Интегрированный урок по физике и электротехнике на тему Электрический ток. Законы постоянного тока

Краевое государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение № 16

г. Хабаровска

Открытый урок по дисциплине

«Физика»

по теме: «Электрический ток. Законы постоянного тока»

Разработала: Е.А. Кухаренко

преподаватель физики

Тема: «Электрический ток. Законы постоянного тока»

Цель: обобщить знания о законах постоянного тока.

Задачи:

Образовательные:

1. Продолжить развитие теоретических знаний обучающихся об электрическом токе.

2. Продолжить развитие экспериментальных умений обучающихся:

Развивающие:

1. Развивать умения анализировать учебный материал: наблюдать, сравнивать, сопоставлять изучаемые явления и факты, делать выводы.

2. Развивать такие качества мышления как: логичность, доказательность, целостность восприятия, способность к оценочным действиям, критичность.

Воспитательная:

1. Познакомить обучающихся с проблемами получения и использования постоянного тока.

План урока.

1. Организация начала урока.

2. Актуализация знаний

3. Работа над изучаемым материалом в группах:

а) повторение физических величин и единиц измерения;

б) составление электрических схем

в) повторение формул

г) решение задач

д) наблюдение действия демонстрационного источника тока;
е) выполнение фронтального эксперимента.

5. Углубленное изучение нового материала:

а) вывод об особенностях различных источников тока;
б) рассмотрение вопроса о преобразовании энергии в источника.

6. Домашнее задание.

7. Рефлексия.

8. Выводы по уроку.

ХОД УРОКА.

I. ОРГАНИЗАЦИЯ УРОКА.

Преподаватель входит в класс, здоровается и выключает свет.

- Что я сделала, нажав на кнопку выключателя?
(отключили свет)

- Что исчезло в проводах, соединяющих электролампы и
выключатель?

(электрический ток)

-Как вы думаете, что будет темой сегодняшнего урока?

(электрический ток)

… Он всем несет тепло и свет

Щедрей его на свете нет

К поселкам, селам, городам,

Приходит он по проводам. (Электрический ток)

- Что же такое электрический ток? (Направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц)

- Но мы уже все прошли про электрический ток. Что же мы будем делать сегодня? (Повторять пройденный материал)

- Действительно, сегодня мы с вами повторим и обобщим весь изученный ранее материал по теме «Электрический ток. Законы постоянного тока». Для этого мы поделили группу на команды. Первая команда называется «Ампер», вторая - «Вольт». Итак, мы начинаем.

Конкурс "Путаница". Каждой команде выдается 10 карточек. Из слов на карточках команда должна сложить цепочку: обозначение физической величины - название физической величины - единица измерения физической величины - прибор, с помощью которого можно измерить данную физическую величину. Та команда, которая первая справляется с заданием, получает 10 баллов.

Конкурс «Формулы». Укажите формулу, которая соответствует

А) математической записи закона Ома.

А) ; Б) ; В) ; Г) ;

Б) математической записи силы тока.

А) ; Б) ; В) ; Г) ;

В) математической записи закона Кулона.

А); Б) ; В); Г) ;

Г) запаси сопротивления.

А) ; Б) ; В) ; Г)

Конкурс "Конкурс капитанов". "Тест на физическую силу" (кто быстрей надует шарик и наэлектризует его).

Ответьте на вопрос: как проверить, что шарик наэлектризован?

Конкурс «Решение задач» Для каждой команды предлагается рассчитать электрические схемы.

Конкурс-физкультминутка «Электрическая цепь». Каждому члену команды прикрепить листочек с названием прибора:

1) источник тока, лампа, ключ, реостат, амперметр, вольтметр, который измеряет напряжение на лампочке.

2) Источник тока, ключ, резистор, амперметр, лампочка, вольтметр, который измеряет сопротивление на резисторе.

Задание: соберите электрическую цепь по заданной схеме (каждой команде выдается схема цепи).

Конкурс «Эксперимент» (Перед тем, как обучающиеся приступят к выполнению данного конкурса, преподаватель демонстрирует опыт: два электрода из одинаковых и разных металлов опускают сначала в обыкновенную воду, а затем в раствор поваренной соли или кислоты. Наблюдают появление ЭДС при контакте электродов из разных металлов при погружении в электролит ). Мы сейчас практически повторим опыт А. Вольта. Изготовим гальванические элементы и соберем из них батарею (преподаватель демонстрирует эксперимент)

Задание: А теперь вы создайте свой источник тока из двух последовательно соединенных проводников. В качестве электролита используйте уксусную кислоту. Измерьте напряжение в цепи. Соберите из полученных источников тока батарею (обучающиеся собирают источники тока и батарею).

Подведение итогов конкурсов.

Экскурс в историю. Проявления электричества были замечены со времени «зари человечества: молния как жупел Зевса- громовержца, «огни Святого Эльма», светлячки и морские обитатели- светящийся планктон, электрические угри и скаты. И хотя электризацию уже могли получать трением шерсти по янтарю или шелка по эбониту, до практического применения время не пришло.

Началом эры электричества считают 1786 год, когда Луиджи Гальвани (врач и физиолог ) отметил влияние «живого электричества» при контакте препарированной лягушки с двумя разными металлами. Анализируя этот эффект, Алессандро Вольта в 1800 году создал химический источник тока и дал ему название «Гальванический». Почти век электрические явления исследовались лишь с точки зрения науки, и лишь во второй половине 19 века начали использовать электрическую энергию для преобразования ее в механическую и световую. Первыми источниками света были дуговые лампы и первые несовершенные лампы с нитью накаливания. Дуговые, хотя и хорошо светили, были недолговечны и пожароопасны. Кроме того они требовали постоянной регулировки. Лампы накаливания долго не находили приемлемого материала для высокой температуры нагрева. В их качестве пробовались угольные и металлические стержни, полоски картона, обугленные бамбуковые и растительные волокна и т. д.

Настоящий бум в развитии электрического освещения связан с именем Эдисона. 12 апреля 1879 года им получен патент на лампу с платиновой спиралью. Далее - откачка воздуха из баллона, патрон и винтовой цоколь, поворотный выключатель, плавкий предохранитель и т. д. В 1882 году Эдисон строит в Нью - Йорке первую электростанцию постоянного тока и освещает дома и улицы.

Основную роль в производстве электрической энергии играют электростанции, использующие различные виды механической энергии: ветровую, гидравлическую или тепловую. Тепловая энергия, производимая на атомных и тепловых электростанциях, использует невозобновляемые источники тепла - уголь и ядерное топливо. Технический прогресс на настоящем этапе развития требует все большего потребления энергии, а это ведет к экологическим проблемам захоронения отходов и загрязнения окружающей среды. И, самое главное, исчерпываются, накопленные Землей за миллионы лет, запасы угля и нефти. Тепловые и атомные электростанции производят основную долю электрической энергии, поэтому можно считать, что каждый киловатт - час потребляемой электрической энергии требует килограмм угля.

Развитие науки на современном этапе предлагает для решения этих проблем два основных направления:

1. Уменьшение потребления электрической энергии.

2. Дальнейшее развитие и использование возобновляемых источников электрической энергии.

Сокращение потребления электрической энергии в быту достигается как за счет рационального потребления, так и заменой источников освещения на более эффективные.

Достаточно долго лампы с нитью накаливания были основным источником света. Со времен Эдисона произошло только одно серьезное изменение- нить накала стали делать из более тугоплавкого металла- вольфрама, имеющего температуру плавления 3340 С. Это позволило повысить температуру нагрева нити до 2500… 2900 С, что увеличило яркость света и приблизило цвет свечения к естественному солнечному свету. Однако от главного недостатка ламп накаливания это не помогло. В лампах накаливания электрическая энергия преобразуется в тепловую ( нагрев ) и лишь часть её переходит в световую. К. П. Д. таких ламп не превышает 10%.

На смену лампам накаливания пришли Газоразрядные лампы, в которых происходит прямое преобразование электричества в свет при протекании тока через газ или пары металлов ( неон, аргон, криптон, ксенон, пары ртути или натрия ). Обладают высокой долговечностью работы и сравнительно высоким К. П. Д. ( до 40% ). В газоразрядных лампах светится не газ внутри колбы, но люминофор, преобразующий энергию электричества в движение заряженных движущихся частиц газа или паров металла. Эти быстродвижущиеся частицы, содержащие УФ лучи, возбуждают люминофор (фосфор) и излучают видимый свет любой температуры ( в зависимости от состава люминофора). В лампах накаливания цветовая температура не может быть выше 3000 С ( температура плавления вольфрама- 3340 С). Недостатком газоразрядных ламп надо считать проблему утилизации отработавших изделий.

Серьезный шаг - переход к светодиодным источникам освещения, к которых около 80% потребляемой электрической энергии преобразуется в световую.

У Светодиодных светильников история очень короткая, но не менее занимательная. Светодиодные излучатели ( LED ) известны около 40 лет, однако белые сверхяркие светодиоды научились промышленно производить в конце 20 века, когда была разработана технология производства ярких синих светодиодов ( Сюдзи Накамура - 1990 г.).

Красные и зеленые светодиоды были самыми первыми, созданными как элементы индикации. Получение синих светодиодов и обеспечение достаточной интенсивности каждого из цветов позволило создать источники света с достаточными эксплуатационными параметрами. Недостатком этих осветителей в настоящее время считают сравнительную дороговизну и обязательное преобразование питающих напряжений к требуемым. «Бичом» таких осветителей является большая доля ультрафиолетовых ( УФ ) лучей, губительно действующих на все живые организмы. От УФ лучей Солнца Землю защищает окружающая атмосфера.

Главная же задача науки и техники - более широкое внедрение альтернативных технологий получения электрической энергии и развитие возобновляемых источников энергии: современных ГЭС, гидротермальных и ветряных электростанций, радиоизотопных и солнечных батарей. Использующих физическое прямое преобразование ядерной и солнечной энергии в электрическую.

Давайте вспомним, что мы сегодня делали и что нового узнали? (Обучающиеся отвечают)

В связи с этим у вас будет следующее домашнее задание…

Домашнее задание: Сделать сообщение на тему «Современные альтернативные источники тока».

Рефлексия.

Эти чаши весов будут символизировать вашу работу на уроке. Каждый получит по два стикера, на которых написано «Я» и «Мы». Приклейте эти стикеры к чашам весов, оценив свою работу на уроке и работу своей группы. Оцените, как вы сегодня работали - плохо, хорошо, активно, неактивно, с интересом, без интереса? (Левую чашу считать, как «плохо», а правую - как «хорошо»)

(Обучающиеся приклеивают стикеры)

Подведение итогов. Выставление оценок.

Спасибо за урок!