Государственное (областное) бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«ЛИПЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Методическая разработка

учебного занятия

по дисциплине «ФИЗИКА»

на тему:

«ЭЛЕТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ»

Преподаватель: Саранцева Маргарита Юрьевна

Липецк, 2014 г.

Пояснительная записка

Данный урок проводится на II курсе обучения в разделе "Электродинамика", глава "Электрический ток в различных средах".

В ходе проведения урока студенты должны

знать:

уметь:

• какие частицы являются носителями электрического заряда в металлах;

• объяснять природу сопротивления на основе классических электронных представлений;

• какова проводимость металлов;

• решать задачи на определение скорости упорядоченного движения электронов и скорости теплового движения частиц;

• каково происхождение свободных электронов.

• объяснять различие этих величин.

Технологическая карта урока

Преподаватель

Саранцева Маргарита Юрьевна

Время проведения

урочное

Регламент проведения

45 минут

Участники занятия

студенты II курса

Тема раздела рабочей программы

Электродинамика

Тема занятия

Электрический ток в металлах

Тип занятия

урок изучения нового материала

Технология обучения

объяснительно-иллюстративная, частично-поисковая, репродуктивная

Цели урока:

1. Образовательные:

   • знакомство студентов с основными положениями и экспериментальными основами классической электронной теории;

   • формирование умений объяснять физические явления и законы на основе электронных представлений;

2. Развивающие:

   • формирование познавательного интереса к физике;

   • формирование системы знаний и системности мышления студентов;

   • развитие научно-теоретического мышления;

• развитие речи;

3. Воспитательные:

   • воспитание самостоятельности, активности, любознательности;

   • формирование коммуникативных навыков;

   • воспитание самодисциплины и точности мышления, ответственности за результат своего труда.

Необходимое оборудование:

- компьютер;

- проектор;

- компьютерная презентация «Электрический ток в металлах»;

- портреты учёных;

- модель кристаллической решётки.

Ход урока:

Этап

Содержание

преподаватель

студент

Организационный момент

Приветствует студентов, отмечает отсутствующих.

Слушают преподавателя, проверяют свою готовность к уроку.

Постановка цели урока.

Преподаватель сообщает студентам, что они приступают к изучению нового раздела «Электрический ток в различных средах», который будут изучать в течение нескольких недель. Обращает внимание студентов на доску, где записана тема раздела. Говорит о том, что будут рассмотрены различные среды (такие как металлы, электролиты, газы, вакуум и т.д.) и особенности протекания в них электрического тока.

Преподаватель сообщает тему и цели урока «Электрический ток в металлах».

Внимательно слушают преподавателя, осознают цели и задачи урока и всего раздела в целом, записывают тему урока в тетрадь.

Актуализация знаний.

Преподаватель задаёт группе вопросы:

• Что такое электрический ток и каковы условия его существования?

• Дайте определение электрического тока в металлах. Что является носителями заряда в металле? Какова его проводимость? Каково происхождение свободных электронов?

Дают ответы на вопросы, дополняют ответы других студентов, корректируют свои знания.

Изложение нового материала.

Преподаватель сообщает ученикам, что электронная проводимость в истории физики была доказана несколькими фундаментальными опытами (Рикке, Мандельштама и Папалекси, Стюарта и Толмена), которые лежат в основе физической теории, называемой классическая электронная теория Друде-Лоренца.

Далее актуализирует знания студентов с помощью вопроса: какие структурные элементы имеет любая научная теория? (Рисуем таблицу)

Преподаватель излагает новый материал в соответствии со структурными элементами физической теории (основаниеядровыводы, следствия→интерпретация), тем самым, знакомя студентов с процессом познания. Предлагает составить конспект урока, заполняя таблицу.

I. Преподаватель приступает к объяснению фундаментальных опытов, используя компьютерную презентацию «Электрический ток в металлах».

• Опыт Рикке (слайд №1). Преподаватель описывает установку опыта, его основную идею, старается подвести студентов к самостоятельным выводам.

• Опыт Мандельштама и Папалекси (слайд №2). Преподаватель описывает установку опыта, его основную идею, старается подвести студентов к самостоятельному выводу об инерционном движении носителей заряда в металле.

• Опыт Толмена и Стюарта (слайд №3). Преподаватель описывает установку опыта, его основную идею.

II. Преподаватель отмечает, что данные опыты подтверждают теорию Друде - Лоренца и приступает к изложению основных положений теории.

• Объясняя модельные представления теории, учитель обращается к средствам наглядности: (слайд №4, №5).

• Формулирует основные положения теории: (слайд №6).

• Преподаватель демонстрирует модель движения электрона в электрическом поле.

• Обращает внимание студентов на экран, рассматривая траектории движения свободных электронов в кристаллической решётке при отсутствии и наличии электрического поля (слайд №7).

III. Преподаватель приступает к изложению следствий теории и ставит перед студентами задачу:

на основе рассмотренных электронных представлений получить зависимость силы тока в металлическом проводнике от приложенного напряжения.

• Преподаватель предлагает вспомнить студентам зависимость силы тока от скорости упорядоченного движения и просит записать данную формулу на доске.

• Преподаватель выводит закон Ома на основе электронных представлений.

• Преподаватель предлагает изобразить данную зависимость графически, т.е. получить ВАХ металлов.

Внимательно слушают, задают, при необходимости, вопросы, отвечают на вопросы преподавателя, оформляют конспект урока в тетради по схеме

основание

ядро

выводы

Внимательно слушают, зарисовывают установки опытов и записывают выводы в первый столбец таблицы. Выводы стараются сделать самостоятельно.

Слушают и записывают основные положения классической электронной теории во второй столбец таблицы.

Слушают, осознают задачу, выдвигают гипотезы.

• Студенты вспоминают данную зависимость, и один из учащихся записывает формулу на доске .

• Студенты следуют за рассуждениями преподавателя и записывают вывод в третий столбец таблицы.

Закрепление новых знаний.

Закрепление знаний осуществляет с помощью следующих вопросов и заданий:

• Объясните природу сопротивления на основе классических электронных представлений;

• Средняя скорость упорядоченного движения электронов 0,6-6 мм/c, а средняя скорость теплового движения 10⁵ м/c. Таким образом, средняя скорость упорядоченного движения электронов в металлических проводниках на много порядков меньше средней скорости их теплового движения. Объясните различия этих величин.

• Противоречит ли малая скорость дрейфа опытному факту, что ток во всей цепи постоянного тока устанавливается практически мгновенно?

Студенты отвечают на вопросы преподавателя.

Подведение итогов.

Преподаватель совместно со студентами формулирует основные выводы урока.

Отмечает наиболее активных студентов. Благодарит за работу на уроке.

Слушают преподавателя и формулируют основные выводы урока.

Организация домашнего задания.

Преподаватель сообщает домашнее задание: конспект урока в тетради.

Записывают домашнее задание, уточняют неясности.