Конспект урока физики «Закон Ома для участка цепи»; 8 класс

Методическая разработка «Закон Ома для участка цепи»

Краткое описание документа:

Урок в 8 классе по теме «Закон Ома для участка цепи» содержит методическую разработку с компьютерной поддержкой. Цели урока: исследовать зависимость силы тока протекающей через проводник от напряжения на данном участке цепи и сопротивления проводника, создание условий для развития экспериментальных умений и навыков, умения обосновывать свои высказывания, развитие творческого мышления, умения переносить полученные знания в новую ситуацию, формирование научного мировоззрения через познаваемость физических явлений, формирование навыков самостоятельной работы. Урок строится по принципу: наблюдения => гипотеза => эксперимент => вывод. Решая проблему, дети выводят закон Ома для участка цепи. В конце урока — тест и качественные задачи.

Актуальность курса. В действующем государственном образовательном стандарте основного общего образования большое внимание уделяется экспериментальной подготовке учащихся: формированию у них умений описывать и объяснять физические явления; использовать физические приборы и измерительные инструменты для экспериментального определения физических величин; представлять результаты измерений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости, анализировать результаты и делать выводы.

Действующий образовательный стандарт основного общего образования предъявляет следующие требования к уровню подготовки выпускников основ­ной школы по физике: уметь описывать и объяснять физические явления; ис­пользовать физические приборы и измерительные инструменты для экспери­ментального определения физических величин; представлять результаты изме­рений с помощью таблиц, графиков и выявлять на этой основе эмпирические зависимости и т. д.

Анализ урока

Объектомобучения является процесс обучения физике учащихся основной школы

Предметобучения — формирование компетентностей саморазвития учащихся в процессе выполнения экспериментальных задач.

Целью обучения — научное обоснование и разработка методики обучения физике, основанная на использовании экспериментальных задач как средства формирования компетентности саморазвития учащихся.

В основу нашего метода обучения была положена следующая гипотеза: если уточнить структуру и содержание компетентностей саморазвития, использовать методику, основанную на выполнении экспериментальных задач и для объективной оценки и коррекции применять квалиметрический анализ, то это позволит формировать компетентности саморазвития учащихся.

В соответствии с целью и гипотезой, были определены следующие задачи:

1. На основе анализа психолого-педагогической и научно-методической литературы выделить компетентности саморазвития, которые целесообразно формировать у школьников в процессе обучения физике, и их основные структурные компоненты.
2. Определить роль экспериментальных задач в процессе формирования компетентностей саморазвития школьников при обучении физике.
3. Разработать методику оценки уровня сформированности у школьников компетентностей саморазвития при решении экспериментальных задач.
4. Осуществить экспериментальную проверку оценки уровня сформированности у школьников компетентностей саморазвития.

В процессе реализации поставленной цели и решения задач использовались общенаучные и специальные методытеоретического и эмпирического исследования: анализ и синтез основных принципов современной педагогики, моделирование закономерностей образовательного процесса; групповая обработка результатов диагностических процедур; выявление количественных показателей состояния образовательной среды.

Рефлексия учебной деятельности.

Подводим итоги урока. Собираем карты урока, в которых дети отмечали результаты работы на уроке.

Учитель предлагает продолжить предложение:

• я узнал…..
• я научился….
• теперь я могу….
• мне понравилось

Ученица 8 е класса Фаррахова Я. : Я узнала зависимость силы тока от напряжения.

Ученик 8 е класса Сабиров Т. : Я научился экспериментально определить зависимость силы тока от напряжения.

Ученик 8 е класса Бесоннова С. : Теперь я могу собирать простые электрические цепи.

Ученик 8 е класса Метаршоев М. : Мне понравилось работа со схемами.

Конспект урока «ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ»

Цели урока: исследовать зависимость силы тока протекающей через проводник от напряжения на данном участке цепи и сопротивления проводника.

Задачи:

Формы работы учащихся: индивидуальная, фронтальная, работа в группах.

Результаты учебной деятельности учащихся:

• усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;
• усвоить, что сила тока на участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;
• знать закон Ома для участка цепи;
• уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;
• уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач.

Ключевые идеи:

• Научить видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни, научить учащихся применять знания в новой ситуации, развивать умения объяснять окружающие явления, совершенствовать навыки решения качественных задач, расширить кругозор учащихся.
• Развивать умения работать в коллективе в сочетании с самостоятельной работой, развивать коммуникативные способности.
• В процессе работы с учащимися учитель должен учитывать не только индивидуальные потребности учащегося, но и общие подходы к обучению, адаптируясь при этом к потребностям каждой личности.
• Использование приемов технологии критического мышления и новых подходов в обучении для активизации познавательной деятельности учащихся.

Оборудование: Презентация к уроку, компьютер, экран, видеопроектор; амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода.

Структура урока:

І. Организационный момент:

• -приветствие;
• -определение отсутствующих;
• -проверка степени готовности учащихся к уроку;

ІІ. Основная часть:

• Актуализация опорных знаний (выполнение творческих заданий)
• Выполнение тестового задания
• Минутка отдыха « Восприятие»
• Выполнение практического исследовательского задания в группах
• Вывод закон Ома для участка цепи.
• Закрепление знаний, умений, навыков. (решение устных задач)

ІІІ. Заключительный этап:

• Домашнее задание.
• Подведение итогов урока, оценка работ учащихся.
• Рефлексия

Ход урока.

1) Актуализация опорных знаний -10 мин.

Здравствуйте ребята наш урок, я хочу начать с такого четверостишья:

Как наша прожила б планета,

Как люди жили бы на ней

Без теплоты, магнита, света

И электрических лучей.

Ребята, знания науки всегда, помогает человеку в жизни, а незнания приводит подчас к трагическим последствиям. Сделайте из этих слов для себя правильные выводы.

В моем четверостишье упоминается о электрических лучах. Как вы думаете, что это такое? (электрический ток)

Вопросы:

1. Что называется электрическим током?

Эталон ответа. Упорядоченное направленное движение частиц.

1. Что необходимо, чтобы в цепи существовал электрический ток?

Э.ответа. Источник тока, проводники, потребитель тока, и все эти элементы должны быть замкнуты.

3) Работа со схемами.

А теперь проверим, как вы видите нарушения в составлении электрических цепей.

Перед вами две эл. цепи, схемы которых представлены на экране.

1. Почему не горит исправная лампа в первой цепи при замыкании ключа? (Рис. 1)

Ответ учащихся.

Эталон ответа. Электрическая цепь имеет разрыв. Чтобы лампа загорелась, в цепи должен существовать электрический ток, а это возможно при замкнутой цепи, состоящей только из проводников электричества.

Учитель. А чем проводники отличаются от непроводников или изоляторов?

Ответ учащихся.

Эталон ответа. Проводники – такие тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному. А в изоляторах такие переходы невозможны, и лампа загорается.

Приглашается ученик, который дал правильный ответ и он, устранив разрыв, демонстрирует правильный ответ. Лампа загорается.

2. Почему не звенит звонок во второй цепи при замыкании цепи? (Рис. 2)

Ответ учащихся.

Эталон ответа. Для получения электрического тока в проводнике, надо в нем создать электрическое поле. Под действием этого поля свободные заряженные частицы начнут двигаться упорядоченно, а это и есть электрический ток. Электрическое поле в проводниках создается и может длительно поддерживаться источниками электрического поля. Электрическая цепь должна иметь источник тока. Подключаем цепь к источнику тока и звонок звенит.

Выполнение теста по выбору: ( см приложение Тест)

После выполнения теста учащимися в тетради, они вписывают соответственно шкале оценку в оценочный лист в графу «Выполнение теста»

МИНУТКА ОТДЫХА

Ребята, 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 взглянем « в себя». Как мы воспринимаем окружающий мир? Как художники или как мыслители?

1. Встаньте, поднимите руки вверх, потянитесь.
2. Переплетите пальцы рук.
3. Посмотрите какой палец левой или правой руки оказался у вас вверху? Результат запишите «Л» или «П»
4. Скрестите руки на груди. («поза Наполеона») Какая рука сверху?
5. Поаплодируйте. Какая рука сверху?

ПОДВЕДЕМ ИТОГИ

Учитывая, что результат «ЛЛЛ» соответствует художественному типу личности, а «ППП» — типу мышления.

Какой же тип мышления преобладает у вашего класса?

Несколько «художников», несколько «мыслителей», а большинство ребят – гармонично развитые личности, которым свойственно, как логическое, так и образное мышление.

Изучение нового материала

Перед вами портреты трёх ученых физиков. Один из них закрыт. Вы по двум другим должны отгадать, чей же этот портрет. Именно о нем, о его труде и пойдёт речь на сегодняшнем уроке. Но в этой загадке есть небольшая неточность.

Найдите её.(Ом = Вольта: Ампер.)

Открываю портрет Ома. Именно он и откроет нам тайну в мир электрических явлений. Итак, ребята, тема сегодняшнего урока “Закон Ома для участка цепи”. Вы наверное обратили внимание, что портреты ученых соответствуют единицам измерения физических величин: силы тока, напряжения, сопротивления. Вот мы и должны выяснить с вами, а как же связаны между собой эти величины, какое практическое значение имеет закон Ома. Но сначала давайте узнаем, а как же Ом открыл свой закон?

Чтобы рассмотреть зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением, нужно обратиться к опыту. Запомните, чтобы установить зависимость одной величины от другой, все остальные должны быть постоянными. Сначала рассмотрим как зависит сила тока от сопротивления. Перед вами собрана электрическая цепь, в которую включены приборы (я показываю им прибор, а они мне называют его). Напряжение на концах проводника всегда поддерживается постоянным. Для этого следим за показанием вольтметра. (Демонстрирую опыт, показания приборов фиксирую в таблице). Ребята, обратите внимание на значения величин, изображенных в таблице.

УЧАЩИЕСЯ ВЫПОЛНЯЮТ В ГРУППАХ ( на группы учащиеся делятся по цвету карточек)

Поиск решения проблемы (открытие новых знаний)

Для этого создадим четыре группы, которые займутся исследованием, а потом расскажут нам о полученных результатах. Вспоминаем правила техники безопасности при сборке электрической цепи

Работа в группах (каждая группа получает задание)

Обсуждение результатов. (Представители групп рассказывают, что делали и какие результаты получили;)

-Назовите из каких элементов состояли электрические цепи? Для чего они необходимы? (источник тока — для создания и поддержания электрического поля в цепи, амперметр -для измерения силы тока в проводнике, вольтметр — для измерения напряжения на концах проводника, резистор -обеспечивает заданное электрическое сопротивление цепи, ключ -для замыкания и размыкания цепи)

— Сравниваем полученные выводы у групп №1 и №3; №2 и №4. Значения величин были разные, а выводы получились одинаковые.

Выводы:

1. При постоянном сопротивлении участка цепи сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, т.е. сила тока увеличивается во столько же раз, как и напряжение
2. При постоянном напряжении на концах проводника сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению, т.е. сила тока увеличивается во столько же раз, во сколько раз уменьшается сопротивление.

Мы имеем с вами R=сonst

U=const

— Получите формулу, выражающую зависимость между тремя величинами.

( Чтобы заменить знак на ,нужно поставить коэффициент пропорциональности, значение которого зависит от выбора единиц входящих в формулу. В системе СИ k=1)

— Зависимость между этими тремя величинами получила название «закон Ома для участка цепи», т.к. именно Георгу Ому в 1827 году впервые удалось экспериментально установить зависимость силы тока, напряжения и сопротивления.

— Сформулируйте закон Ома для участка цепи. ( Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению)

Рефлексия учебной деятельности.

Подводим итоги урока. Собираем карты урока, в которых дети отмечали результаты работы на уроке.

Учитель предлагает продолжить предложение:

• я узнал…..
• я научился….
• теперь я могу….
• мне понравилось…

Взаимосвязь величин в законе Ома вложена в смысл стихотворения, которое я сочинил для вас:

Ом Георг зовут меня Я физик без сомнения Я открыл закон, друзья, Всемирного значения. Если хочешь на участке Напряженье знать, Должен силу тока ты Умело измерять. Если ток в нем возрастает То тотчас без сомнения, Вверх пойдет расти, друзья, Тоже напряжение. Ну а если сила тока Начинает падать вниз Это значит, что сопротивленье Показало свой каприз. Если сила стала меньше То сопротивленье вдруг Резко буде повышаться Ты запомни это, друг.

Домашнее задание: заполнить карточки в тетрадях, читать § 38,39 упр.18,19

Установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.

Задачи урока:

• Выяснить, что сила тока в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным
• Выяснить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление не меняется.
• Научиться применять закон Ома для участка цепи при решении задач.
• Научиться определять силу тока, напряжение по графику зависимости между этими величинами, а также сопротивление.

Оборудование:

экран, демонстрационный амперметр и вольтметр, источники тока, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивлений, ТСО, портреты ученых.

План урока:

1. Организационный момент.
2. Целью подготовки к восприятию нового материала.
3. Изучение нового материала.
4. Закрепление знаний, умений и навыков.
5. Домашнее задание.
6. Подведение итогов урока.

Ход урока

1. Организационный момент.

Учитель:

По словам русского поэта XIX века Якова Петровича Полонского,

Царство науки не знает предела – Всюду следы ее вечных побед, Разума слово и дело, Сила и свет.

Эти слова по праву можно отнести к теме, которую мы сейчас изучает – электрические явления. Они подарили нам много открытий, осветивших нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько еще неопознанного! Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры. Так что запускайте свой «вечный двигатель”, и вперед! Вспомним, что изучая тему «Электрические явления”, вы узнали основные величины, характеризующие электрические цепи.

2. Актуализация знаний учащихся.

Учитель:

В начале, пожалуйста, перечислим основные величины, характеризующие электрические цепи.
Ученики:
Сила тока, напряжение и сопротивление.
Учитель:
А теперь, дайте небольшую характеристику каждой из этих величин, по следующему плану:

1. Название Величины.
2. Что характеризует данная величина?
3. По какой формуле находится?
4. В каких единицах измеряется?
5. Каким прибором измеряется или изменяется?

Ученики:

1. Сила тока

– характеризует электрический ток в проводнике.

I = q / t – формула для нахождения силы тока, где q-заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, t-время прохождение заряда. Единица измерения – ампер. Измеряется сила тока амперметром.

2. Напряжение

– величина, которая характеризует электрическое поле.

U = A/q – формула для нахождения напряжения, где А – работа по переносу заряда через поперечное сечение проводника, q-заряд. Единица измерения – вольт. Напряжение измеряется вольтметром.

3. Сопротивление

: характеризует сам проводник, обозначается R, единица измерения 1Ом.

Учитель:

Вовочка! На доске заполни таблицу!

Правильно, заполненная таблица.

Учитель:

Ребята, а что вы знаете об ученых, открывших силу тока, напряжение, сопротивление?

(Ученики приготовили сообщения об ученых физиках.)

Ученики:

Единицы измерения физических величин силы тока, напряжение и сопротивления, названы в честь ученых открывших их. Ампер, Вольт и Ом.

1. Андре-Мари Ампер – на его памятнике надпись: «Он был также добр и также прост, как и велик”. Славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.

2. Алессандро Вольта – был рыцарем почетного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, где он выступал. Изобрел электрическую батарею, пышно названную «короной сосудов”.

3. Георг Симон Ом – немецкий физик. Работал школьным учителем. Открыл закон зависимости силы тока от напряжения для участка цепи, а также закон, определяющий силу тока в замкнутой цепи. Чувствительный прибор для измерения силы тока он изготовил сам. Опыты и теоретические доказательства были описаны им в главном труде «Гальваническая цепь, разработанная математически”, вышедшем в 1827г.

Разноуровневые задания: (Задания выполняют 2 группы учащихся).

Задание№ 1.

1. Сколько ампер в 250мА?

А) 250А Б) 25А В) 2,5А Г) 0,25 А

2. Вставьте пропущенное определение:

Величина, равная … называется электрическим напряжением. А) произведению мощности на силу тока; Б) отношению мощности к силе тока; В) отношению работы к величине электрического заряда.

3. Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода, две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на одной из лампочек.

Ответ: (1 – Г; 2 – В; 3 – …)

Задание № 2.

1. Сколько киловольт в 750 В?

А) 750000кВ Б) 0,75кВ В) 75кВ Г) 7,5кВ

2. Вставьте пропущенное определение:

Величина равная … называется силой тока. А) отношению работы к величине электрического заряда Б) отношению электрического заряда ко времени. В) произведению работы на время.

3. Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода, две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на двух лампочках.

Ответ: (1 – Б; 2 –Б; 3 –… )

3. Изучение нового материала.

Учитель:

На прошлых уроках ребята, мы изучали силу тока, напряжение и сопротивление в отдельности. Сегодня мы перед собой поставили цель: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи. Выясним, как зависит сила тока от сопротивления, если напряжение остается постоянным.

Обратимся к опыту:

1.

Соберем цепь, состоящую из: источника тока, амперметра, вольтметра, проводников сопротивлением 1 Ом, 2 Ом, 4Ом.

2.

В цепь по очереди включаем проводники, обладающие различным сопротивлением. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. Силу тока в цепи измеряем амперметром.

Результаты измерений поместим в таблицу.

Учитель:

Что вы наблюдали?

Ученики:

С увеличением сопротивления силы тока уменьшается.

Учитель:

Какой вывод можно сделать из этого?

Ученики:

Сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Учитель:

Выясним, как зависит сила тока от напряжения, если при этом сопротивление не меняется.

Обратимся к опыту:

1.

Соберем цепь, состоящую из источника тока (гальванический элемент), амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединенного к спирали вольтметра.

2.

Присоединяем к первому элементу последовательно , второй, затем третий такой же, замыкаем цепь и отмечаем показание приборов при каждом подключении дополнительного элемента.

Результаты измерений поместим в таблицу.

Учитель:

Что вы наблюдали?

Ученики:

При увеличении напряжения в два раза, сила тока увеличивается вдвое. При трех элементах напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько же раз увеличилась сила тока.

Учитель:

Какой вывод из этого можно сделать?

Ученики:

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

Учитель:

Используя результаты опытов, и выводы сделанные их них, установим зависимость силы тока, напряжения и сопротивления.

Такая запись носит название закона Ома

для участка цепи.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

I = U/R

Историческая справка: Этот закон открыл немецкий физик Георг Симон Ом в 1827году.

Учитель:

для того, чтобы вам было легче запомнить формулу закона Ома можно воспользоваться следующим способом ее записи.

Физическая пауза.

Учитель:

Прежде чем приступить к решению задач проведем физическую паузу. Представим что мы с вами пассажиры автобуса… – автобус резко трогается с места – ученики должны наклониться назад, – автобус тормозит – отклониться вперед, – автобус поворачивает направо – наклоняются влево, – автобус поворачивает налево – наклоняются вправо.

Учитель:

Какое физическое явление вы изображали?

Ученики:

Инерция – явление сохранения скорости тела, когда на это тело не действуют внешние силы.

4. Закрепление умений и навыков.

Используя закон Ома для участка цепи, решим задачу.

Задача 1.

Напряжение на зажимах электрического утюга 220В, сопротивление нагревательного элемента утюга 50 Ом. Чему равна сила тока в нагревательном элементе?

Дано: U = 220В R = 50 Ом I – ?

Решение: I = U/R I = 220В/50 Ом = 4,4А Ответ: 4,4А.

Задача 2.

На рис. изображен график зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Определите сопротивление каждого из проводников. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?

Учитель:

Решаем эту задачу по вариантам. Вариант 1 – находит сопротивление проводника А. Вариант 2 – находит сопротивление проводника В.

Вариант 1.

Дано: U = 6 В I = 3 А RA – ?

Решение: R = U/I R = 6 В/3 А = 2 Ом Ответ: 2 Ом

Вариант 2.

Дано: U = 4 В I = 1 А RB – ?

Решение: R = U/I R = 4 В/ 1 А = 4 Ом Ответ: 4 Ом.

Ученики:

2 Ом <4 Ом, значит RA < RB, сопротивление проводника А меньше, чем сопротивление проводника В.

5. Домашнее задание:

п. 42 – 44, упр. 19 № 3, 4.

6. Подведение итогов урока, оценки работы учащихся.

Самодиагностика.