Открытый урок по физике для 10 класса ЕМН на тему "Электрический ток в различных средах"

КГУ «Миролюбовская средняя школа»

Конспект

открытого урока на тему:

«Электрический ток в различных средах».

10 класс

Естественно – математическое направление

Учитель физики и информатики:

Джулай Ирина Дмитриевна

с. Миролюбовка

2013 – 2014 учебный год.

Конспект урока по физике на тему: “Электрический ток в различных средах”.

10 класс.

Цели урока:

Дидактические - создать условия для систематизации и обобщения учебного материала, используя информационно-коммуникационную технологию обучения.

Познавательные – узнать понятия «свободные носители электрического заряда», вольт – амперная характеристика, закономерности электрического тока в различных средах, уметь применять знания об основных положениях электродинамики для объяснения электропроводимости различных сред, активизация учебно-познавательной деятельности учащихся.

Развивающие – продолжить работу по овладению методами научного познания, развивать интеллектуальные умения учащихся (наблюдать, сравнивать, анализировать, применять знания, делать выводы), творческие способности.

Воспитательные – продолжить формирование научного мировоззрения, интереса к физике, воспитывать умение работать организованно, в творческих группах.

Тип урока – комбинированный.

Оборудование: таблицы по теме «Электрический ток в различных средах», компьютер, видеопроектор, компьютерные презентации по теме «Электрический ток в различных средах».

Cтруктурный план урока с комментариями.

1. Организационный этап.(2 мин.)

Приветствие, пояснения учителя по предстоящей работе, о назначении таблиц и тестов, лежащих на столах учащихся.

1. Создание мотивации и постановка учебной задачи ( 3 мин.).

2.1. Беседа с учащимися:

Современный мир наполнен огромным количеством электрических приборов, устройств, механизмов, машин и т.д. Можете ли вы представить, каким бы стал этот мир, если вдруг, в один момент, исчезли эти многообразные электрические приборы, и человечество лишилось накопленных знаний об электрическом токе?

В ходе беседы с учащимися приходим к выводу, что человечество в своём техническом развитии оказалось бы в средневековье. Лишь в 19 веке человечество научилось использовать электрический ток и с тех пор сделало гигантский скачок в своём техническом развитии, качественно изменив весь облик цивилизации. Человеку было недостаточно использования тока в металлических проводниках. Следуя по дороге открытий и познания, физики изучили закономерности электрического тока в полупроводниках, электролитах, газах и даже в вакууме. Разумно поставить вопрос: насколько мы на своих уроках продвинулись в изучении электрического тока?

Сегодня на уроке мы

- вспомним закономерности прохождения тока в различных средах;

- сравним физическую природу тока в этих средах;

- обратим внимание на механизм образования свободных носителей эл. зарядов;

- уточним применение электрического тока в различных средах.

По ходу урока прозвучат выступления учащихся, которые подготовили сообщения по отдельным вопросам темы. Нам совместно необходимо проанализировать и оценить качество подготовленных сообщений и по ходу работы заполнить обобщающую таблицу, которая позволит систематизировать наши знания по данной теме.

1. Применение знаний (сообщения учащихся с использованием компьютерных презентаций).(20 мин.)

Учащиеся делают сообщения, используя при этом подготовленные ими компьютерные презентации, по темам:

• Электрический ток в металлах.

• Электрический ток в растворах и расплавах электролитов.

• Электрический ток в газах.

• Электрический ток в полупроводниках.

• Электрический ток в вакууме.

После каждого выступления учащиеся заполняют обобщающую таблицу.

1. Упражнение для снятия умственного напряжения (1 мин. )

1. Закрепление изученного материала. (5 мин. )

Учащимся предлагается решить одну задачу совместно группой.

1. Отчёт группы (5 мин.).

После решения задачи одному ученику предлагается объяснить задачу.

1. Подведение итогов урока, рефлексия. (5 мин. )

Обратимся еще раз к таблице. В верхней строчке ее отражены носители электрического заряда в различных средах. Затем мы рассматривали основные положения электронной теории, объясняющие причины возникно­вения носителей зарядов, а также вольт-амперные характеристики. Далее выяснили, от чего зависят сопротивления сред. Завершили тему изучением вопросов о техническом применении электрического тока в различных средах. Приборы, технические устройства и другие примеры практического применения тока в различных сре­дах основаны на использовании выводов и следствий электронной теории. Таким образом, экспериментально подтверждается истин­ность теоретических следствий, а, следовательно, и самой теории. Эти таблички я даю Вам распечатанные и готовые.

Далее учитель предлагает ученикам выбрать одну из смайликов, которые будут отражать настроение учащихся от пройденного урока.

Учитель оценивает работу учащихся и выставляет отметки.

1. Домашнее задание (может быть выполнено на уроке при наличии свободного времени). (5 мин. )

Выполнить тест по теме «Электрический ток в различных средах».

Тест выполняется по вариантам.

Самоанализ открытого урока физики в 10 классе

по теме «Электрический ток в различных средах»

На уроке проводится обобщающее повторе­ние основных вопросов темы «Электрический ток в различных сре­дах», а также углубление и систематизация знаний обучающихся. Вначале учащиеся делают сообщения по вопросам темы, используя при этом компьютерные презентации, что является результатом их самостоятельной проектной деятельности. В ходе выступлений повторяется уже изученный учащимися учебный материал, но в совершенно иной форме. Далее сопоставляются опыты, приводящие к электронным представлениям о механизме проводимости сред; затем сравнива­ются графики вольт-амперных характеристик для различных сред; выявляются особенности изменения сопротивления сред в зависи­мости от температуры. Основные выводы, формулы, графики, ри­сунки по теме оформляются в виде таблицы, в которой также дает­ся план анализ вопросов темы. Использование таблицы «Элект­рический ток в различных средах» способствует систематизации знаний, делает восприятие более наглядным, облегчает сравнение явлений электропроводимости различных сред. После повторения всех вопросов плана и заполнения таблицы учащиеся еще раз просматривают материал и делают вывод о том, в какой последователь­ности развивались научные знания об электрическом токе в раз­личных средах.

На уроке применялись инфомационно-коммуникационная технология (при подготовке компьютерной презентации и выступлениях обучающихся с опорой на разработанную презентацию), технология личностно-ориентированного обучения (самостоятельный выбор темы презентации и т.д.), технология дифференцированного обучения (работа по группам на уроке при выполнении исследовательской работы), использовался проектный метод обучения (при подготовке презентации и выступления).

Электрический ток в вакууме

Нурлубеков Ноян

Вакуум - сильно разреженный газ, в котором средняя длина свободного пробега частицы больше размера сосуда, то есть молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой без соударения с другими молекулами. В результате в вакууме нет свободных носителей заряда, и электрический ток не возникает. Для создания носителей заряда в вакууме используют явление термоэлектронной эмиссии.

ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ – это явление «испарения» электронов с поверхности нагретого металла.

В вакуум вносят металлическую спираль, покрытую оксидом металла, нагревают её электрическим током (цепь накала) и с поверхности спирали испаряются электроны, движением которых можно управлять при помощи электрического поля.

На слайде показано включение двухэлектродной лампы

Такая лампа называется вакуумный диод

Эта электронная лампа носит название вакуумный ТРИОД.

Она имеет третий электрод –сетку, знак потенциала на которой управляет потоком электронов .

НА ГЛАВНУЮ

Выводы:

• Носители заряда – электроны;
• Процесс образования носителей заряда – термоэлектронная эмиссия;
• Закон Ома не выполняется;
• Вольт – амперная характеристика;
• Зависимость от температуры;
• Скорость движения электронов велика;
• Техническое применение – вакуумные лампы (диод, триод), электронно – лучевая трубка.

Электрический ток в газах

КАБДУГАЛИЕВА АЯНА

Ионизация газа

Зарядим конденсатор и подключим его обкладки к электрометру. Заряд на пластинах конденсатора держится сколь угодно долго, не наблюдается перехода заряда с одной пластины конденсатора на другую. Следовательно воздух между пластинами конденсатора не проводит ток.

В обычных условиях отсутствует проводимость электрического тока любыми газами. Нагреем теперь воздух в промежутке между пластинами конденсатора, внеся в него зажженную горелку. Электрометр укажет появление тока, следовательно при высокой температуре часть нейтральных молекул газа распадается на положительные и отрицательные ионы. Такое явление называется ионизацией газа.

Прохождение электрического тока через газ называется разрядом.

• Разряд, существующий при действии внешнего ионизатора, - несамостоятельный .
• Если действие внешнего ионизатора продолжается, то через определенное время в газе устанавливается внутренняя ионизация (ионизация электронным ударом) и разряд становится самостоятельным .

Виды самостоятельного разряда:

• ИСКРОВОЙ
• ТЛЕЮЩИЙ
• КОРОННЫЙ
• ДУГОВОЙ

Искровой разряд

При достаточно большой напряженности поля (около 3 МВ/м) между электродами появляется электрическая искра, имеющая вид ярко светящегося извилистого канала, соединяющего оба электрода. Газ вблизи искры нагревается до высокой температуры и внезапно расширяется, отчего возникают звуковые волны, и мы слышим характерный треск.

Молния. Красивое и небезопасное явление природы – молния – представляет собой искровой разряд в атмосфере.

Уже в середине 18-го века высказывалось предположение, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и что молния есть гигантская искра, ничем, кроме размеров, не отличающаяся от искры между шарами электрической машины. На это указывал, например, русский физик и химик Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765), наряду с другими научными вопросами занимавшийся атмосферным электричеством.

Электрическая дуга (дуговой разряд)

В 1802 году русский физик В.В. Петров (1761-1834) установил, что если присоединить к полюсам большой электрической батареи два кусочка древесного угля и, приведя угли в соприкосновение, слегка их раздвинуть, то между концами углей образуется яркое пламя, а сами концы углей раскалятся добела, испуская ослепительный свет.

Вывод:

• Носители заряда – положительные, отрицательные ионы и электроны;
• П роцесс образования носителей заряда – ионизация внешним ионизатором или электронным ударом;
• Г азы не подчиняются закону Ома;
• Вольт – амперная характеристика;
• Зависимость от температуры;
• Самостоятельный и несамостоятельный разряды, плазма;
• Техническое применение: дуговая электросварка, коронные фильтры, искровая обработка металлов, лампы дневного света и газосветная реклама.

НА ГЛАВНУЮ

Электрический ток в жидкостях

Ерсултанов Рустам

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. Электролитами являются водные растворы неорганических кислот, солей и щелочей .

Сопротивление электролитов падает с ростом температуры, так как с ростом температуры растёт количество ионов.

График зависимости сопротивления электролита от температуры.

Явление электролиза

- это выделение на электродах веществ, входящих в электролиты; Положительно заряженные ионы (анионы) под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду, а отрицательно заряженные ионы (катионы) - к положительному аноду. На аноде отрицательные ионы отдают лишние электроны (окислительная реакция ) На катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная ).

Законы электролиза Фарадея.

Законы электролиза определяют массу вещества, выделяемого при электролизе на катоде или аноде за всё время прохождения электрического тока через электролит.

k - электрохимический эквивалент вещества, численно равный массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл.

Вывод:

• Носители заряда – положительные и отрицательные ионы;
• Процесс образования носителей заряда – электролитическая диссоциация;
• Электролиты подчиняются закону Ома;
• Вольт - амперная характеристика;
• Зависимость от температуры;
• Перенос вещества;
• Применение электролиза : - получение цветных металлов (очистка от примесей - рафинирование); - гальваностегия - получение покрытий на металле (никелирование, хромирование, золочение, серебрение и т.д. ); - гальванопластика - получение отслаиваемых покрытий (рельефных копий).

НА ГЛАВНУЮ

Электрический ток в металлах

Бородина Кристина

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают, что при протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.

Опыты Толмена и Стюарта являются доказательством того, что металлы обладают электронной проводимостью

Катушка с большим числом витков тонкой проволоки приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси. Концы катушки с помощью гибких проводов были присоединены к чувствительному баллистическому гальванометру Г. Раскрученная катушка резко тормозилась, и в цепи возникал кратковременных ток, обусловленный инерцией электронов.

Выводы:

• Носителями заряда в металлах являются электроны;
• Процесс образования носителей заряда – обобществление валентных электронов;
• Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника – выполняется закон Ома;
• Вольт – амперная характеристика (это прямая проходящая с начала координаты);
• Зависимость от температуры;
• Сверхпроводимость;
• Техническое применение электрического тока в металлах: обмотки двигателей, трансформаторов, генераторов, проводка внутри зданий, сети электропередачи, силовые кабели.

НА ГЛАВНУЮ

10 класс

Т ема урока: “ Электрический ток в различных средах ”

Учитель физики и информатики: Джулай И.Д.

Электрический ток может протекать в пяти различных средах:

• Металлах
• Вакууме
• Полупроводниках
• Жидкостях
• Газах

Закрепление изученного материала

Работа в группе «Решение задачи»

Рефлексия (Выбери и объясни)

Домашнее задание:

Глава 12, упражнение 28 (задача № 1), решить тесты.

Электрический ток в полупроводниках

Черкашина Ольга

Полупроводники - твердые вещества, проводимость которых зависит от внешних условий (в основном от нагревания и от освещения).

• При нагревании или освещении некоторые электроны приобретают возможность свободно перемещаться внутри кристалла, так что при приложении электрического поля возникает направленное перемещение электронов.
• полупроводники представляют собой нечто среднее между проводниками и изоляторами.

С понижением температуры сопротивление металлов падает. У полупроводников, напротив, с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами.

• Зависимость удельного сопротивления ρ чистого полупроводника от абсолютной температуры T .

Собственная проводимость полупроводников

Атомы германия имеют четыре слабо связанных электрона на внешней оболочке. Их называют валентными электронами . В кристаллической решетке каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. Связь между атомами в кристалле германия является ковалентной , т. е. осуществляется парами валентных электронов. Каждый валентный электрон принадлежит двум атомам .Валентные электроны в кристалле германия гораздо сильнее связаны с атомами, чем в металлах; поэтому концентрация электронов проводимости при комнатной температуре в полупроводниках на много порядков меньше, чем у металлов. Вблизи абсолютного нуля температуры в кристалле германия все электроны заняты в образовании связей. Такой кристалл электрического тока не проводит.

Образование электронно-дырочной пары

При повышении температуры или увеличении освещенности некоторая часть валентных электронов может получить энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей. Тогда в кристалле возникнут свободные электроны (электроны проводимости). Одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами. Эти вакансии получили название « дырок ».

Примесная проводимость полупроводников

Проводимость полупроводников при наличии примесей называется примесной проводимостью. Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную проводимости.

НА ГЛАВНУЮ

Выводы:

• Носители заряда – электроны и дырки;
• Процесс образования носителей заряда – нагревание, освещение или внедрение примесей;
• Закон Ома не выполняется;
• Вольт – амперная характеристика;
• Зависимость от температуры;
• Разнообразие приборов
• Техническое применение – электроника, диоды, транзисторы, микросхемы.

Давайте вспомним!!!

• Что такое электрический ток?
• Условия существования электрического тока.
• Закон Ома для участка цепи.
• Закон Ома для полной цепи.

Молодцы)