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 |
---|---|
![]() | 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
![](/sites/default/files/pictures/2016/12/12/picture-378211-1481566404.jpg)
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...
![](/sites/default/files/pictures/2018/06/17/picture-1043916-1529238459.jpg)
Методическая разработка учебного занятия по теме «Закон Ома для участка цепи»
Методическая разработка учебного занятия по теме «Закон Ома для участка цепи»...
![](/sites/default/files/pictures/2012/12/06/picture-159055-1354793604.jpg)
Разработка лабораторной работы «Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников »
Лабораторная работа выполняется на электротехнических стендах....
![](/sites/default/files/pictures/2012/12/06/picture-159055-1354793604.jpg)
Разработка лабораторной работы «Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников »
Лабораторная работа выполняется на электротехнических стендах....
![](/sites/default/files/pictures/2012/12/06/picture-159055-1354793604.jpg)
Презентация к лабораторной работе «Изучение закона Ома для участка цепи, последовательного и параллельного соединения проводников »
Презентация к разработке лабораторной работы...
![](/sites/default/files/pictures/2020/04/30/picture-453636-1588208907.jpg)
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...