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 Астор = q
Qвнеш = I2 R t = q I R - количество теплоты выделяющееся во внешней цепи
Qвнут = I2 r t = q I r - количество теплоты выделяющееся в источнике тока (где r - внутреннее сопротивление источника).

Согласно закону сохранения энергии Астор = Qвнеш + Qвнут, 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 §