www.uroki.net - cценарии школьных праздников, поурочные тематические календарные планы разработки открытых уроков классных часов конспекты лекций по информатике математике физике химии биологии географии для директора и завуча для психолога для классного руководителя музыка песни караоке для проведения Выпускного вечера Последнего Первого звонка 1 сентября Нового года

Главная\Документы\Для учителя физики

При использовании материалов этого сайта - АКТИВНАЯ ССЫЛКА и размещение баннера -ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!

Творческая лаборатория по теме «Графическое изучение закона Ома для полной цепи »

Материалы предоставил: Юрий Максимов

email: jural21@rambler.ru

Цели урока:

  • дидактические – создать условия для усвоения нового учебного материала, используя исследовательский метод обучения;
  • образовательные - формировать понятия о ЭДС, внутреннем сопротивлении и токе короткого замыкания.
  • развивающие – развивать графические умения учащихся, формировать навыки обращения с источниками тока.
  • воспитательные – прививать культуру умственного труда.

Тип урока: урок усвоения нового материала.

Оборудование: комплект «Электричество-1 и 2» из набора оборудования «L – микро», источник тока – плоская батарейка.

ХОД УРОКА.

1.Оргмомент.(1-2 мин.)

2.Актуализация знаний.(5 мин.)

Для достижения целей сегодняшнего урока нам необходимо вспомнить изученный ранее материал. В ходе ответов на вопросы мы будем записывать основные выводы и формулы в тетрадях и на доске.

  • Закон Ома для участка цепи и его график.
  • Понятие вольт – амперной характеристики.
  • Понятие ЭДС, внутреннего сопротивления, тока короткого замыканияЗакон Ома для замкнутой цепи.
  • Формула для вычисления внутреннего сопротивления.
  • Формула для вычисления ЭДС через силу тока и сопротивления резисторов (задача 2 на стр.40 после §11)
  • Формула для вычисления ЭДС через напряжение и сопротивления резисторов.

Постановка учебной задачи. Формулировка темы и цели урока.

  1. Измерит ЭДС, внутреннее сопротивление и ток короткого замыкания несколькими способами.
  2. Изучить физический смысл ЭДС.
  3. Найти наиболее точный способ определения ЭДС

Выполнение работы.

Первый способ – прямое измерение ЭДС.

Основано на законе Ома для замкнутой цепи, после преобразования которой получим следующую формулу:

U= E - I r.

При I=0 получим формулу расчета ЭДС: E=U. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока показывает значение ЭДС.

По показанию вольтметра, запишем значение ЭДС: Е=4,9 В. и ток короткого замыкания: Iк.з = 2, 6 А

Внутреннее сопротивление вычислим по формуле:

r = (E – U) / I = 1, 8 Ом

изучение закона Ома для полной цепи изучение закона Ома для полной цепи

Второй способ – косвенное вычисления

1.по показаниям амперметра.

Соберем электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных источника тока, амперметра, резистора (сначала 2 Ом, потом 3 Ом) и ключа, как показано на рисунке.

изучение закона Ома для полной цепи изучение закона Ома для полной цепи

По формуле: r = (I2R2 – I1R1) / (I1 – I2) вычислим внутреннее сопротивление: r = 3 Ом

По формуле: Е = I1R1 – I1 r находим ЭДС: Е =6 В.

По формуле Iкз. = Е / r определяем ток короткого замыкания: Iкз =2 А.

2.по показаниям вольтметра.

изучение закона Ома для полной цепи изучение закона Ома для полной цепи

По показаниям вольтметра и учитывая значения сопротивлений резисторов, получим следующие результаты:

r = 1 Ом, Е =3 , 8 В. Iкз =3 , 8 А.

Третий способ – графическое определение.

В задаче 5 (стр.40) домашнего задания спрашивается построить графики зависимости силы тока от сопротивления и электрического напряжения от сопротивления. Данная задача приводит к идее изучения закона Ома для полной цепи через график зависимости величины, обратной силе тока от внешнего сопротивления.

Перепишем данную формулу в другом виде:

1 / I = (R+ r) / Е.

Из данной записи видно, что зависимость 1 / I от R является линейной функцией, т.е. графиком является прямая.

Соберем электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных источника тока, амперметра, резистора и ключа. Меняя резисторы, запишем их значения и показания амперметра в таблицу. Вычисляем величину, обратную силе тока.

изучение закона Ома для полной цепи

R(Ом)

1

2

3

4

5

I (Ом)

1,9

1,3

1

0,7

0,6

1/ I

0,53

0,77

1

1,33

1,67

Построим график зависимости величины, обратной силе тока от внешнего сопротивления и продолжим его до пересечения с осью R.

изучение закона Ома для полной цепи

Анализ полученного графика.

  • Точка А на графике соответствует условию 1 / I = 0 , или R= ∞, которое возможно при R= r
  • Точка В получена при сопротивлении R=0, т.е. она показывает ток короткого замыкания.
  • Отрезок АД равен сумме сопротивлений R+ r
  • Отрезок КД - это 1 / I.

Из преобразованной в начале работы формулы: 1 / I = (R+ r) / Е, находим:

1 / Е = (1 / I ) / (R + r ) = tg α

Отсюда находим ЭДС:

Е = сtg α = (АД) / (КД)

Результаты вычислений:

r = 1, 9 Ом, Е =4, 92 В. Iкз =2, 82 А.

Обобщение результатов измерений.

Способ измерения

Внутреннее сопротивление

Значение ЭДС

Ток короткого замыкания

1

1,8

4,6

2,6

2 а

3,0

6,0

2,0

2 б

1,0

3,8

3,8

3

1,9

4,92

2,82

Основные выводы и анализ результатов.

  • ЭДС источника тока равна сумме падений напряжений на внешнем и внутреннем участках цепи: Е = IR + Ir =Uвнеш + Uвнутр.
  • ЭДС измеряют высокоомным вольтметром без внешней нагрузки: U =E при R .
  • Ток короткого замыкания опасно при малом значении внутреннего сопротивления источника тока.
  • Более точные результаты получаются при прямом измерении и графическом определении.
  • При выборе источника питания необходимо учитывать ряд факторов, определяемых условиями эксплуатации, свойствами нагрузки, временем разрядки.

Творческая лаборатория по теме «Графическое изучение закона Ома для полной цепи»

Опубликовано 20.02.2011 г.

Понравилось? Отблагодарите, пожалуйста, нас! Для Вас это бесплатно, а нам - большая помощь! Добавьте наш сайт в свою социальную сеть:

 
Rambler's Top100
Copyright © 2005-2016 ИП"Уроки.нет" www.uroki.net
Некоторые файлы (разработки уроков, сценарии, поурочные планы) и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем сценария, разработки урока, классного часа или другой информации, и условия на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения по адресу : . Карта сайта - www.uroki.net При использовании материалов сайта - размещение баннера и активной ссылки -ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!