проводника с током поворачивается. Магнитное действие тока в отличие от химического и теплового является основным, так как проявляется у всех без исключения проводников. Химическое действие тока наблюдается лишь у растворов и расплавов электролитов, а нагревание отсутствует у сверхпроводников.

В лампочке накаливания вследствие прохождения электрического тока излучается видимый свет, а электродвигатель совершает механическую работу.

Сила тока.

Если в цепи идёт электрический ток, то это означает, что через поперечное сечение проводника всё время переносится электрический заряд.

Заряд, перенесённый в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока.

Если через поперечное сечение проводника за время Δt переносится заряд Δq, то среднее значение силы тока равно:

Средняя сила тока равна отношению заряда Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени Δt, к этому промежутку времени.

Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным.

Сила переменного тока в данный момент времени определяется также по формуле (15.1), но промежуток времени Δt в таком случае должен быть очень мал.

Сила тока, подобно заряду, — величина скалярная. Она может быть как положительной, так и отрицательной. Знак силы тока зависит от того, какое из направлений обхода контура принять за положительное. Сила тока I > 0, если направление тока совпадает с условно выбранным положительным направлением вдоль проводника. В противном случае I < 0.

Термин сила тока нельзя считать удачным, так как понятие сила, применяемое к току, не имеет никакого отношения к понятию сила в механике. Но термин сила тока был введён давно и утвердился в науке.

Связь силы тока со скоростью направленного движения частиц.

Пусть цилиндрический проводник (рис. 15.2) имеет поперечное сечение площадью S.

За положительное направление тока в проводнике примем направление слева направо. Заряд каждой частицы будем считать равным q₀. В объёме проводника, ограниченном поперечными сечениями 1 и 2 с расстоянием Δl между ними, содержится nSΔl частиц, где n — концентрация частиц (носителей тока). Их общий заряд в выбранном объёме q = q₀nSΔl. Если частицы движутся слева направо со средней скоростью υ, то за время все частицы, заключенные в рассматриваемом объёме, пройдут через поперечное сечение 2. Поэтому сила тока равна:

В СИ единицей силы тока является ампер (А).

Эта единица установлена на основе магнитного взаимодействия токов.

Измеряют силу тока амперметрами. Принцип устройства этих приборов основан на магнитном действии тока.

Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике.

Найдём скорость упорядоченного перемещения электронов в металлическом проводнике. Согласно формуле (15.2) где е — модуль заряда электрона.

Пусть, например, сила тока I = 1 А, а площадь поперечного сечения проводника S = 10^-6 м². Модуль заряда электрона е = 1,6 • 10^-19 Кл. Число электронов в 1 м³ меди равно числу атомов в этом объёме, так как один из валентных электронов каждого атома меди является свободным. Это число есть n ≈ 8,5 • 10²⁸ м^-3 (это число можно определить, если решить задачу 6 из § 54). Следовательно,

Как видите, скорость упорядоченного перемещения электронов очень мала. Она во много раз меньше скорости теплового движения электронов в металле.

Условия, необходимые для существования электрического тока.

Для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Однако этого ещё недостаточно для возникновения тока.

Для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определённом направлении.

Если эта сила перестанет действовать, то упорядоченное движение заряженных частиц прекратится из-за столкновений с ионами кристаллической решётки металлов или нейтральными молекулами электролитов и электроны будут двигаться беспорядочно.

На заряженные частицы, как мы знаем, действует электрическое поле с силой:

Обычно именно электрическое поле внутри проводника служит причиной, вызывающей и поддерживающей упорядоченное движение заряженных частиц.
Только в статическом случае, когда заряды покоятся, электрическое поле внутри проводника равно нулю.

Если внутри проводника имеется электрическое поле, то между концами проводника в соответствии с формулой (14.21) существует разность потенциалов. Как показал эксперимент, когда разность потенциалов не меняется во времени, в проводнике устанавливается постоянный электрический ток. Вдоль проводника потенциал уменьшается от максимального значения на одном конце проводника до минимального на другом, так как положительный заряд под действием сил поля перемещается в сторону убывания потенциала.

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

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

Электрический ток. Сила тока — Закон Ома для участка цепи. Сопротивление — Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников — Примеры решения задач по теме «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников» — Работа и мощность постоянного тока — Электродвижущая сила — Закон Ома для полной цепи — Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»