Конспект урока по Физике «ЭДС. Закон Ома для полной цепи» 10 класс

Урок №56 8.04.2014 10 класс

Тема: «ЭДС. Закон Ома для полной цепи».

Цели урока: познакомить учащихся с условиями, необходимыми для существования тока в замкнутой цепи, дать понятие сторонних сил, ЭДС, познакомить учащихся с законом Ома для полной цепи.

Оборудование: 1) электрометры с шаровыми кондукторами — 2 шт., 2) электрофорная машина, 3) гальванометр демонстрационный зеркальный, 4) разрядник на изолирующей ручке с неоновой лампой, 5) эбонитовая и стеклянная палочки с куском меха, 6) штативы изолирующие — 2 шт., 7) провода соединительные, 8) палочка или трубочка из бумаги длиной 50 мм, диаметром 5 мм, подкрашенная тушью — проводящий слой большого сопротивления, 9) подставка изолирующая.

Ход урока.

1. Орг. момент

2. Проверка домашнего задания: работа, мощность и количество энергии.

3. Повторение:

   1. Сформулируйте закон сохранения энергии?

   2. Что такое электрический ток?

   3. Куда необходимо поместить проводник, чтобы в нем возникло направленное движение зарядов?

   4. Какие действия производит электрический ток?

4. Изучение нового материала.

Рассмотрим элементарную электрическую цепь, состоящую из неподвижных проводников первого рода (т. е. проводники, в которых электрический ток не вызывает химических действий). В этом случае работа тока полностью переходит в теплоту. Значит, согласно закону сохранения энергии, в электрическую цепь должна поступать энергия.

Выясним, на каком участке цепи энергия поступает в цепь и что является причиной ее появления.

Вывод: для существования тока в цепи необходим источник тока – устройство, в котором действуют сторонние силы (силы не электростатической природы), совершающие работу по разделению зарядов и поддерживающие постоянную разность потенциалов между концами остальной части цепи. В этой части движение зарядов обусловлено электрическим полем, возникающим вследствие разности потенциалов между его концами.

Электростатическое поле потенциально. Значит, в замкнутой цепи работа этого поля по перемещению заряда равна нулю. Поэтому суммарная работа всех сил, действующих на заряд при таком перемещении равна работе лишь сторонних сил.

Действие сторонних сил характеризуется физической величиной называемой электродвижущей силой — 

ЭДС источника численно равна работе по перемещению единичного положительного заряда внутри источника от его отрицательного полюса к положительному.

Единица измерения в СИ [] = 1 В.

Найдем зависимость силы тока от ЭДС и сопротивления.

При перемещении заряда q внутри источника тока сторонние силы совершают работу А_стор = q
Q_внеш = I² R t = q I R — количество теплоты выделяющееся во внешней цепи
Q_внут = I² r t = q I r — количество теплоты выделяющееся в источнике тока (где r — внутреннее сопротивление источника).

Согласно закону сохранения энергии А_стор = Q_внеш + Q_внут, отсюда

q = q I R + q I r ,

 = I R + I r

 — данное уравнение представляет собой закон Ома для полной цепи. Сумма сопротивлений R + r называется полным сопротивлением цепи.

Сила тока в замкнутой цепи, содержащей один источник, равна отношению ЭДС источника к полному сопротивлению цепи.

5. Закрепление.

9. A 12 № 4088. На ри­сун­ке изоб­ра­же­на схема элек­три­че­ской цепи, вклю­ча­ю­щей ис­точ­ник по­сто­ян­но­го тока, иде­аль­ный вольт­метр, ключ и ре­зи­стор. По­ка­за­ние вольт­мет­ра при за­мкну­том ключе в 3 раза мень­ше, чем по­ка­за­ние вольт­мет­ра при разо­мкну­том ключе.

Можно утвер­ждать, что внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка тока

1) в 3 раза боль­ше со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ра
2) в 3 раза мень­ше со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ра
3) в 2 раза боль­ше со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ра
4) в 2 раза мень­ше со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ра

10. A 12 № 4123. Ре­зи­стор с со­про­тив­ле­ни­ем R под­клю­ча­ют к ис­точ­ни­ку тока с ЭДС  и внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем  Если под­клю­чить этот ре­зи­стор к ис­точ­ни­ку тока с ЭДС  и внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем  то мощ­ность, вы­де­ля­ю­ща­я­ся в этом ре­зи­сто­ре.

1) уве­ли­чит­ся в 2 раза
2) уве­ли­чит­ся в 4 раза
3) умень­шит­ся в 8 раз
4) не из­ме­нит­ся

11. A 12 № 4420. Иде­аль­ный ам­пер­метр и три ре­зи­сто­ра со­про­тив­ле­ни­ем  Ом,  и вклю­че­ны по­сле­до­ва­тель­но в элек­три­че­скую цепь, со­дер­жа­щую ис­точ­ник с , рав­ной  В, и внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем  Ом. По­ка­за­ния ам­пер­мет­ра равны

1) 100 A 2) 4 A 3)  0,56 A 4) 0,25 A

12. A 12 № 4455. Иде­аль­ный ам­пер­метр и три ре­зи­сто­ра со­про­тив­ле­ни­ем  Ом,  и вклю­че­ны по­сле­до­ва­тель­но в элек­три­че­скую цепь, со­дер­жа­щую ис­точ­ник с , рав­ной  В, и внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем  Ом. По­ка­за­ния ам­пер­мет­ра равны

1) 50 A 2) 2 A 3) 0,5 A 4)  0,07 A

6. Подведение итогов урока.

7. Домашнее задание §