panfilova cepi - Всероссийский фестиваль педагогического

Всероссийский интернет – конкурс педагогического творчества
(2014-2015 учебный год)
Номинация конкурса: педагогические идеи и технологии среднее образование
Название работы: Урок физики «Последовательное и параллельное соединение
проводников. Решение задач» (10 класс)
Автор: Панфилова Татьяна Львовна, учитель физики МОУ СОШ №88
г.Ярославля
План-конспект урока по физике «Последовательное и параллельное
соединение проводников. Решение задач» (10 класс)
Цели:

Сформировать понятие о последовательном, параллельном и смешанном соединении
проводников.

Познакомить учащихся с практическим применением законов последовательной и
параллельной цепи
Продолжить развитие умений
 работать с различными источниками информации,
 анализировать явления,
 использовать приобретенные знания в жизни.
Ход урока
I.
II.
Организационный момент (2 мин)
Актуализация опорных знаний(5 мин)
- Что представляет собой электрический ток?
Электрический ток представляет собой направленное движение
заряженных частиц
- Дайте определение силы тока?
Сила (величина тока) - это заряд, прошедший через поперечное сечение
проводника за единицу времени.
𝐼=
𝑞
𝑡
- Что такое напряжение?
Напряжение показывает какую работу совершает электрическое поле по
перемещению электрического заряда. Напряжение - разность потенциалов.
𝑈=
𝐴
𝑞
- Что такое электрическое сопротивление?
Электрическое сопротивление – физическая величина, характеризующая
сопротивляемость материала прохождению по нему электрического тока
- От чего оно зависит?
Сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен проводник,
прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально сечению
𝑅=⍴
𝑙
𝑠
- Как связаны между собой сила тока, напряжение и сопротивление?
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах
участка и обратно пропорциональна сопротивлению
𝐼=
III.
𝑈
𝑅
Изучение нового материала(15 мин)
Если нам надо, чтобы электроприбор работал, мы должны подключить его к
источнику тока. При этом ток должен проходить через прибор и возвращаться вновь к
источнику, то есть цепь должна быть замкнутой. Но подключение каждого прибора к
отдельному источнику осуществимо, в основном, в лабораторных условиях. В жизни же
приходится иметь дело с ограниченным количеством источников и довольно большим
количеством потребителей тока. Поэтому создают системы соединений, позволяющие
нагрузить один источник большим количеством потребителей. Системы при этом могут
быть сколь угодно сложными и разветвленными, но в их основе лежит всего два вида
соединения: последовательное и параллельное соединение проводников
Каждый проводник имеет 2 контакта. Соединение проводников одним контактом
называют последовательным, соединение двумя контактами – параллельным. С этими
соединениями вы знакомились в 8 классе. Вспомним законы последовательного и
параллельного соединения, составим сравнительную таблицу и попробуем объяснить эти
законы. Каждый вид имеет свои особенности, плюсы и минусы. Рассмотрим их оба.
Параметры
сравнения
Последовательное
соединение
Параллельное соединение
Определение
Последовательное соединение
проводников – это включение в
электрическую цепь нескольких
приборов последовательно, друг
за другом.
При параллельном соединении
проводников все элементы цепи
подключаются к одной и той же паре
точек, т.е. соединеняются двумя
контактами.
Электроприборы в данном случае
можно сравнить с людьми в хороводе,
а их руки, держащие друг друга – это
провода, соединяющие приборы.
Параллельное соединение можно сравнить с
течением реки, на пути которой возникла
небольшая возвышенность. Вода в таком
случае огибает возвышенность с двух
сторон, а потом вновь сливается в один
поток. Получается островок посреди реки.
Так вот параллельное соединение – это два
отдельных русла вокруг острова. А точки А
и В – это места, где разъединяется и вновь
соединяется общее русло реки.
Схема
Сила тока
Т.к. ток представляет собой заряд,
проходящий через поперечное сечение
проводника в единицу времени, то ток
в такой цепи будет одинаков во всех ее
точках
Т.к. ток представляет собой заряд,
проходящий через поперечное сечение
проводника в единицу времени, то ток в
такой цепи будет равен сумме токов в
отдельных
ее
участках
(см.
гидростатическая аналогия выше)
I=I1=I2=⋯=In
I=I1+I2+⋯+In
Сила тока в цепи
одинакова в любой точке.
Напряжение
будет
Напряжение – разность потенциалов.
U=φ1-φ3; U1=φ1-φ2; U2=φ2-φ3 , тогда
равенство U=U1+U2 будет верно.
U=U1+U2+⋯+Un
Общий ток цепи будет складываться
из токов всех отдельных ветвей.
Напряжение – разность потенциалов. Т.к.
проводники
своими
контактами
присоединены к одним и тем же точкам, то
и разность потенциалов между концами
этих проводников будет одинакова
Напряжение всей цепи при U=U1=U2=⋯=Un
последовательном соединении
будет равно сумме напряжений Напряжение на каждой отдельной
будет
равно
общему
на каждом включенном в цепь ветви
напряжению
на
участке
цепи
элементе.
Закон Ома
𝑈
𝐼 = 𝑅 ; I1=U1/R1 ;
I2=U2/R2 ; In=Un/Rn
где I - сила тока, U- напряжение, R – сопротивление, 1,2,…,n – номера
элементов, включенных в цепь
Сопротивление U=U1+U2+⋯+Un
I=I1+I2+⋯+In
I=I1=I2=⋯=In
U=U1=U2=⋯=Un
R=U/I; R1=U1/I; R2=U2/I
Поделим правую и левую часть первого
выражение на U, с учетом того, что
I/U=1/R будем иметь
Поделим правую и левую часть
первого выражение на I и с учетом
третьей строки получим соотношение
между сопротивлением всего участка
и его отдельных частей
Общее сопротивление цепи при
параллельном соединении будет
меньше сопротивления каждой из
Cумма
сопротивлений
всех ветвей. Это происходит потому, что
элементов
составит
общее общее сечение проводника между
сопротивление всей цепи
точками соединения проводников как
бы увеличивается за счет увеличения
R=R1+R2+…+Rn
Плюсы
простота сборки
Минусы
если один элемент выйдет из
строя, то ток пропадет во всей
цепи.
В
такой
ситуации
неработающий элемент будет
подобен ключу в выключенном
положении.
Гирлянда для елки
Примеры
IV.
числа параллельно подключенных
нагрузок.
Поэтому
общее
сопротивление уменьшается.
при
выключении
одного
из
элементов,
цепь
продолжает
функционировать дальше (такое
подключение позволяет включать
различные
приборы
в
сеть
совершенно независимо друг от
друга, и при выходе их строя одного
из них, это не влияет на работу
остальных)
все
приборы
рассчитаны на
напряжение.
должны
быть
одно и то же
розетки сети 220 В в квартирах
Первичное закрепление(8 мин)
Решение задач - можно параллельно решать на доске для экономии времени с
последующей проверкой( одна задача вслух, вторая самостоятельно)
№784 (последовательное соединение),
№787 (параллельное соединение)
V.Изучение нового материала (5 мин)
При параллельном включении сопротивлений говорят, что общее сопротивление
получается меньше наименьшего. В общем случае цепь может состоять из смешанно
соединённых проводников. Тогда ее разбивают на участки, где они соединены либо
параллельно, либо последовательно и производят расчет.
В нашей цепи три проводника: проводники 11 и 12 включены параллельно, а
проводник 2 включен последовательно первому участку. В этом случае используют метод
эквивалентных схем.
Выделенный участок заменим на одно сопротивление и эквивалентная схема будет
выглядеть так:
Где I=I1=I2; U=U1+U2; R=R1+R2,
а I1=I11+I2; U1=U11=U12; 1/R1=1/R11+1/R12/
Решение таких задач начинается с поиска элемента, для которого известны две
величины из трех из закона Ома. Например, сопротивление и ток, напряжение и
сопротивление или напряжение и ток.
VI.
Закрепление (10мин)
Решение задачи №799(А.П.Рымкевич. Задачник для 10-11 классов) у доски
Второй урок
Решение задач№799,800,798 (а,б) у доски (20-25 мин)
VII.
Самостоятельная работа (15 мин)
1 вариант -798 (в,г)
2 вариант -798(д,е)
VIII. Итог урока, рефлексия (5 мин)
IX.
Домашнее задание – индивидуальные задачи на расчет цепи.
Информационные источники
1) http://www.nado5.ru/e-book/posledovatelnoe-i-parallelnoe-soedinenie-provodnikov 2) http://electrophysic.ru/elektricheskiy-tok/posledovatelnoe-i-parallelnoe-soedinenieprovodnikov.html
Электрофизик
3) http://vunivere.ru/work2963 в Универе.RU
4) А.П.Рымкевич Физика. Задачник. 10-11 класс. Пособие для общеобразовательных
заведений – М., Дрофа, 2010
5) Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М. Чаругин; под ред. Н.А.Парфентьевой Физика 11
класс: учебник для общеобразовательных учреждений (базовый и профильный
уровни) М., Просвещение, 2013 г.