Урок «Закон Ома для участка цепи»

Пояснительная записка

Урок «Закон Ома для участка цепи» - 16 урок в теме 2 «Электрические явления» курса физики 8 класса. Преподавание ведется по учебнику Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений / Перышкин А.В., Гутник Е.М. – М.: Дрофа, 2010

Тип урока – урок изучения нового материала.

Цель – создать условия для осознания и усвоения учащимися закона Ома для участка цепи.

Задачи:

Образовательные: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи.

Развивающие:

развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать результаты экспериментов, делать обобщающие выводы;
формировать умения пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач;
развивать умения применять знания на практике;
развивать умение планировать, оценивать результаты выполненных действий.

Воспитательные: развивать познавательный интерес к предмету, умение работать в группах.

Оборудование: минилаборатория по электродинамике – 1 на группу, ТСО: мультимедийное оборудование, презентация.

Дополнительные материалы: тесты «Характеристики электрического тока», инструкции по исследованию зависимости силы тока от напряжения и сопротивления, индивидуальная карта успешности ученика.

Закон Ома для участка цепи – один из основных законов электрического тока.

С целью подготовки учащихся к восприятию нового материала в начале урока проводится тестирование по теме «Характеристики электрического тока». Тест включает дифференцированные задания (1, 2 и 3 балла). Результат тестирования оценивается моментально, т. к. в ответе зашифровано название темы урока «Закон Ома», и тут же заносится в индивидуальную карту успешности ученика.

Учащимся предлагается исследовать зависимость силы тока на участке цепи от напряжения и сопротивления в ходе эксперимента. Учитель выступает как организатор учебной познавательной деятельности, как помощник и консультант учащихся. Результаты исследовательской работы также фиксируются в индивидуальной карте успешности.

Более глубокому усвоению знаний способствует установление межпредметных связей. На данном уроке особое внимание следует уделить понятию прямой и обратной пропорциональной зависимости. Пропорциональность – сложная тема, изучается в курсе математики 6-го класса, поэтому большинство учащихся уже не помнят этого. Обратить внимание необходимо на график прямой и обратной пропорциональности, т.к. в ходе исследования учащиеся должны построить графики зависимостей силы тока от напряжения и сопротивления (прямую и гиперболу).

На предыдущем уроке одному из учащихся учитель дает задание подготовить сообщение о Георге Оме и его открытии (на 2 минуты).

Урок сопровождается презентацией, которая заостряет внимание учащихся на основных моментах урока и помогает учащимся в рабочих тетрадях составить опорный конспект по изучаемой теме.

Тема урока «Закон Ома для участка цепи»

Цель – создать условия для осознания и усвоения учащимися закона Ома для участка цепи.

Задачи:

Образовательные: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи.

Развивающие:

развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать результаты экспериментов, делать обобщающие выводы;
формировать умения пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач;
развивать умения применять знания на практике;
развивать умение планировать, оценивать результаты выполненных действий.

Организационный момент (1 мин).
Подготовка к восприятию нового материала – выполнение теста (10мин).
Изучение нового материал (26 мин):

Постановка учащимися целей (1 мин)
Сообщение ученика «Георг Ом – великий ученый» (3 мин)
Практическая работа «Исследование зависимости силы тока от напряжения и сопротивления» (выполняют в группах) (15 мин)
Подведение итогов опытов, составление опорного конспекта (8 мин)

Домашнее задание (1 мин).
Подведение итогов урока, оценка работ учащихся (2 мин).

Ход урока:

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
1. Орг. момент	Приветствует учащихся, проверяет готовность к уроку. На партах учеников подготовлены: Тесты «Характеристики электрического тока» (1 на каждого) Инструкции по исследованию зависимости силы тока от напряжения и сопротивления (1 на каждого) Индивидуальная карта успешности ученика (1 на каждого) Минилаборатория по электродинамике (1 на группу)	Приветствуют учителя.
2. Подго-товка к восприя-тию но-вого мате-риала	Сегодня я приглашаю вас на урок, которому я дала имя «Три товарища электричества» (слайд1) Но прежде необходимо вспомнить характеристики электрического тока. На партах у каждого находится тест «Характеристики электрического тока». Свои ответы вы заносите в индивидуальную карту. Результат тестирования оценивается моментально, т. к. в ответе зашифровано название темы урока «Закон Ома», и тут же заносится в индивидуальную карту успешности ученика.	Выполняют тест, результаты фиксируют в индивидуальной карте учащихся.
3. Изуче-ние нового мате-риала	Кто выполнил тест верно, должны получить «Закон Ома» - это и будет темой нашего урока. А проведем мы его под девизом «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением» (М.В.Ломоносов).(слайд 2) На какие вопросы мы должны найти ответы на сегодняшнем уроке? (Как формулируется закон Ома? Какие величины он связывает? Почему он назван так? Кто такой Ом?) И начнем мы с последнего вопроса: кто такой Ом? Итак, в 1827 году Георг Ом открыл закон: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению на этом участке. Вспомним, что такое прямая и обратная пропорциональная зависимости. (слайд 4) На уроках математики вы изучали, что пропорциональность бывает прямая и обратная. Если при увеличении (уменьшении) одной величины, другая увеличивается (уменьшается) во столько же раз, то такая зависимость называется прямой пропорциональной. Если же при увеличении (уменьшении) одной величины, другая уменьшается (увеличивается) во столько же раз, то такая зависимость называется обратной пропорциональностью. Встречались ли мы с такими величинами? Например, мы с вами изучали такие величины, как скорость, время и путь. Если увеличить скорость движения в 2 раза, то вы за определенный промежуток времени пройдете путь в 2 раза больший (прямая пропорциональная зависимость). Но увеличив скорость в 2 раза на путь от Новок до Камешково, вы затратите времени в 2 раза меньше (обратная пропорциональная зависимость). Если эти зависимости изобразить наглядно, то графиком прямой пропорциональности является прямая, проходящая через начало координат, а графиком обратной пропорциональностью – гипербола. Я предлагаю проверить характер зависимости силы тока от напряжения и от сопротивления. У каждого имеется инструкция исследования. Какие результаты мы должны получить в первом опыте? Во втором? Какой график мы должны получить в первом опыте? Во втором? Учитель консультирует, если возникают вопросы, следит за ходом работы групп. Учитель проецирует на экран слайд 5. Итак, на опытах мы подтвердили закон Ома для участка цепи. Не зря М.В.Ломоносов сказал: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением». Мы видели, что при уменьшении сопротивления увеличивается сила тока, и если сила тока превысит допустимое значение для данной цепи, все включенные приборы могут выйти из строя. Данная ситуация возникает при коротком замыкании. (!!) Соединение 2^х точек электроцепи находящихся под напряжением, коротким проводником у которого малое сопротивление называется короткое замыкание. Возникает: 1) При соприкосновении двух оголенных проводников 2) При ремонте под напряжением электропровода В последнем случае может произойти не только короткое замыкание, но и поражение человеческого организма электрическим током, если не соблюдать правила по технике безопасности при работе с током. Ну, а я возвращаюсь к имени нашего урока «Три товарища электричества». Почему я так назвала сегодняшнее занятие? При решении задач закон Ома позволяет определить одну из трех физических величин: R, U, I, зная две другие (слайд 6). Как определить напряжение при известных силе тока и сопротивлении? Как определить сопротивление проводника, если известны сила тока и напряжение на участке цепи? Но обращаю ваше внимание, что формулы-следствия из закона Ома физического смысла не несут, т. к. напряжение не зависит от силы тока и сопротивления, а сопротивление, в свою очередь, не зависит от силы тока и напряжения.	Записывают тему урока в рабочие тетради. Отвечают на вопросы. Один ученик рассказывает о Георге Оме (слайд 3), остальные записывают в рабочие тетради дату открытия закона Ома. Работают по таблице слайда 4. Отвечают на вопросы учителя. Читают инструкцию по исследованию зависи-мости силы тока от напря-жения и сопротивления. Выдвигают гипотезы, предположения. Делятся на 5 групп. Группы с четной нумерацией исследуют зависимость силы тока от напряжения, с нечетной – силы тока от сопротивления. Результаты опытов записывают в рабочих тетрадях. Формулируют выводы. По результатам эксперимента один ученик от группы оглашает результат опыта. Выдвигают предположения. Отвечают на вопросы. По слайду составляют конспект в рабочих тетрадях.
4. Дом. задание	На следующем уроке нам предстоит научиться применять закон Ома для участка цепи при решении задач. Поэтому дома вы должны подготовиться: п. 42, 44, упр.19 (1, 2)	Учащиеся находят, что задано, записывают в дневники домашнее задание, задают вопросы по домашнему заданию.
5. Под-ведение итогов урока, выстав-ление оценок	Давайте подведем итоги работы на сегодняшнем уроке (слайд 7). «3»-7-12 баллов; «4»-13-17 баллов; «5»- 18-20 баллов.	Учащиеся подсчитывают баллы и выставляют себе оценки. Сдают индивидуальные листы учителю.

Инструкция по исследованию зависимости силы тока от напряжения и сопротивления

Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор резисторов сопротивлением 1, 5 и 10 Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.

Для выполнения работы соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 5 Ом и ключа. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр.

Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи. Включите ток. При помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до 1 В, затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.

Таблица 1.

Сопротивление участка 5 Ом

Напряжение, В	1	2	3
Сила тока, А

По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.

Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах. Включите в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 1 Ом, затем 5 Ом и 10 Ом. При помощи реостата устанавливайте на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 2 В. Измеряйте при этом силу тока, результаты записывайте в табл 2.

Таблица 2.

Постоянное напряжение на участке 2 В

Сопротивление участка, Ом	1	5	10
Сила тока, А

По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.

1 вариант

№	Вопрос	Варианты ответов
1 1 балл	Что является носителем электрического тока в металлах?	Е) атомы; Ж) ионы; З) электроны; И) протоны;
2 1 балл	Среди приведенных выражений найдите формулу силы тока	А) I=q/t Б) I=PU В) I=qt Г) I=UR
3 1 балл	Выразите 25мВ в вольтах	И) 250 В К) 0,025 В Л) 25 В М) 0,25 В
4 1балл	Как следует включать амперметр в цепь?	Н) последовательно, независимо от полюсов; О) последовательно, учитывая полюсность П) параллельно независимо от полюсов; Р) параллельно, учитывая полюсность
5 1балл	Определите цену деления и показания вольтметра	Н) 0,5 В и 5,5 В; О) 1 В и 5, 5 В; П) 0,5 В и 8 В; Р) 1 В и 8 В
6 2 балла	При прохождении по проводнику электрического заряда, равного 6 Кл, совершается работа 660 Дж. Чему равно напряжение на концах этого проводника?	О) 110 В; П) 220 В; Р) 330 В; С) 666 В.
7 2 балла	Два мотка проволоки одинакового сечения имеют соответственно длину 50м и 150м. Какой из них обладает большим сопротивлением и во сколько раз?	К) Первый в 3 раза; Л) Первый в 9 раз; М) Второй в 3 раза; Н) Второй в 9 раз.
8 3 балла	Как изменится сопротивление проводника, если его длину увеличить вдвое, а толщину уменьшить вдвое?	А) Увеличится в 4 раз Б) Увеличится в 8 раза; В) Увеличится в 2 раза; Г) Не изменится.

2 вариант

№	Вопрос	Варианты ответов
1 1 балл	Какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки металлов?	Ж) атомы; З) ионы; И) электроны; К) протоны;
2 1 балл	Среди приведенных выражений найдите формулу напряжения	А) U=A/q Б) U=PU В) U=q/t Г) U=Aq
3 1 балл	Выразите 2кВ в вольтах	И) 200 В К) 2000 В Л) )0,2 В М) 0,002 В
4 1балл	Как следует включать вольтметр в цепь?	Л) последовательно, независимо от полюсов; М) последовательно, учитывая полюсность Н) параллельно независимо от полюсов; О) параллельно, учитывая полюсность
5 1балл	Определите цену деления и предел измерения амперметра	Н) 2 А и 20 А; О) 2А и 14 А; П) 0,5 А и 12 А; Р) 1 А и 12 А
6 2 балла	Через нить лампочки карманного фонаря каждые 10с протекает заряд, равный 2 Кл. Какова сила тока в лампочке?	О) 0,2 А; П) 20 А; Р) 12 А; С) 5 А.
7 2 балла	Два мотка проволоки одинакового сечения имеют соответственно длину 100м и 50м. Какой из них обладает большим сопротивлением и во сколько раз?	М) Первый в 2 раза; Н) Первый в 50 раз; О) Второй в 2 раза; П) Второй в 50 раз.
8 3 балла	Как изменится сопротивление проводника, если его длину увеличить вдвое, и толщину увеличить вдвое?	Г) Увеличится в 4 раз Б) Уменьшится в 4 раза; В) Увеличится в 2 раза; А) Не изменится.

Георг Симон Ом

Замечательный немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1854), чье имя носит знаменитый закон электротехники и единица электрического сопротивления, родился 16марта 1787 г. в Эрлангене (федеральная земля Бавария) Ом был честолюбив, хотел стать ученым и работать в лучших германских университетах.

После нескольких лет работы в школе мечта Ома осуществилась. В 1817 г. он стал профессором математики колледжа в Кельне. Здесь Ом занялся исследованиями в области электричества, используя батарею Вольта. Ом составлял электрические цепи из проводников различной толщины, из различных материалов, различной длины (причем проволоку он протягивал сам, используя собственную технологию), пытаясь понять законы этих цепей. Сложность его работы можно понять, вспомнив, что никаких измерительных приборов еще не было и о силе тока в цепи можно было судить по различным косвенным эффектам. Ому очень пригодились те навыки работы, которые он приобрел, работая в мастерской с отцом. А еще ему очень пригодилось упорство, ибо эксперименты шли в течение 9 лет.
Для характеристики проводников Ом в1820 г. ввел понятие "сопротивление", ему казалось, что проводник сопротивляется току. В 1827 г. вышел основополагающий труд Ома "Математическое исследование гальванических цепей", в котором и был сформулирован знаменитый закон Ома.

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

Индивидуальная карта успешности

Фамилия и имя учащегося	Шифр задания	Кол-во баллов	Максимально-возможное кол-во баллов
	1 – тест		12
	2 – практическая работа		8 из них: правильно составлена схема – 1 балл правильно собранная цепь – 1 балл, составлена таблица по результатам измерений – 2 балла; построен график зависимости – 2 балла; сформулирован вывод практической работы – 2 балла

Индивидуальная карта успешности

Фамилия и имя учащегося	Шифр задания	Кол-во баллов	Максимально-возможное кол-во баллов
	1 – тест		12
	2 – практическая работа		8 из них: правильно составлена схема – 1 балл правильно собранная цепь – 1 балл, составлена таблица по результатам измерений – 2 балла; построен график зависимости – 2 балла; сформулирован вывод практической работы – 2 балла

Индивидуальная карта успешности

Фамилия и имя учащегося	Шифр задания	Кол-во баллов	Максимально-возможное кол-во баллов
	1 – тест		12
	2 – практическая работа		8 из них: правильно составлена схема – 1 балл правильно собранная цепь – 1 балл, составлена таблица по результатам измерений – 2 балла; построен график зависимости – 2 балла; сформулирован вывод практической работы – 2 балла