Урок по физике на тему: &quot

МОУ СОШ П. Сахзавод
Конспект урока
по физике в 8 классе
на тему:
«Закон Ома для участка цепи. Короткое замыкание»
Учитель: Муленко Е. В.
2008 год
Цели урока:
Образовательная: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке
электрической цепи.
Развивающая:


развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты
экспериментов;
продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными
методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения
задач.
Воспитательная: развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального
метода запоминания формул.
Задачи урока.

Усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если
при этом сопротивление проводника не меняется;

Усвоить, что сила в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при
этом напряжение остается постоянным;

Знать закон Ома для участка цепи;

Уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного
эксперимента;

Уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач;

Отрабатывать навыки проверки размерности;

Отрабатывать навыки соотношения полученных результатов с реальными значениями
величин.
Усвоить действие тока на человека. Воспитать у учащихся знания о мерах
предосторожности при работе с электрооборудованием.

Оборудование.
Демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода,
демонстрационный магазин сопротивления, ТСО: мультимедийный проектор, презентация.
План урока.
І. Организационный момент.
ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.
ІІІ. Изучение нового материал.
ІV. Закрепление знаний, умений, навыков.
V. Домашнее задание.
VІ. Подведение итогов урока, оценка работ учащихся.
І. Организационный момент.
Учитель: Изучая тему “электрические явления”, вы знаете на данном этапе основные величины,
характеризующие электрические цепи. Но недостаточно знать только в отдельности физические
величины, характеризующие электрические цепи, их надо рассматривать во взаимозависимости.
Вот взаимозависимость мы и будем раскрывать сегодня на уроке.
(Оговаривается тема и задачи урока). (Слайд1)
ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.
Учитель: Для того чтобы лучше понять материал урока повторим, что уже известно о тех
величинах, которые входят в закон, который будем сегодня изучать.
На экране вы видите тест. Первый вариант отвечает на вопросы и дает ответы, связанные с силой
тока; а второй вариант – с напряжением.
На это вам 5 минут. (Слайд2)
Тест
1. Какой прибор применяют для измерения силы тока (напряжения)
а) аккумулятор;
б) амперметр;
в) вольтметр.
2. В каких единицах измеряют силу тока (напряжение)
а) Дж;
б) В;
в) А.
3. Как можно рассчитать по формуле силу тока (напряжение)
а) работу тока : на силу
б) мощность : на силу тока
в) мощность : на заряд
г) работу тока : на заряд
д) заряд : на время
4. Выразите:
500В в киловольты
750А в миллиамперы
I
а) 7,5мА
б) 75мА
в) 0,75мА
г) среди ответов а-в нет правильного
II
а) 5кВ
б) 50кВ
в) 0,5кВ
Изменяется показания силы тока (напряжения) если прибор подсоединить в другое место этой
цепи?
а) да
б) нет
От чего зависит сопротивление проводника (записать формулу)
Учитель: Поменялись вариантами взяли простые карандаши и провели взаимоконтроль и
оценили (Слайд 3).
Iбвдгб
Критерий оценки
“0” - 5
R=
II в б г в а
“1-2” - 4
“3” - 3
“3 и более” - 2
Учитель: Все сделали.
Передали листочки с последней на первую парту я перепроверю вашу объективность.
ІІІ. Изучение нового материал.
Учитель: Повторив и систематизировав свои знания, мы переходим к изучению нового
материала.
а) проведем опыт (ученик работает у доски вместе с учителем)
Установим зависимость между напряжением и силой тока. Для этого соберём цепь как показано на
экране. (Слайд4).
U 1=2В
I 1=0,1А
U 2=4В
I 2=0,15А
U 3=6В
I 3=0,2А
Учитель: Как зависит сила тока от напряжения в участке цепи при постоянном сопротивлении
этого участка?
Ученик: Сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом
сопротивление проводника не меняется.
Учитель: Какие приборы были вами использованы для установления этой закономерности?
Ученик: Амперметр, вольтметр, источник тока, проводник, соединительные провода, ключ.
Учитель: Какой график вы получили, исходя из эксперимента, и как он называется?
Ученик: Мы получили график прямой пропорциональности между силой тока и напряжением.
Графическая зависимость силы тока от напряжения называется ВАХ (вольт – амперная
характеристика) проводника.
(Слайд5)
Учитель: Итак, ребята, что вы наблюдали?
Ученик: С увеличением напряжения сила тока в проводнике возрастает при постоянном
сопротивлении.
(Запись на доске и в тетрадях. Если R = const, I~ U).
Учитель: А теперь мы с вами выясним, как сила тока зависит от сопротивления проводника, при
постоянном напряжении на его концах.
Учитель: Ребята, ваша задача опять внимательно проследить за показаниями приборов и сделать
вывод, одновременно заполнить таблицу, при U = 3В:
R, Ом
10
5
3
1
I, А
0,3
0,5
0,7
2
(Учитель демонстрирует опыт, при этом необходимо показания вольтметра поддерживать
постоянными, заполняет таблицу, лучше начинать при R = 10 Ом, U = 3В).
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученик: С увеличением сопротивления проводника сила тока уменьшается. (Слайд6)
Учитель: Такой график называется графиком обратной пропорциональности между силой тока и
сопротивлением.
Учитель: Итак, ребята, запишем результат опыта: сила тока в проводнике обратно
пропорциональна сопротивлению проводника, при постоянном напряжении на концах проводника.
(Учитель записывает на доске. При U = const, I ~
).
Учитель: Ребята, зависимость силы тока от сопротивления была изучена немецким физиком
Георгом Омом.
Учитель: Обобщим два эти вывода и запишем итоговую формулу:
(Записываем данную формулу в тетрадях). (Слайд7)
Учитель: Такая запись носит название:
“Закон Ома для участка цепи”.
Закон Ома читается так: “сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на
концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению”.
(Повторить несколько раз).
(Запись учениками формулировки закона в тетрадях),
Учитель: Данный закон немецкий физик Георг Ом открыл в 1827 году.
(Учитель обращает внимание на портрет Георга Ома). (Слайд 8)
Учитель: Его работу хорошо приняли в Германии. В 1833 году ученый был уже профессором
политехнической школой в Нюрнберге. Однако за рубежом, особенно во Франции, Англии, работы
Ома долгое время оставались неизвестными. Через 10 лет после появления его работы
французский физик Пуйе на основе экспериментов пришел к таким же выводам. Но Пуйе было
указано, что установленный им закон еще в 1827 году был открыт Омом. Любопытно, что
французские школьники и поныне изучают закон Ома под именем закона Пуйе.
Пуйе Клод Серве Маттиас (1790-1868) – французский физик. (Слайд 9)
Сообщение учащегося «Георг Ом».
Учитель: Для запоминания формулы закона Ома и последующего его применения для решения
задач лучше пользоваться треугольником. (Слайд 10).
Учитель: Мы видели, что при уменьшении сопротивления и увеличении силы тока, и если сила
тока превысит допустимое значение для данной цепи все включенные приборы могут выйти из
строя данная ситуация возникает при коротком замыкании.
(!!) Соединение 2х точек электроцепи находящихся под напряжением, коротким
проводником у которого малое сопротивление называется короткое замыкание.
Возникает:
1) При соприкосновении двух оголенных проводников
2) При ремонте под напряжением электропровода
В последнем случае может произойти не только короткое замыкание, но и поражение
человеческого организма электрическим током, если не соблюдать правила по технике
безопасности при работе с током.
Короткое сообщение учащегося:
Действия тока на организм человека и правила соблюдения техники безопасности.
ІV. Закрепление знаний, умений, навыков.
Учитель: А сейчас ребята мы с вами закрепим выведенный закон при помощи решения задач по
цепочки
R=
U=IR; U=7,2В
I=
(Слайд 10).
Задача. (один ученик у доски).
По медному проводнику ( =0,017
напряжение на концах этого проводника.
U=IR, R=
) L=60 см, S=3мм2 пропускает ток I=1A. Чему равно
; R=0,034Ом;U=0,034В=34мВ
Учитель: Молодцы!
Учитель: А сейчас подведем итог нашего урока. Какую взаимозависимость между силой тока,
напряжением и сопротивлением на участке цепи мы раскрыли?
Ученик: Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и
обратно пропорциональна его сопротивлению.
Учитель: В какой формуле выражена эта взаимозависимость?
Ученик: Взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления выражена законом Ома для
участка цепи. I =
.
Учитель: Итак, ребята, мы выяснили с вами, как связаны между собой эти три величины
(I, U, R). А вот зависит ли сопротивление данного проводника от силы тока и напряжения
в электрической цепи, вы выясните сами. Все свои варианты ответов сможете проверить и
обосновать, прочитав § 44, повторив § 42,43.
V. Домашнее задание.
Запишем домашнее задание: § 44, упр. 21 (1,2). Повторить § 42,43.
VІ. Подведение итогов урока, оценка работ учащихся.
( Учитель подводит итог урока, оценивая работу учеников).
Литература:
1) А..В.Перышкин .,Учебник 8класс.,Дрофа.,2006г.
2) Рабочая тетрадь по физике для 8 класса.
3) В.И.Лукашик,Е.В.Иванова., Сборник задач по
физике, Просвещение,2003г.
Ом Георг Симон
16 марта 1787 года - 6 июля 1854 года
??????? ??
История жизни
Замечательный немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1854), чье имя носит знаменитый
закон электротехники и единица электрического сопротивления, родился 16марта 1789 г.
в Эрлангене (федеральная земля Бавария). Его отец был известным в городе мастероммехаником. Мальчик Ом помогал отцу в мастерской и многому у него научился. Быть бы
ему механиком и продолжать дело отца, но Ом был честолюбив, хотел стать ученым и
работать в лучших германских университетах. Он поступил учиться в университет в
Эрлангене и закончил его в 1813 г. Его первая работа - учитель физики и математики
реальной школы в Бамберге.
После нескольких лет работы в школе мечта Ома осуществилась. В 1817 г. он стал
профессором математики Иезуитского колледжа в Кельне. Здесь Ом занялся
исследованиями в области электричества, используя батарею Вольта. Ом составлял
электрические цепи из проводников различной толщины, из различных материалов,
различной длины (причем проволоку он протягивал сам, используя собственную
технологию), пытаясь понять законы этих цепей.Сложность его работы можно понять,
вспомнив, что никаких измерительных приборов еще не было и о силе тока в цепи можно
было судить по различным косвенным эффектам. Ому очень пригодились те навыки
работы, которые он приобрел, работая в мастерской с отцом. А еще ему очень
пригодилось упорство, ибо эксперименты шли в течение 9 лет.
Для характеристики проводников Ом в1820 г. ввел понятие "сопротивление", ему
казалось, что проводник сопротивляется току. По-английски и по-французски
сопротивление называется resistance, поэтому современный схемный элемент называется
резистором, а первая буква R с легкой руки Ома до сих пор используется как обозначение
резистора в схемах. В 1827 г. вышел основополагающий труд Ома "Математическое
исследование гальванических цепей", в котором и был сформулирован знаменитый закон
Ома.
Казалось бы, столь простая математическая формула, которую сейчас изучают в школах,
должна заслужить всеобщее признание, но получилось наоборот. Коллеги приняли в
штыки выводы Ома, начались насмешки над ним. Обиженный Ом уволился из колледжа в
Кельне. В последующие годы Ом жил в бедности, работая частным учителем в Берлине.
Только в 1833 г. ему удалось устроиться на работу в Политехническую школу в
Нюрнберге.
Тем временем за границей признали важность работ Ома. В 1841 г. Британское
Королевское общество наградило его золотой медалью, а в 1842 г. избрало Ома своим
действительным членом. Наконец, в1849 г. Ом стал профессором Мюнхенского
университета. Всего 5 лет он имел возможность полноценно работать и преподавать. 7
июля 1854 г. Георг Симон Ом скончался.
В 1893 г. Международный электротехнический конгресс принял решение ввести единицу
электрического сопротивления и назвал ее именем Георга Симона Ома, подчеркнув тем
самым важность его открытия для электротехники.
Сообщение “Основные причины поражения током”
При работе с электрическими приборами необходимо строго и неуклонно соблюдать меры
предосторожности. Если этого не делать, ваша жизнь будет подвергаться опасности. Прежде
всего, надо знать очаги электроопасности. Тело человека – проводник. Если случайно человек
“включит” свое тело в сеть, то не избежит тяжелейшей травмы и даже смерти. Как же человек
может “включить” себя в сеть? Рассмотрим несколько примеров.
П р и м е р 1. Человек, стоящий на хорошо изолирующем основании (например, на сухом
деревянном полу), одновременно прикоснулся к двум оголенным проводникам, находящимся под
напряжением. В этом случае через тело человека, его сердце и легкие пройдет ток от одной руки к
другой. Это приведет к нарушению деятельности сердца и легких. При напряжении между
проводами свыше 36 В (если не будут приняты меры по быстрому отключению тока) поражение
током в большинстве случаев смертельно.
П р и м е р 2. Человек, стоящий на хорошо изолирующем полу, одновременно коснулся оголенного
провода, находящегося под напряжением, и металлического предмета, соединенного с землей,
например батареи водяного отопления или водопроводного крана. В этом случае ток пройдет от
руки через сердце и легкие к другой руке. Результат будет такой же, как и в первом случае: при
напряжении сети свыше 36 В возможен смертельный исход, если быстро не будет отключен ток.
П р и м е р 3. Человек, стоящий на хорошо проводящем основании, например на влажной земле
или бетонном полу, коснется оголенного провода, находящегося под напряжением. Ток пройдет
через тело человека от места соприкосновения с токоведущим проводом через сердце и легкие к
ногам. Результат поражения аналогичен двум первым из рассмотренных примеров. Поэтому
никогда не следует подходить к оборванным проводам, лежащим на земле.
П р и м е р 4. Человек, держащий в руках электрический прибор, внутри которого питающий его
провод или обмотка прибора касается корпуса, одновременно коснулся заземленного предмета.
Ток пройдет через тело человека в землю.
Подведем итоги.
1. Опасно одновременное прикосновение к двум оголенным проводам, находящимся под
напряжением.
2. Опасно одновременное прикосновение к одному оголенному проводу и к предмету,
находящимся под напряжением и соединенным с землей.
3. Опасно пользоваться неисправным электрическим прибором.
4. Опасно для человека, стоящего на проводящем основании, подходить и тем более
касаться оголенного провода, упавшего на землю.
Сообщение учащегося “Меры предосторожности при работе с электрическим током”.
Наиболее действенная профилактика электротравматизма – точное выполнение правил техники
безопасности при эксплуатации электроустановок. Ни в коем случае нельзя пренебрегать
правилами техники безопасности: все работы, связанные с монтажом и ремонтом электрической
сети, производить при полном снятии напряжения. Независимо от того, к какому напряжению
подключены электроустановки, их ограждают для предупреждения возможности случайного
прикосновения к токоведущим частям.
Для устранения опасности поражения электрическим током применяют защитные средства.
Например, используют изолирующие подставки из сухой древесины, резиновые коврики, галоши и
перчатки; специальные инструменты и приспособления с изолированными ручками; приборы,
регистрирующие напряжение, контрольные лампы и специальные пробники с неоновыми лампами.
(Учащийся демонстрирует защитные средства).
С точки зрения электробезопасности помещения должны быть светлыми, сухими и теплыми, иметь
диэлектрические (деревянные полы), без выбоин и щелей, поверхности стен, потолков, дверей –
гладкие и матовые, радиаторы и трубопроводы отопительной и водопроводной систем –
заземленные.Во влажных помещениях необходимо использовать напряжение не выше 42 В, в
особо опасных не выше 12 В.
“Действие электрического тока на организм человека”.
Ещё раз напомню, что тело человека является проводником. Электрический ток, проходя через
организм человека, раздражает и возбуждает живые ткани организма. Действие электрического
тока на живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через организм человека,
электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое и световое
воздействие.
При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов по пути
прохождения тока. Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях
организма, в том числе крови, и нарушении её физико-химического состава. Механическое
действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из
тканей организма. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их
разрыва. Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной
системы. Световое действие приводит к поражению глаз.
Тяжесть поражения током зависит от силы тока, прошедшего через человека, характера тока
(является он постоянным или переменным, т.е. изменяющимся по величине и направлению),
продолжительности его действия, а также по какому пути внутри человека он шел. Наибольшую
опасность представляет прохождение тока через мозг и те нервные центры, которые
контролируют дыхание и сердце человека.
Считают, что электрический ток вызывает паралич сердца. Интересно, что сила тока 0,05 – 0,1 А
представляет наибольшую опасность для человека. При силе тока, значительно большей 0,1 А
смерть не наступает, но возможны тяжелые ожоги. В литературе описаны случаи, когда во время
казни на “электрическом стуле” сильный ток не давал сразу желаемого эффекта и человек
буквально начинал гореть, прежде чем наступала смерть.
Сопротивление человеческого тела не имеет постоянного значения. Оно зависит от состояния
человека, его кожи, наличия на ее поверхности пота, содержания алкоголя в крови и т.д. Сухая
огрубевшая кожа имеет высокое сопротивление, а тонкая, нежная и влажная – низкое. Снижается
сопротивление и при различных повреждениях кожи (порезы, царапины, ссадины). При сухой коже
сопротивление между крайними точками тела, например от пальцев ноги, до пальцев руки или от
пальцев одной руки до пальцев другой, может быть равно 105 Ом. Если же руки потные, то
сопротивление между ними оказывается равным 1500 Ом. Нетрудно определить, что каждому из
этих случаев соответствует свое смертельное напряжение, 10000 В и 150 В соответственно.. При
условиях, ослабляющих изолирующую способность кожи (мокрые руки, ранения, большие
поверхности контактов),смертельными могут быть напряжения 100-120 В и даже меньшие.
Поэтому в ряде производств для массовых профессий применяется низкое напряжение.
Например, при электромонтаже используют паяльники, рассчитанные на напряжение 24 В. В
сырых помещениях разрешается работать при напряжении не более 12 В, в сухих помещениях –
от 36 В до 42 В.
Наиболее чувствительными к току являются такие участки тела, как кожа лица, шеи и тыльной
стороны ладоней. Их сопротивление существенно меньше, чем у остальных частей тела. Но
самыми уязвимыми у человека являются так называемые акупунктурные точки на шее и мочках
ушей: при ударе током в эти точки смертельным может оказаться даже напряжение 10-15 В.
Однако действие электрического тока на человеческий организм может быть не только
отрицательным, но и положительным. Это используют в медицине. Например, при радикулите,
невралгии и некоторых других заболеваниях применяют гальванизацию: приложив к пациенту
электроды, пропускают через него слабый постоянный ток. Это оказывает болеутоляющий
эффект, улучшает кровообращение и т.д. Посредством электрических раздражений мозга
(электрошоком) лечат некоторые психические заболевания; у больного при этом возникает
судорожный припадок, по истечении которого он засыпает. Кратковременные высовольтные
электрические разряды через сердце помогают иногда предотвратить смерть пациента при
тяжелом нарушении сердечной деятельности.
Сообщение “Первая помощь при поражении током”.
При оказании первой помощи дорога каждая секунда. Чем больше времени человек находится под
действием тока, тем меньше шансов спасти ему жизнь. Почти всегда сам человек не может
освободиться от проводов или деталей, прикосновение к которым стало причиной его поражения.
Это происходит потому, что электрический ток, протекая по телу человека, вызывает судорожное
сокращение мышц. Сам человек не может освободиться от проводов еще и потому, что
электрический ток быстро поражает центральную нервную систему и человек теряет сознание.
При всех несчастных случаях, прежде всего, необходимо освободить человека от дальнейшего
воздействия на него электрического тока.
При низком напряжении можно воспользоваться сухой палкой, доской, веревкой, одеждой или
другими сухими изоляторами. Нельзя пользоваться металлическими или мокрыми предметами.
Необходимо помнить, что пострадавший, находящийся в контакте с токонесущими проводами или
деталями, сам является проводником электрического тока. Поэтому необходимо принять меры
предосторожности. Оттягивать пострадавшего от проводов надо за концы одежды одной рукой. Ни
в коем случае нельзя работать неизолированными руками: в противном случае вы тоже окажитесь
в этой цепи и не сможете освободиться. Для изоляции себя от земли и от пострадавшего
подающий помощь может надеть резиновую обувь, встать на сухую доску, на непроводящую ток
подстилку или надеть резиновые перчатки. Можно предложить пострадавшему попробовать
самому отделиться от земли: например, подпрыгнуть над полом.
Освободив пострадавшего от тока, необходимо: немедленно положить его на спину, дать ему
полный покой, расстегнуть пояс и стесняющую дыхание одежду; необходимо дать понюхать
нашатырный спирт.
Если пострадавший не подает признаков жизни, следует применять приемы искусственного
дыхания и массаж сердца.
В любом случае при поражении электрическим током надо вызвать врача или срочно доставить
пострадавшего в лечебное учреждение.