Урок физики "Конденсатор - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ"
план-конспект урока по физике (8 класс)

Конденсатор - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок открытия нового знания.

Используемые технологии: здоровьесбережения, информационно-коммуникационные, развития критического мышления, педагогики сотрудничества.

Цели: познакомить учащихся с устройством и назначением конденсатора, с видами конденсаторов; научить рассчитывать основные величины, характеризующие конденсатор.

Формируемые УУД: предметные: научиться объяснять принцип работы, устройство и назначение конденсаторов; объяснять явления, происходящие в электрической цепи с конденсатором; рассчитывать величины, характеризующие конденсатор: электроемкость, энергию электрического поля; метапредметные: планировать учебное сотрудничество, полно и точно выражать свои мысли в соответствии с условиями коммуникации; выделять и осознавать то, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению; ставить учебную задачу в сотрудничестве с учителем, осознавать качество и уровень усвоения; анализировать и синтезировать знания, выводить следствия, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическую цепь рассуждений, выдвигать и обосновывать гипотезы, приводить примеры, подбирать аргументы, формулировать выводы; определять объект познания, искать и выделять значимые функциональные связи и отношения между частями целого; личностные: формирование умения видеть физические явления и законы в технических решениях.

Приборы и материалы: эбонитовая палочка, сукно, электрофорная машина, конденсаторы, электрометр, диэлектрическая пластина, лампочка, соединительные провода, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель проводит фронтальный опрос по вопросам и заданиям учебника, задает дополнительные вопросы.) Дополнительные вопросы

— Приведите примеры использования теплового действия тока в быту и на производстве.

— Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготавливают нагревательные элементы?

— Что такое короткое замыкание? Чем оно опасно?

— Что такое предохранитель? Какие виды предохранителей используют?

III. Изучение нового материала

Для накопления значительных разноименных электрических зарядов применяются конденсаторы. Конденсатор — это устройство для накопления заряда, состоящее из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Конденсаторы бывают различных форм (плоские, сферические, цилиндрические) и размеров, а также заполненные различными диэлектриками (жидкостями, газами или твердыми веществами), в зависимости от области их применения. Если через конденсатор пропустить электрический ток, то одна из его пластин зарядится положительно, а вторая — отрицательно, между пластинами возникнет электрическое поле. Если соединить пластины заряженного конденсатора проводником, то по нему будет проходить электрический ток, а значит, конденсатор сам станет кратковременным источником тока.

Демонстрация 1. Зарядка конденсатора от эбонитовой палочки или электрофорной машины. Свечение лампочки, подключенной к конденсатору.

Свойство конденсатора накапливать заряд называется электроемкостью. Электроемкость конденсатора равна отношению заряда q к напряжению U между обкладками конденсатора

Единица электроемкости в системе СИ — фарад.

Электроемкость в 1 Ф — очень большая величина, поэтому на практике чаще используются дольные единицы: мкФ (микрофарады), пФ (пикофарады).

Электроемкость плоского конденсатора зависит от ряда величин:

• площади обкладок;

• расстояния между обкладками;

• наличия диэлектрика.

Демонстрация 2. Сравнение показаний электрометра, подключенного к конденсатору: при сдвигании пластин относительно друг друга, изменении расстояния между пластинами заряженного конденсатора, внесении диэлектрической пластины в пространство между обкладками конденсатора.

(После демонстрации опытов ученики самостоятельно делают вывод.)

Вывод. Электроемкость плоского конденсатора можно увеличить путем увеличения площади обкладок, уменьшая расстояние между ними и применяя диэлектрики с большими значениями диэлектрической проницаемости.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 113 “Конденсатор” из электронного приложения к учебнику.)

Заряженный конденсатор всегда обладает энергией, поскольку сначала, в процессе зарядки конденсатора, необходимо совершить работу по разделению зарядов, которая и будет численно равна энергии конденсатора, т. е.

А = Е.

Работу, которую совершает электрическое поле конденсатора, найдем па формуле

где Ucp — среднее значение напряжения.

Поскольку напряжение на конденсаторе изменяется в процессе его разрядки, то целесообразно использовать для расчета среднее значение напряжения  тогда  так как  то 

Значит, энергия конденсатора емкостью С будет равна

Конденсаторы могут в течение длительного времени накапливать энергию, а затем быстро отдать ее. Это свойство широко используется в различных электронных устройствах (радио- и фототехнике), медицинских аппаратах и пр.

IV. Закрепление изученного материала. Решение задач

(Ученики решают задачи. Учитель разбирает задачи, вызвавшие затруднение.)

1. Какой величины заряд сосредоточен на каждой из обкладок конденсатора емкостью 10 мкФ, заряженного до напряжения 100 В?

Ответ: 1 мКл.

2. Рассчитайте емкость и энергию конденсатора, обладающего зарядом 4,4 мКл, если напряжение между его обкладками составляет 220 В.

Ответ: 20 мкФ; 484 мДж.

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу “Бассейн”.)

Каждый ученик с помощью магнита указывает свою фамилию на нарисованном на ватмане бассейне. Названия уровней бассейна:

1. Утонул в непонимании вначале.

2. Захлебнулся в середине дистанции.

3. Доплыл до финиша, но очень устал.

4. Доплыл с уверенностью до финиша.

5. Установил личный рекорд.

Домашнее задание

1. § 54 учебника, вопросы к параграфу.

2. Выполнить упр. 38 на с. 156 учебника.

3. Выполнить задания к параграфу (по желанию).