Творческая лаборатория по теме «Графическое изучение закона Ома для полной цепи »
учебно-методический материал
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.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
tvorcheskaya_laboratoriya_po_teme.doc | 121 КБ |
Предварительный просмотр:
Творческая лаборатория по теме «Графическое изучение закона Ома для полной цепи »
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.
- Измерит ЭДС, внутреннее сопротивление и ток короткого замыкания несколькими способами.
- Изучить физический смысл ЭДС.
- 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
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.
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.
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.
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.
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.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Открытый урок "ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи. Внутреннее сопротивление источника тока."
Урок проводится на основе комбинирования вербального, графического, репродуктивного, эвристического и наглядного методов обучения, с использованием имеющихся в распоряжении возможностей современной те...
Методическая разработка учебного занятия по теме «Закон Ома для участка цепи»
Открытый урок 2018...
Методическая разработка учебного занятия по теме «Закон Ома для участка цепи»
Методическая разработка учебного занятия по теме «Закон Ома для участка цепи»...
Разработка лабораторной работы «Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников »
Лабораторная работа выполняется на электротехнических стендах....
Разработка лабораторной работы «Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников »
Лабораторная работа выполняется на электротехнических стендах....
Презентация к лабораторной работе «Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников »
Презентация к разработке лабораторной работы...
Материал творческой лаборатории тренера по самбо. Конспект занятия для обучающихся 4-5 года обучения "Изучение и совершенствование технических действий в борьбе лёжа. Болевые на ноги и ТТК из них"
Материал является продолжением учебной линии, реализуемой в рамках обмена опытом по педагогическому проекту "Творческая лаборатория тренера по самбо". Может быть использован для проведения з...