Конспект урока по теме "Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников"

Тема.Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников.

Цель: ознакомить учащихся с последовательным и параллельным соединением проводников и закономерностями, существующими в цепи с последовательным соединением проводников. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Демонстрации: цепь с последовательно и параллельно соединенными лампочками; постоянство силы тока в различных участках цепи; напряжения в цепи с последовательно соединенными проводниками.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка знаний

С целью проверки усвоения изученного материал первые 10-15 минут урока можно посвятить письменной проверочной работе по карточкам. Можно предложить следующие варианты заданий для карточек разных уровней:

Уровень 1

1. О связи каких электрических величин идет речь в законе Ома для участка цепи?

2. Необходимо вдвое увеличить силу тока в цепи. Как это можно сделать?

Уровень 2

1. Требуется увеличить в 4 раза ток в цепи при возросшем вдвое сопротивлении. Что нужно для этого сделать?

2. Как можно определить сопротивление катушки, на которой намотан провод, не измеряя длины и сечения намотанной части провода?

Уровень 3

1. Определите силу тока в электрочайнике, включенном в сеть с напряжением 220 В, если сопротивление нити накала равно 40 Ом.

2. При напряжении 110 В, подведенном к резистору, сила тока в нем равна 5 А. Какова будет сила тока в резисторе, если напряжение на нем увеличить на 10 В?

Уровень 4

1. Определите силу тока, проходящего по стальному проводу длиной 100 м и сечением 0,5 мм2, при напряжении 68 В.

2. Определите удельное сопротивление сплава, если напряжение на концах проволоки сечением 0,5 мм2 и длиной 4 м, сделанной из него, равно 9,8 В, а сила тока в ней 2 А.

III. Изучение нового материала

План изложения нового материала;

1. Последовательное соединение проводников.

2. Расчеты силы тока, напряжения и сопротивления в цепи с последовательно соединенными проводниками.

3. Применение последовательного соединения проводников.

4. Параллельное соединение проводников.

5. Закономерности в цепи с параллельным соединением.

6. Применение параллельного соединения проводников

1. Последовательным считают такое соединение проводников, при котором конец первого проводника соединяют с началом второго, конец второго - с началом третьего и так далее.

Продемонстрировав ряд опытов, учитель подводит учащихся к важным выводам:

а) ток, протекающий через все резисторы при последовательном соединении резисторов один и тот же;

б) при последовательном соединении резисторов общее напряжение на всем соединении равно сумме напряжений на каждом резисторе.

Для уяснения сущности этих закономерностей полезна гидродинамическая аналогия.

2. На основе перечисленных выше закономерностей и закона Ома для участка цепи устанавливаются формулы для общего сопротивления соединений резисторов:

При изучении этого материала полезно использовать уже усвоенную учащимися зависимость и дать качественную оценку: при последовательном соединении проводников как бы увеличивается длина проводника, включенного в цепь, что приводит к увеличению сопротивления.

3. Применение последовательного соединения проводников. Основным недостатком последовательного соединения проводников является то, что при выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные. Так, например, если перегорит одна из ламп елочной гирлянды, погаснут и все другие. Указанный недостаток может обернуться и достоинством. Представьте себе, что некоторую цепь нужно защитить от перегрузки: при увеличении силы тока цепь должна автоматически отключаться. Как это сделать? (Например, использовать предохранители.)

4. Параллельным называется такое соединение проводников, при котором начала всех проводников присоединяются к одной точке электрической цепи, а их концы - к другой.

Продемонстрировав ряд опытов, учитель подводит учащихся к выводу:

а) напряжение на концах всего разветвления равно напряжению на отдельных его ветвях;

б) при параллельном соединении резисторов сила тока в неразветвленной цепи равна сумме сил токов в разветвлениях.

Для уяснения сущности этих закономерностей полезна гидродинамическая модель.

Вопросы классу:

- Итак, какая из электрических величин одинакова для всех проводников, соединенных параллельно?

- Вспомните, какая из величин одинакова для проводников, соединенных последовательно?

5. На основе перечисленных выше закономерностей и закона Ома для участка цепи устанавливается формула для общего сопротивления соединения резисторов: R=R1+R2

При изучении этого материала полезно использовать уже усвоенную учащимися зависимость и дать качественную оценку: при параллельном соединении проводников площадь поперечного сечения как бы увеличивается, что приводит к уменьшению общего сопротивления.

Если соединены проводники с одинаковым сопротивлением R, то общее сопротивление такого разветвления: R= R1*R2/(R1+R2)

6. Применение параллельного соединения проводников. В одну и ту же электрическую цепь параллельно могут быть включены самые различные потребители электрической энергии. Такая схема соединения потребителей тока используется, например, в жилых помещениях. Далее можно предложить учащимся самим привести примеры применения параллельного соединения проводников. Вопросы учащимся:

-Как соединены между собой электрические приборы в вашей квартире?

-Какие напряжения используются для бытовых нужд?

-Начертите схему цепи, состоящей из четырех последовательно соединенных элементов и параллельно подключенных к ним трех ламп, каждая со своим выключателем.

Далее можно предложить учащимся самим привести примеры применения последовательного соединения проводников.

IV. Решение задач.

Домашнее задание

§ 41 учебника; вопросы и задания к параграфам.

Упражнение 20