Интегрированный урок физики и информатики в 10 классе на тему "Электрическая цепь. Последовательное и параллельное соединение проводников"
план-конспект урока по физике (10 класс) на тему

Деятельность учителя

Деятельность ученика

3. Изложение нового материала

Итак, тема нашего урока «Электрическая цепь. Последовательного и параллельное соединения проводников»  Мы уже перечислили группы элементов электрической цепи. Виды источников и потребителей вы помните из курса физики 8 класса. Посмотрим на примеры простой и сложной электрической цепи. Для обозначения элементов используются  уже знакомые вам обозначения.      ( Презентация слайд 1-3)

Ученики предлагают названия групп элементов

цепи и после показа элементы важные, но не вошедшие в первый набор, например реостат.

Вспомним обозначения элементов цепи. ( Презентация слайд 4)

Рассмотрим  соединение на демонстрационной доске. Какое оно?  Как убедиться ,что во всех элементах соединения течет один и тот же ток ? Как включается в цепь амперметр?

Учащиеся описывают признаки соединения. Группа 1 дает ответ на вопросы.

Учитель предлагает желающим провести измерение тока в

 2-х точках цепи на доске ( Презентация слайд 5 и 6)

Учитель предлагает учащимся сделать вывод о равенстве токов в точках А и Б цепи. Предлагает учащимся сформулировать первый закон соединения

Учащиеся выполняют измерения и записывают результаты в тетради:

   I1 =?   I2 = ?

Учащиеся формулируют закон : Сила тока во всех элементах последовательного соединения одинакова

Записываем определение: Последовательным называется соединение, при котором во всех проводниках течет один и тот же ток. Вспоминаем законы соединения. ( Презентация слайд 4)

Переключением вольтметра учащиеся получают напряжение на втором проводнике и на всем участке. Результаты обнаруживают очевидную связь: U = U1 + U2. Предлагается сформулировать закон для напряжения.

Учащиеся формулируют закон : Напряжения на участке цепи равно сумме напряжений на отдельных последовательно соединенных элементах участка

Учитель предлагает учащимся самостоятельно разделить полученную формулу на одну и ту же силу тока. Применяя следствие из закона Ома R = U/I , получаем формулу, выражающую закон для сопротивления. Учитель предлагает учащимся сформулировать закон. Записываем: R = R1+R2

( Презентация слайд 7)

Для  n – проводников с одинаковым сопротивлением R , т.е. R1 = R2 = R3 , получаем: Rобщ = R1* n

Таким образом, при последовательном соединении проводников увеличивается общая длина проводников, включенных в участок, что приводит к увеличению сопротивления. Это следует также из формулы сопротивления проводника:    R = ρl/S

Учащиеся формулируют закон: Сопротивление участка рано сумме сопротивлений проводников, составляющих данный участок цепи.

Применение последовательного соединения проводников

Основным недостатком последовательного соединения проводников является то, что при выходе из строя одного из элементов соединения ток не течет и в остальных. Так, например, если перегорит одна из ламп елочной гирлянды, то погаснут и все другие. Указанный недостаток может обернуться и достоинством, например в цепях охраны и сигнализации. ( Презентация слайд 5 и 6)

Параллельное сопротивление проводников

Учитель приглашает  учащегося к доске собрать схему по рисунку ( Презентация слайд 9)

Учитель предлагает желающим провести измерение тока в  3-х точках цепи на доске  1 ,2 и 3 ( Презентация слайд 10)

Учащиеся выполняют измерения и записывают результаты:

  I1 =?   I2 = ? I = ?

Учащиеся формулируют закон : Сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил тока ветвях параллельного соединения.

Учитель предлагает желающим провести измерение напряжения на верхнем резисторе, на нижнем резисторе и непосредственно между узлами соединения на доске

 ( Презентация слайд 10)

Учитель предлагает учащимся самостоятельно разделить полученную формулу  I = I1 + I2  на напряжение U . Применяя следствие из закона Ома R = U/I , получаем формулу: 1/R=1/R1 + 1/R2

( Презентация слайд 11)

Записываем следствия для законов при n-одинаковых элементах соединения.

( Презентация слайд 12)

4. Закрепление нового материала

Учащиеся выполняют измерения и записывают результаты:

   U1 =?   U2 = ? U = ?

Учащиеся формулируют закон : Напряжения на всех параллельно соединенных элементах.

 Учащиеся формулируют закон: Сопротивление участка рано сумме сопротивлений проводников, составляюших данный участок цепи одинаково.

Предлагается устно решить следующие задачи:

1. Сила тока в первом проводнике сопротивлением 2 Ом равна 1,5  А. Какова будет сила тока во втором проводнике сопротивлением 30 Ом, если он соединен с первым последовательно?

1,5 А

2. В сеть с напряжением 210 В включены последовательно 3 одинаковые лампы. Какое напряжение на каждой лампе?  

70 В

3. В классе 10 одинаковых ламп сопротивлением 400 Ом соединены параллельно. Чему равно общее сопротивление? (40 Ом)

При параллельном соединении общее сопротивление будет в 10 раз меньше спротивления каждой : 400/10=40Ом = 0,04 кОм

Окрываем на компьютерах на ваших рабочих столах программу PHet  и создаем в модели «Электрическая цепь» последовательное соединение  2 ламп, источника тока, амперметра, вольтметра, ключа и соединительных проводов

1. Производим измерения силы тока и напряжения на каждой лампе и общее напряжение на 2-х лампах. Записываем результаты в условие задачи и вычисляем сопротивление  каждой лампы и сопротивление участка

2. Заменяем вторую лампу на резистор и повторяем измерения. Вычисляем сопротивление резистора и сопротивления всего участка. Оформляем пример в виде задачи.  
3. Включаем последовательно 2 источника тока. Производим измерения тока и напряжения на каждом из них. Делаем выводы о напряжении батареи при последовательном соединении гальванических элементов.

4. Сформулируйте законы последовательного и параллельного соединений для силы тока, напряжения, сопротивления.  Каково общее сопротивление цепочки из последовательно соединенных 22 одинаковых резисторов по 10 Ом?

Учащиеся оформляют решение задач по результатам измерений в тетрадях

Для увеличения напряжения батареи гальванических элементов их надо соединять последовательно.

220 Ом

Применение параллельного соединения проводников

     Для формирования электрических цепей из элементов, питающихся одинаковым напряжением применяют параллельное соединение. Таковы, например бытовые электрические сети. При выходе из строя одного из приборов( если нет короткого замыкания в нем) остальные приборы продолжают работать нормально. Учитель разрывает ветвь параллельного соединения на доске.

      2. Цепь, представленная на Слайде 13 Презентации к уроку,  показывает, как в параллельном соединении происходит последовательное деление напряжения на резисторах в отношении 1: 2. Это позволяет преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой и обратно АЦП и ЦАП на специальных резистивных матрицах. Это элементы ПК и цифровых измерительных цепей.

5. Учитель подводит итоги, выставляет оценки, отмечает тех, кто успешно работал на ПК, быстрее всех оформлял решение задач в тетради, комментирует домашнее задание.

Задание на дом: § 105, Упр 19 ( 5) , Презентация слайд 15