Густина струму
Густина струму визначається, як величина заряду, яка протікає через одиничну площу за одиницю часу. Густина струму — векторна величина, її напрямок визначається напрямком потоку заряду. Вона позначається латинською літерою .
[ред.]
Сила струму
Величина називається силою струму, і відповідає кількості заряду (Δq), переміщеному через перетин провідника за час Δt.
У системі СІ сила струму вимірюється в амперах. Відповідно, густина струму вимірюється в A/м2.
Якщо за кожен проміжок часу Δt заряд Δq однаковий і напрямок струму незмінний, то такий струм називають постійним.
У випадку, коли ці величини змінні, силу струму описують так:
,
такий струм називають змінним.
Для класичної системи заряджених частинок із зарядом e безмежно малий заряд dQ, що переноситься за час dt через елементарну площадку dS, перпендикулярну напрямку середньої швидкості v частинок визначається так:
,
де e — заряд частинок, v — швидкість руху частинок, а n — їх кількість в одиниці об`єму.
Сила струму dI через площадку dS визначається співвідношенням
згідно з яким
— густина електричного струму, де риска над символами означає усереднення.
[ред.]
Чим зумовлений струм
вторник, 28 июня 2011 г.
Означення
Електри́чний струм — впорядкований рух заряджених частинок у просторі. У металах це електрони, напівпровідниках - електрони та дірки, у електролітах - позитивно та негативно заряджені іони, у іонізованих газах — іони та електрони. За напрямок струму вибирають рух позитивно заряджених частинок. Таким чином, напрямок струму в металах протилежний напрямку руху електронів.
Кількісно електричний струм характеризується диференційною векторною величиною густиною струму, або у випадку струму в проводах інтегральною величиною силою струму.
Кількісно електричний струм характеризується диференційною векторною величиною густиною струму, або у випадку струму в проводах інтегральною величиною силою струму.
Струм в електролітах
Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів. Закони електролізу. Застосування електролізу
Мета: роз’яснити учням фізичну природу електропровідності рідких провідників, навчити учнів застосовувати закони електролізу Фарадея під час розв’язання задач. Ознайомити з технічним застосуванням електролізу. Розвивати уміння застосовувати вивчений матеріал при розв’язанні задач та у повсякденному житті. Виховати старанність, самостійність та відповідальність при виконанні завдань, поставлених вчителем.
Тип уроку: виклад нового матеріалу
Демонстрації:
1. явище електролізу;
2. фрагмент відеофільму “Електроліз та його промислове застосування”.
Обладнання: склянка з водним розчином сульфату міді (CuSO4); склянка з дистильованою водою, кухонна сіль, мідні електроди; джерело постійного струму; секун¬домір або годинник з секундною стрілкою; ключ; з'єднувальні провідники; лампа.
Хід уроку
1. Перевірка домашнього завдання.
2. Виклад нового матеріалу
Рідини, як і тверді тіла, можуть бути діелектриками, провідниками і напівпровідниками. Діелектриком є також дистильована вода.
2.1 Фронтальний експеримент
Складемо коло за схемою (рис.1.)
Рис.1.
Розглянемо три випадки:
1. В склянку наллємо дистильовану воду і опустимо два електроди – струму в колі немає (лампа не світиться). Дистильована вода – діелектрик.
2. В склянці насиплемо кухонну сіль (NaCl) – струму в колі немає (лампа не світиться). Кухонна сіль – діелектрик.
3. В склянку наллємо дистильовану воду і розчинемо в ній кухонну сіл (розчин солі) – замкнувши ключем коло, лампа починає світитись.
Питання: Чому сіль і дистильована вода окремо не проводить струм а якщо їх змішати струм в колі є?
Пояснення досліду.
До провідників належать розплави і розчини електролітів: кислот, лугів і солей. Рідкими напівпровідниками є розплавлений селен, розплави сульфідів та ін.
Під час розчинення електролітів під впливом електричного поля полярних молекул води відбувається розпад молекул електролітів на іони. Цей процес називають електролітичною дисоціацією, в результаті якої нейтральні молекули розпадаються на позитивні та негативні іони. В електроліті з'являються вільні носії зарядів і він починає проводити струм. Оскільки заряд у водних розчинах чи розплавах електролітів переноситься іонами, то таку провідність називають іонною. За іонної провідності проходження струму пов'язано із перенесенням речовини. На електродах відбувається виділення речовин, які входять до складу електроліту. На аноді негативно заряджені частинки віддають свої зайві електрони (окиснювальна реакція), а на катоді позитивні іони отримують електрони (реакція відновлення). Процес виділення на електроді речовини, пов'язаний із окиснювально-відновлювальними реакціями, називають електролізом. У розчині може відбуватися процес об’єднання іонів у нейтральні молекули, такий процес називається рекомбінацією.
2.2. Розглянемо явище електролізу на прикладі мідного купоросу (складемо коло за схемою рис.1). В результаті електролітичної дисоціації CuSO4 = Cu2+ + SO42-. Позитивно заряджені іони міді під дією електричного струму будуть переміщуватися до катода, де отримають електрони і виділяться на ньому у вигляді нейтральних атомів міді (рис. 2.). Негативно заряджені іони під дією електричного поля перемістяться до анода, де віддадуть вільні електрони і також виділяться на ньому.
Рис.2.
Нехай за час t через електроліт буде перенесено заряд. Кількість іонів, які досягли електрода, дорівнюватиме:
, (1)
де q0 = Ze - заряд іона; Z - валентність іона; e - елементарний заряд.
Кількість іонів N дорівнює кількості атомів речовини, що виділиться на електроді, а маса виділеної речовини
, (2)
де m0 - маса одного атома, μ - молярна маса речовини.
Для кожного хімічного елемента можна у виразі (2) виділити сталу величину k, яку називають електрохімічним еквівалентом речовини:
, (3)
У СІ електрохімічний еквівалент вимірюють у кілограмах на кулон: [k] = кг/Кл.
Виходячи з цього можна записати, що m = kq = kIΔt (4)
Маса речовини, яка виділяється на катоді за час Δt, пропорційна силі струму і часу. Це твердження, встановлене експериментально Фарадеєм (1831 р.), має назву першого закону Фарадея для електролізу.
Електрохімічний еквівалент речовини визначено для всіх хімічних елементів. Він є табличною величиною, але його не важко розрахувати:, де – хімічний еквівалент речовини. Добуток числа Авогадро на заряд електрона називають сталою Фарадея:
F = NAe = 6,02•1023 1/моль ×1,6•10-19 Кл = 96500 Кл/моль.
Стала Фарадея дорівнює заряду, під час перенесення якого одновалентними іонами через розчин або розплав електроліту виділяється 1 моль речовини.
З цих міркувань вираз (4) набуде вигляду: (5)
Формула (5) виражає другий закон Фарадея для електролізу: електрохімічні еквіваленти різних речовин прямо пропорційні їх хімічним еквівалентам. Якщо у вираз (4) підставити співвідношення (3), то отримаємо об'єднаний закон Фарадея для електролізу:
2.3. Явище електролізу має широке застосування в електрометалургії (добування чистих металів); у гальваностегії (нанесення металевих покриттів для запобігання корозії металів); у гальванопластиці (виготовлення копій з матриць) тощо. Будову хімічних джерел струму (гальванічних елементів та акумуляторів) також засновано на процесах взаємодії металів з електролітами.
Фрагмент відеофільму “Електроліз та його промислове застосування”.
3. Питання для закріплення матеріалу
1. Які речовини належать до електролітів?
2. Що таке електролітична дисоціація?
3. Що називають електричним струмом у рідинах?
4. Чим зумовлено електропровідність електролітів?
5. Чому під час проходження струму через розчин електроліту відбувається перенесення речовини, а під час проходження по металевому провіднику не відбувається?
6. Що називають електролізом?
7. Що називають електрохімічним еквівалентом речовини? Який його фізичний зміст?
8. Наведіть приклади застосування електролізу.
4. Завдання додому
§116, 117, 118, розв’язати впр. 30 (1,2,3) (Гончаренко С.У. Фізика 10 клас. – К.: Освіта, 1995)
Опорні записи до конспекту учня
Електроліт — це розчин або розплав, що проводить електричний струм.
УВАГА! Причиною дисоціації є не електричне поле, а дія розчинника або нагрівника.
Електроліз — це процес виділення на електродах речо¬вин внаслідок відновлювально-окислювальних реакцій, що відбуваються на електродах.
Рекомбінація – процес об’єднання іонів у нейтральні молекули.
m — маса речовими.
μ — молярна маса
NA — стала Авогадро,
N — кількість іонів,
Z — валентність
e — заряд електрона,
I—сила струму,
F — стала Фарадея. Закон електролізу
m = k•I•t
F = NAe
Застосування електролізу:
1) добування алюмінію з розплаву бокситів, цинку і нікелю з розчинів:
2) очищення (рафінування) металів від домішок:
3) гальваностегія (нікелювання, хромування і т. д.);
4) гальванопластика (одержання металевих рельєфних копій):
5) електролітичне полірування поверхні.
Мета: роз’яснити учням фізичну природу електропровідності рідких провідників, навчити учнів застосовувати закони електролізу Фарадея під час розв’язання задач. Ознайомити з технічним застосуванням електролізу. Розвивати уміння застосовувати вивчений матеріал при розв’язанні задач та у повсякденному житті. Виховати старанність, самостійність та відповідальність при виконанні завдань, поставлених вчителем.
Тип уроку: виклад нового матеріалу
Демонстрації:
1. явище електролізу;
2. фрагмент відеофільму “Електроліз та його промислове застосування”.
Обладнання: склянка з водним розчином сульфату міді (CuSO4); склянка з дистильованою водою, кухонна сіль, мідні електроди; джерело постійного струму; секун¬домір або годинник з секундною стрілкою; ключ; з'єднувальні провідники; лампа.
Хід уроку
1. Перевірка домашнього завдання.
2. Виклад нового матеріалу
Рідини, як і тверді тіла, можуть бути діелектриками, провідниками і напівпровідниками. Діелектриком є також дистильована вода.
2.1 Фронтальний експеримент
Складемо коло за схемою (рис.1.)
Рис.1.
Розглянемо три випадки:
1. В склянку наллємо дистильовану воду і опустимо два електроди – струму в колі немає (лампа не світиться). Дистильована вода – діелектрик.
2. В склянці насиплемо кухонну сіль (NaCl) – струму в колі немає (лампа не світиться). Кухонна сіль – діелектрик.
3. В склянку наллємо дистильовану воду і розчинемо в ній кухонну сіл (розчин солі) – замкнувши ключем коло, лампа починає світитись.
Питання: Чому сіль і дистильована вода окремо не проводить струм а якщо їх змішати струм в колі є?
Пояснення досліду.
До провідників належать розплави і розчини електролітів: кислот, лугів і солей. Рідкими напівпровідниками є розплавлений селен, розплави сульфідів та ін.
Під час розчинення електролітів під впливом електричного поля полярних молекул води відбувається розпад молекул електролітів на іони. Цей процес називають електролітичною дисоціацією, в результаті якої нейтральні молекули розпадаються на позитивні та негативні іони. В електроліті з'являються вільні носії зарядів і він починає проводити струм. Оскільки заряд у водних розчинах чи розплавах електролітів переноситься іонами, то таку провідність називають іонною. За іонної провідності проходження струму пов'язано із перенесенням речовини. На електродах відбувається виділення речовин, які входять до складу електроліту. На аноді негативно заряджені частинки віддають свої зайві електрони (окиснювальна реакція), а на катоді позитивні іони отримують електрони (реакція відновлення). Процес виділення на електроді речовини, пов'язаний із окиснювально-відновлювальними реакціями, називають електролізом. У розчині може відбуватися процес об’єднання іонів у нейтральні молекули, такий процес називається рекомбінацією.
2.2. Розглянемо явище електролізу на прикладі мідного купоросу (складемо коло за схемою рис.1). В результаті електролітичної дисоціації CuSO4 = Cu2+ + SO42-. Позитивно заряджені іони міді під дією електричного струму будуть переміщуватися до катода, де отримають електрони і виділяться на ньому у вигляді нейтральних атомів міді (рис. 2.). Негативно заряджені іони під дією електричного поля перемістяться до анода, де віддадуть вільні електрони і також виділяться на ньому.
Рис.2.
Нехай за час t через електроліт буде перенесено заряд. Кількість іонів, які досягли електрода, дорівнюватиме:
, (1)
де q0 = Ze - заряд іона; Z - валентність іона; e - елементарний заряд.
Кількість іонів N дорівнює кількості атомів речовини, що виділиться на електроді, а маса виділеної речовини
, (2)
де m0 - маса одного атома, μ - молярна маса речовини.
Для кожного хімічного елемента можна у виразі (2) виділити сталу величину k, яку називають електрохімічним еквівалентом речовини:
, (3)
У СІ електрохімічний еквівалент вимірюють у кілограмах на кулон: [k] = кг/Кл.
Виходячи з цього можна записати, що m = kq = kIΔt (4)
Маса речовини, яка виділяється на катоді за час Δt, пропорційна силі струму і часу. Це твердження, встановлене експериментально Фарадеєм (1831 р.), має назву першого закону Фарадея для електролізу.
Електрохімічний еквівалент речовини визначено для всіх хімічних елементів. Він є табличною величиною, але його не важко розрахувати:, де – хімічний еквівалент речовини. Добуток числа Авогадро на заряд електрона називають сталою Фарадея:
F = NAe = 6,02•1023 1/моль ×1,6•10-19 Кл = 96500 Кл/моль.
Стала Фарадея дорівнює заряду, під час перенесення якого одновалентними іонами через розчин або розплав електроліту виділяється 1 моль речовини.
З цих міркувань вираз (4) набуде вигляду: (5)
Формула (5) виражає другий закон Фарадея для електролізу: електрохімічні еквіваленти різних речовин прямо пропорційні їх хімічним еквівалентам. Якщо у вираз (4) підставити співвідношення (3), то отримаємо об'єднаний закон Фарадея для електролізу:
2.3. Явище електролізу має широке застосування в електрометалургії (добування чистих металів); у гальваностегії (нанесення металевих покриттів для запобігання корозії металів); у гальванопластиці (виготовлення копій з матриць) тощо. Будову хімічних джерел струму (гальванічних елементів та акумуляторів) також засновано на процесах взаємодії металів з електролітами.
Фрагмент відеофільму “Електроліз та його промислове застосування”.
3. Питання для закріплення матеріалу
1. Які речовини належать до електролітів?
2. Що таке електролітична дисоціація?
3. Що називають електричним струмом у рідинах?
4. Чим зумовлено електропровідність електролітів?
5. Чому під час проходження струму через розчин електроліту відбувається перенесення речовини, а під час проходження по металевому провіднику не відбувається?
6. Що називають електролізом?
7. Що називають електрохімічним еквівалентом речовини? Який його фізичний зміст?
8. Наведіть приклади застосування електролізу.
4. Завдання додому
§116, 117, 118, розв’язати впр. 30 (1,2,3) (Гончаренко С.У. Фізика 10 клас. – К.: Освіта, 1995)
Опорні записи до конспекту учня
Електроліт — це розчин або розплав, що проводить електричний струм.
УВАГА! Причиною дисоціації є не електричне поле, а дія розчинника або нагрівника.
Електроліз — це процес виділення на електродах речо¬вин внаслідок відновлювально-окислювальних реакцій, що відбуваються на електродах.
Рекомбінація – процес об’єднання іонів у нейтральні молекули.
m — маса речовими.
μ — молярна маса
NA — стала Авогадро,
N — кількість іонів,
Z — валентність
e — заряд електрона,
I—сила струму,
F — стала Фарадея. Закон електролізу
m = k•I•t
F = NAe
Застосування електролізу:
1) добування алюмінію з розплаву бокситів, цинку і нікелю з розчинів:
2) очищення (рафінування) металів від домішок:
3) гальваностегія (нікелювання, хромування і т. д.);
4) гальванопластика (одержання металевих рельєфних копій):
5) електролітичне полірування поверхні.
Контрольна робота
Електричне поле
Початковий рівень
Варіант 1
1.Яка фізична величина є силовою характеристикою електричного поля? Виберіть правильну відповідь.
А. Електроємність. Б. Різниця потенціалів. В. Напруженість.
2. Два точкові електричні заряди g і 2g на відстані г один від одного відштовхуються із силою F. Із якою силою відштовхуватимуться ці заряди на відстані 2г? Виберіть правильну відповідь.
А. 2F. Б. -15,56C В. 1/4F
3. Як зміниться електроємність повітряного конденсатора у разі змен¬шення відстані між пластинами у 2 рази? Виберіть правильну відповідь.
А. Зменшиться у 2 рази. Б. Збільшиться у 2 рази. В. Збільшиться у 4 рази.
Варіант 2
1. Електростатичне поле, створюють заряди, які в даній системі відліку... Виберіть правильне твердження.
А ...рухаються рівномірно. Б. ...рухаються рівноприскорено. В. ...перебувають у стані покою.
2. Яка фізична величина визначається відношенням потенціальної енергії електричного заряду в електричному полі до заряду? Виберіть правильну відповідь.
А. Потенціал електричного поля. Б. Напруженість електричного поля. В. Електроємність.
3. Як зміниться за модулем напруженість електричного поля точково¬го заряду в разі збільшення відстані від заряду в 4 рази? Виберіть правильну відповідь.
А. Зменшиться в 16 разів. Б. Зменшиться в 4 рази. В. Збільшиться в 4 рази.
Середній рівень
Варіант 1
1. Із якою силою взаємодіють у вакуумі два точкові електричні заря¬ди по 12 нКл, якщо відстань між ними 3 см? У скільки разів змен¬шиться сила взаємодії, якщо заряди розташовуватимуться у воді?
2. На заряд 30 нКл, внесений у дану точку поля, діє сила 24 мкН. Знайдіть напруженість поля в даній точці.
3. Від якої напруги потрібно зарядити конденсатор ємністю 4 мкФ, щоб надати йому заряду 0,44 мКл?
Варіант 2
1. Два позитивні заряди g і 2g перебувають на відстані 10 мм. Заряди взаэмодіють із силою 0,72 мН. Наскільки великий кожний заряд?
2. Заряд 5 нКл розташований в електричному полі з напруженістю 8 кН/Кл. Із якою силою поле діє на заряд?
3. Площа пластини слюдяного конденсатора 15 см2, а відстань між 0,02 см. Якою є ємність конденсатора?
Достатній рівень
1. Чи можуть силові лінії електростатичного поля бути замкнутими?
2. Визначте електроємність конденсатора, для виготовлення якого використовували стрічку алюмінієвої фольги завдовжки у 157 см і завширшки 90 мм. Товщина парафінового паперу 0,1 мм. Яка енергія за-в конденсаторі, якщо він заряджений до робочої напруги 400 В?
3. Із яким прискоренням падатиме кулька масою 10 г із зарядом 105 Кл в електричному полі, Землі? Напруженість поля поблизу поверхні Землі 130 В/м.
4. Дві металеві кулі, розташовані далеко одна від одної, мають радіу¬си RІ=5 см, R2 =15 см і. заряди g1=12 нКл, g2 = -40нКл. Кулі з’єнують тонким дротом.-Який заряд ∆g пройде по дроту?
Варіант 2 . -
1.Чи можна визначити силу взаємодії зарядів на пластинах плоского конденсатора, користуючись законом Кулона?
2. |Дві однакові провідні кульки із зарядами -1,5 • 10-5 і 2,5 • 10-5 Кл унаслідок тяжіння зіткнулися й знову розійшлися на 5 см. Визначте заряд с кожної кульки після зіткнення й силу електричної взаємодії між ними.
3. Два електрони, що перебувають у початковий момент далеко один від од¬ного, рухаються назустріч уздовж однієї прямої з однаковими за модулем швидкостями
1000 км/с. На яку найменшу відстань вони зблизяться?
4. Між обкладками плоского конденсатора розташована парафінова пла¬стинка. Ємність конденсатора 4 мкФ, його заряд 0,2 мКл. Яку робо¬ту потрібно здійснити, щоб витягнути пластинку з конденсатора?
Високий рівень
Варіант 1
1. Що можна сказати про різницю потенціалів між точкою на поверхні про¬відної зарядженої кулі й будь-якою точкою, розташованою усередині неї?
2. Плоский конденсатор із розмірами пластин 25 х 25 см2 і відстанню між ними 0,5 мм заряджений до різниці потенціалів 10 В і відклю¬чений від джерела. Якою буде різниця потенціалів, якщо пластини розсунути до відстані 5 мм?
3. Заряди 0,15 мкКл і 3 нКл перебувають на відстані 10 см один від одного. Яку роботу здійснять сиди електростатичного поля, якщо другий заряд, відштовхуючись від першого, віддалиться від нього ва відстань 10 м?
4. Металеву кулю радіуса Ну, заряджену до потенціалу фг, оточують концентричною з нею тонкою провідною сферичною оболонкою ра¬діуса Вж. Яким стане потенціал кулі, якщо його з'єднати провідни¬ком із оболонкою?
Варіант 2
Г. Електричний заряд, який міститься на провідній кульці, необхідно розділити порівну на три частини. Як Це здійснити?
2. Електрон рухається за напрямом силових ліній однорідного поля, напруженість якого 120 В/м. Яку відстань він пролетить до повної зупинки, якщо його початкова швидкість 1 Мм/с? Скільки часу електрон рухатиметься до зупинки?
3. В однорідне поле з напруженістю 10 кН/Кл, напрямлене вгору, вне¬сли заряд 25 нКл. У якій точці напруженість поля ставе рівною нулю?
4. Діелектрик пробивається за напруженості поля Е •« 1800 В/мм. Два плоскі конденсатори ємностями Сх = 600 пФ і С, в 1500 пФ із ізо¬люючим шаром із цього діелектрика завтовшки у 2 мм з'єднано по¬слідовно. За якої найменшої напруги буде пробита ця система?
Початковий рівень
Варіант 1
1.Яка фізична величина є силовою характеристикою електричного поля? Виберіть правильну відповідь.
А. Електроємність. Б. Різниця потенціалів. В. Напруженість.
2. Два точкові електричні заряди g і 2g на відстані г один від одного відштовхуються із силою F. Із якою силою відштовхуватимуться ці заряди на відстані 2г? Виберіть правильну відповідь.
А. 2F. Б. -15,56C В. 1/4F
3. Як зміниться електроємність повітряного конденсатора у разі змен¬шення відстані між пластинами у 2 рази? Виберіть правильну відповідь.
А. Зменшиться у 2 рази. Б. Збільшиться у 2 рази. В. Збільшиться у 4 рази.
Варіант 2
1. Електростатичне поле, створюють заряди, які в даній системі відліку... Виберіть правильне твердження.
А ...рухаються рівномірно. Б. ...рухаються рівноприскорено. В. ...перебувають у стані покою.
2. Яка фізична величина визначається відношенням потенціальної енергії електричного заряду в електричному полі до заряду? Виберіть правильну відповідь.
А. Потенціал електричного поля. Б. Напруженість електричного поля. В. Електроємність.
3. Як зміниться за модулем напруженість електричного поля точково¬го заряду в разі збільшення відстані від заряду в 4 рази? Виберіть правильну відповідь.
А. Зменшиться в 16 разів. Б. Зменшиться в 4 рази. В. Збільшиться в 4 рази.
Середній рівень
Варіант 1
1. Із якою силою взаємодіють у вакуумі два точкові електричні заря¬ди по 12 нКл, якщо відстань між ними 3 см? У скільки разів змен¬шиться сила взаємодії, якщо заряди розташовуватимуться у воді?
2. На заряд 30 нКл, внесений у дану точку поля, діє сила 24 мкН. Знайдіть напруженість поля в даній точці.
3. Від якої напруги потрібно зарядити конденсатор ємністю 4 мкФ, щоб надати йому заряду 0,44 мКл?
Варіант 2
1. Два позитивні заряди g і 2g перебувають на відстані 10 мм. Заряди взаэмодіють із силою 0,72 мН. Наскільки великий кожний заряд?
2. Заряд 5 нКл розташований в електричному полі з напруженістю 8 кН/Кл. Із якою силою поле діє на заряд?
3. Площа пластини слюдяного конденсатора 15 см2, а відстань між 0,02 см. Якою є ємність конденсатора?
Достатній рівень
1. Чи можуть силові лінії електростатичного поля бути замкнутими?
2. Визначте електроємність конденсатора, для виготовлення якого використовували стрічку алюмінієвої фольги завдовжки у 157 см і завширшки 90 мм. Товщина парафінового паперу 0,1 мм. Яка енергія за-в конденсаторі, якщо він заряджений до робочої напруги 400 В?
3. Із яким прискоренням падатиме кулька масою 10 г із зарядом 105 Кл в електричному полі, Землі? Напруженість поля поблизу поверхні Землі 130 В/м.
4. Дві металеві кулі, розташовані далеко одна від одної, мають радіу¬си RІ=5 см, R2 =15 см і. заряди g1=12 нКл, g2 = -40нКл. Кулі з’єнують тонким дротом.-Який заряд ∆g пройде по дроту?
Варіант 2 . -
1.Чи можна визначити силу взаємодії зарядів на пластинах плоского конденсатора, користуючись законом Кулона?
2. |Дві однакові провідні кульки із зарядами -1,5 • 10-5 і 2,5 • 10-5 Кл унаслідок тяжіння зіткнулися й знову розійшлися на 5 см. Визначте заряд с кожної кульки після зіткнення й силу електричної взаємодії між ними.
3. Два електрони, що перебувають у початковий момент далеко один від од¬ного, рухаються назустріч уздовж однієї прямої з однаковими за модулем швидкостями
1000 км/с. На яку найменшу відстань вони зблизяться?
4. Між обкладками плоского конденсатора розташована парафінова пла¬стинка. Ємність конденсатора 4 мкФ, його заряд 0,2 мКл. Яку робо¬ту потрібно здійснити, щоб витягнути пластинку з конденсатора?
Високий рівень
Варіант 1
1. Що можна сказати про різницю потенціалів між точкою на поверхні про¬відної зарядженої кулі й будь-якою точкою, розташованою усередині неї?
2. Плоский конденсатор із розмірами пластин 25 х 25 см2 і відстанню між ними 0,5 мм заряджений до різниці потенціалів 10 В і відклю¬чений від джерела. Якою буде різниця потенціалів, якщо пластини розсунути до відстані 5 мм?
3. Заряди 0,15 мкКл і 3 нКл перебувають на відстані 10 см один від одного. Яку роботу здійснять сиди електростатичного поля, якщо другий заряд, відштовхуючись від першого, віддалиться від нього ва відстань 10 м?
4. Металеву кулю радіуса Ну, заряджену до потенціалу фг, оточують концентричною з нею тонкою провідною сферичною оболонкою ра¬діуса Вж. Яким стане потенціал кулі, якщо його з'єднати провідни¬ком із оболонкою?
Варіант 2
Г. Електричний заряд, який міститься на провідній кульці, необхідно розділити порівну на три частини. Як Це здійснити?
2. Електрон рухається за напрямом силових ліній однорідного поля, напруженість якого 120 В/м. Яку відстань він пролетить до повної зупинки, якщо його початкова швидкість 1 Мм/с? Скільки часу електрон рухатиметься до зупинки?
3. В однорідне поле з напруженістю 10 кН/Кл, напрямлене вгору, вне¬сли заряд 25 нКл. У якій точці напруженість поля ставе рівною нулю?
4. Діелектрик пробивається за напруженості поля Е •« 1800 В/мм. Два плоскі конденсатори ємностями Сх = 600 пФ і С, в 1500 пФ із ізо¬люючим шаром із цього діелектрика завтовшки у 2 мм з'єднано по¬слідовно. За якої найменшої напруги буде пробита ця система?
ЕРС
Електрорушійна сила
Мета уроку: ввести поняття електрорушійної сили. Розглянути природу
сил, діючих усередині джерела струму.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
Демонстрації: демонстрація механічної моделі електричного кола.
План викладення нового матеріалу 1. Джерела струму.: 2. ЕРС та її фізичний зміст.
Викладення нового матеріалу
1. Джерела струму. Для наявності струму в провіднику необхідно, щоб у ньому існувало електричне поле, яке характеризується різницею потенціалів на кінцях провідника. У цьому випадку вільні заряди, якії є в ньому, беруть участь у напрямленому русі. Проте переміщення за- рядів досить швидко приводить до вирівнювання потенціалів і, отже, до припинення струму (можна навести приклад із гідродинамічною аналогією). Для тривалого існування струму треба підтримувати сталою? різницю потенціалів на кінцях провідника. Це й роблять так звані джерела
Для того щоб струм був постійним, необхідно, щоб потенціали ф1 і не змінювалися з часом, не дивлячись на те, що кожної секунди певне чис електронів йде з полюса 2 і стільки ж приходить на полюс 1. Очевид1 усередині джерела повинні діяти сили, які б за секунду переносили електрони, що прийшли на полюс 1, назад, на полюс 2. Причому, цим лам доведеться долати тяжіння електронів до полюса 1 і — відштовхув?1 їх від полюса 2, тобто ці сили повинні діяти проти сил електричного п створюваного зарядами полюсів. Звідси ясно, що природа цих сил пові на бути не електростатичною. Тому назвемо ці сили сторонніми.
Тепер стає зрозумілою роль сторонньої сили в електричному к< напрямляти електричні заряди проти електростатичних сил, відділяп негативні заряди від позитивних і приєднувати їх до негативних.
Сторонні сили своєю роботою замикають коло й забезпечую1! постійність струму. Ці сили в різних джерелах мають неоднакове « ходження. Наприклад, у гальванічних елементах це сили, що винв ють у результаті хімічних процесів; в електрофорній машині — це сі пружності м'язів руки, що обертає диски машини, тощо.
2. ЕРС та її фізичний зміст. Кожне джерело струму характеризуєі ся роботою діючих у ньому сторонніх сил із переміщення одиниці п< зитивного заряду, тобто певною електрорушійною силою (ЕРС).
ЕРС в замкнутому колі називають фізичну величину, яка чисельно дорівнює роботі сторонніх сил із переміщення одиничного позитивного заряду по всьому замкнутому колу:
У системі СІ [»] =
ІДж ІКл
Будь-яке джерело струму по суті є перетворювачем енергії: в ньому один який-небудь вид енергії перетворюється на електричний. З цієї точ¬ки зору сторонні сили й здійснюють роботу із розділення зарядів (фізич¬на величина, що вимірюється роботою сторонніх сил із розділення оди-ниці кількості електрики).
Запитання до учнів у ході викладення нового матеріалу
1. Чи може тривалий час існувати електричний струм у колі, якщо на рухомі носії струму діють тільки кулонівські сили?
2. Чому електричне поле заряджених частинок не здатне підтриму¬вати постійний електричний струм у колі?
Задачі, розв'язувані на уроці
1. До батареї підключена лампочка. Чи є правильним твердження: усе¬редині батареї струм рухається від її позитивного полюса до негативного?
2. У замкнутому колі сторонні сили здійснили роботу 5 Дж. Яку ро¬боту здійснили за цей же час кулонівські сили?
3. Під час живлення лампочки від елемента з ЕРС 1,5 В сила струму кола дорівнює 0,2 А. Знайдіть роботу сторонніх сил в елементі за 1 хв. (Відповідь: 18 Дж.)
Для конспекту учня
■ ЕРС в замкнутому колі називають фізичну величину, що чисельно дорівнює роботі сторонніх сил із переміщення одиничного позитив¬ного заряду по всьому замкнутому колу:
Домашнє завдання Основне: П: § 57. Додаткове: К: § 58
Мета уроку: ввести поняття електрорушійної сили. Розглянути природу
сил, діючих усередині джерела струму.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
Демонстрації: демонстрація механічної моделі електричного кола.
План викладення нового матеріалу 1. Джерела струму.: 2. ЕРС та її фізичний зміст.
Викладення нового матеріалу
1. Джерела струму. Для наявності струму в провіднику необхідно, щоб у ньому існувало електричне поле, яке характеризується різницею потенціалів на кінцях провідника. У цьому випадку вільні заряди, якії є в ньому, беруть участь у напрямленому русі. Проте переміщення за- рядів досить швидко приводить до вирівнювання потенціалів і, отже, до припинення струму (можна навести приклад із гідродинамічною аналогією). Для тривалого існування струму треба підтримувати сталою? різницю потенціалів на кінцях провідника. Це й роблять так звані джерела
Для того щоб струм був постійним, необхідно, щоб потенціали ф1 і не змінювалися з часом, не дивлячись на те, що кожної секунди певне чис електронів йде з полюса 2 і стільки ж приходить на полюс 1. Очевид1 усередині джерела повинні діяти сили, які б за секунду переносили електрони, що прийшли на полюс 1, назад, на полюс 2. Причому, цим лам доведеться долати тяжіння електронів до полюса 1 і — відштовхув?1 їх від полюса 2, тобто ці сили повинні діяти проти сил електричного п створюваного зарядами полюсів. Звідси ясно, що природа цих сил пові на бути не електростатичною. Тому назвемо ці сили сторонніми.
Тепер стає зрозумілою роль сторонньої сили в електричному к< напрямляти електричні заряди проти електростатичних сил, відділяп негативні заряди від позитивних і приєднувати їх до негативних.
Сторонні сили своєю роботою замикають коло й забезпечую1! постійність струму. Ці сили в різних джерелах мають неоднакове « ходження. Наприклад, у гальванічних елементах це сили, що винв ють у результаті хімічних процесів; в електрофорній машині — це сі пружності м'язів руки, що обертає диски машини, тощо.
2. ЕРС та її фізичний зміст. Кожне джерело струму характеризуєі ся роботою діючих у ньому сторонніх сил із переміщення одиниці п< зитивного заряду, тобто певною електрорушійною силою (ЕРС).
ЕРС в замкнутому колі називають фізичну величину, яка чисельно дорівнює роботі сторонніх сил із переміщення одиничного позитивного заряду по всьому замкнутому колу:
У системі СІ [»] =
ІДж ІКл
Будь-яке джерело струму по суті є перетворювачем енергії: в ньому один який-небудь вид енергії перетворюється на електричний. З цієї точ¬ки зору сторонні сили й здійснюють роботу із розділення зарядів (фізич¬на величина, що вимірюється роботою сторонніх сил із розділення оди-ниці кількості електрики).
Запитання до учнів у ході викладення нового матеріалу
1. Чи може тривалий час існувати електричний струм у колі, якщо на рухомі носії струму діють тільки кулонівські сили?
2. Чому електричне поле заряджених частинок не здатне підтриму¬вати постійний електричний струм у колі?
Задачі, розв'язувані на уроці
1. До батареї підключена лампочка. Чи є правильним твердження: усе¬редині батареї струм рухається від її позитивного полюса до негативного?
2. У замкнутому колі сторонні сили здійснили роботу 5 Дж. Яку ро¬боту здійснили за цей же час кулонівські сили?
3. Під час живлення лампочки від елемента з ЕРС 1,5 В сила струму кола дорівнює 0,2 А. Знайдіть роботу сторонніх сил в елементі за 1 хв. (Відповідь: 18 Дж.)
Для конспекту учня
■ ЕРС в замкнутому колі називають фізичну величину, що чисельно дорівнює роботі сторонніх сил із переміщення одиничного позитив¬ного заряду по всьому замкнутому колу:
Домашнє завдання Основне: П: § 57. Додаткове: К: § 58
Енергія конденсатора
Енергія електричного поля.
Урок узагальнення знань учнів
Сформувати уявлення учнів про на¬явність енергії електричного поля. сформувати уявлення учнів про те, що наявність енергії в електричному полі є ознакою матеріальності електричних полів.
. Узагальнити вивчений матеріал 3 теми
Енергія зарядженого конденсатора.
2. Енергія електричного поля.
3. Густина енергії.
4. Застосування конденсаторів.
І. Актуалізація знань учнів.
II. Вивчення нового матеріалу. Перевірка знань
Самостійна робота № Ід (20) «Електроємність провідника. Ємність плоского конденсатора».
1. Енергія
2. Викладення нового матеріалу
єнот» конденсатора. Для того щоб зарядити конден¬сатор, потрібно здійснити роботу з розділення позитивних і негативних зарядів. Згідно із законом збереження енергії конденсатор дістав запас енергії, що дорівнює роботі, яку здійснило під час зарядки конденсатора джерело струму, перемістивши на обкладки конденсатора заряд д:
: _£х_ ( оскільки різниця потенціалів МІЖ пластинами конден-сатора в процесі зарядки змінювалася лінійно. Тому IV = -5--51. Оскільки 9 = САф, то
2. Енергія електричного поля. Згідно з теорією'близькодії вся енер¬гія взаємодії заряджених тіл сконцентрована в електричному полі цих тіл. Значить, енергія, може бути виражена^через основну характеристи¬ку поля — напруженість. .
Оскільки Аф » Ей, а С = —8—, дістаємо:
З урахуванням того, що добуток площі пластин на відстань міз ГУV б'
, де V —об'єм, зайнятий електричним полем, дістаємо, що енер¬гія однорідного поля пропорційна об'єму, який займає поле:
3. Густина енергії Неважко помітити, що енергія електричного поля в одиниці об'єму (густина енергії): Запитання до учнів у ході викладення нового матеріалу
|3а допомогою якого досліду можна переконатися в тому, що заря-І джений конденсатор має енергію?
Чи можливо збільшити енергію зарядженого розсувногоконденсато-іра, не змінюючи різниці потенціалів на його пластинах? Яку небезпеку являють знеструмлені кола з конденсаторами, які Ї«-В них
Задачі, розв'язувані на уроці
Конденсатор із рідким діелектриком після зарядки відключили від джерела напруги. Як зміниться енергія електричного поля конден¬сатора, якщо з нього витече' рідкий діелектрик? Повітряний конденсатор заряджається до деякого потенціалу й у зарядженому стані заливається гасом, від чого енергія конден¬сатора зменшується в є разів. Куди «звикає» решта енергії? Яка кількість теплоти виділиться в провіднику під час розрядки через нього конденсатора ємністю 100 мкФ, зарядженого до різниці потенціалів 1,2 кВ? (Відповідь: 72 Дж.)
Пластини плоского конденсатора розсовують. У якому випадку до¬ведеться здійснити більшу роботу: а) конденсатор весь час підклю¬чений до джерела напруги; б) конденсатор відключений від джере¬ла після зарядки?
Для конспекту учня
І Енергія електричного поля:
І Енергія однорідного поля пропорційна об'єму, який займає поле:
І Густина енергії електричного поля:
1. Енергія зарядженого конденсатора.
2. Енергія електричного поля.
3. Густина енергії
4. Розв'язування задач. Узагальнення матеріалу з теми «Електричне поле».
III. Підсумки, домашнє завдання
К: § 43,52; Г. 8 51,52; 36: № 761,763,767
Урок узагальнення знань учнів
Сформувати уявлення учнів про на¬явність енергії електричного поля. сформувати уявлення учнів про те, що наявність енергії в електричному полі є ознакою матеріальності електричних полів.
. Узагальнити вивчений матеріал 3 теми
Енергія зарядженого конденсатора.
2. Енергія електричного поля.
3. Густина енергії.
4. Застосування конденсаторів.
І. Актуалізація знань учнів.
II. Вивчення нового матеріалу. Перевірка знань
Самостійна робота № Ід (20) «Електроємність провідника. Ємність плоского конденсатора».
1. Енергія
2. Викладення нового матеріалу
єнот» конденсатора. Для того щоб зарядити конден¬сатор, потрібно здійснити роботу з розділення позитивних і негативних зарядів. Згідно із законом збереження енергії конденсатор дістав запас енергії, що дорівнює роботі, яку здійснило під час зарядки конденсатора джерело струму, перемістивши на обкладки конденсатора заряд д:
: _£х_ ( оскільки різниця потенціалів МІЖ пластинами конден-сатора в процесі зарядки змінювалася лінійно. Тому IV = -5--51. Оскільки 9 = САф, то
2. Енергія електричного поля. Згідно з теорією'близькодії вся енер¬гія взаємодії заряджених тіл сконцентрована в електричному полі цих тіл. Значить, енергія, може бути виражена^через основну характеристи¬ку поля — напруженість. .
Оскільки Аф » Ей, а С = —8—, дістаємо:
З урахуванням того, що добуток площі пластин на відстань міз ГУV б'
, де V —об'єм, зайнятий електричним полем, дістаємо, що енер¬гія однорідного поля пропорційна об'єму, який займає поле:
3. Густина енергії Неважко помітити, що енергія електричного поля в одиниці об'єму (густина енергії): Запитання до учнів у ході викладення нового матеріалу
|3а допомогою якого досліду можна переконатися в тому, що заря-І джений конденсатор має енергію?
Чи можливо збільшити енергію зарядженого розсувногоконденсато-іра, не змінюючи різниці потенціалів на його пластинах? Яку небезпеку являють знеструмлені кола з конденсаторами, які Ї«-В них
Задачі, розв'язувані на уроці
Конденсатор із рідким діелектриком після зарядки відключили від джерела напруги. Як зміниться енергія електричного поля конден¬сатора, якщо з нього витече' рідкий діелектрик? Повітряний конденсатор заряджається до деякого потенціалу й у зарядженому стані заливається гасом, від чого енергія конден¬сатора зменшується в є разів. Куди «звикає» решта енергії? Яка кількість теплоти виділиться в провіднику під час розрядки через нього конденсатора ємністю 100 мкФ, зарядженого до різниці потенціалів 1,2 кВ? (Відповідь: 72 Дж.)
Пластини плоского конденсатора розсовують. У якому випадку до¬ведеться здійснити більшу роботу: а) конденсатор весь час підклю¬чений до джерела напруги; б) конденсатор відключений від джере¬ла після зарядки?
Для конспекту учня
І Енергія електричного поля:
І Енергія однорідного поля пропорційна об'єму, який займає поле:
І Густина енергії електричного поля:
1. Енергія зарядженого конденсатора.
2. Енергія електричного поля.
3. Густина енергії
4. Розв'язування задач. Узагальнення матеріалу з теми «Електричне поле».
III. Підсумки, домашнє завдання
К: § 43,52; Г. 8 51,52; 36: № 761,763,767
Самостійна робота
Самостійна робота
Початковий рівень
1. Виберіть найправильніше продовження фрази: «Магнітні поля ство¬рюються ...»
А.... як нерухомими, так і рухомими електричними зарядами. Б. ... нерухомими електричними зарядами. В. ... електричними рухомими зарядами.
2. Що спостерігається в досліді Ерстеда? Виберіть правильне твер¬дження.
А. Провідник зі струмом діє на електричні заряди.
В. Магнітна стрілка обертається поблизу провідника зі струмом.
В. Магнітна стрілка обертається поблизу зарядженого провідника.
Середній рівень
1. Блискавка вдарила в ящик зі сталевими ножами й виделками. Після цього вони виявилися намагніченими. Як це пояснити?
2. Чи відхилиться магнітна стрілка, якщо її розмістити поблизу пуч¬ка рухомих частинок: а) електронів; б) атомів; в) позитивних іонів?
Достатній рівень
1. Шнур настільної лампи, що живиться постійним струмом, піднесли до магнітної стрілки. Чи вплине магнітне поле струму на стрілку?
2. Чому звужується струмінь розплавленого металу в разі пропускан¬ня через нього струму?
І Круглий виток проводу вільно висить на проводах, які підводять ^ струм. По витку тече струм указаного на рис. 191 напряму. Як по¬веде себе виток, якщо до нього піднести магніт південним полюсом від читача до рисунка? -
' Напрям струму в обмотці підковоподібного електромагніту показа¬но стрілками (рис. 192). Визначте полюси сердечника.
Початковий рівень
1. Виберіть найправильніше продовження фрази: «Магнітні поля ство¬рюються ...»
А.... як нерухомими, так і рухомими електричними зарядами. Б. ... нерухомими електричними зарядами. В. ... електричними рухомими зарядами.
2. Що спостерігається в досліді Ерстеда? Виберіть правильне твер¬дження.
А. Провідник зі струмом діє на електричні заряди.
В. Магнітна стрілка обертається поблизу провідника зі струмом.
В. Магнітна стрілка обертається поблизу зарядженого провідника.
Середній рівень
1. Блискавка вдарила в ящик зі сталевими ножами й виделками. Після цього вони виявилися намагніченими. Як це пояснити?
2. Чи відхилиться магнітна стрілка, якщо її розмістити поблизу пуч¬ка рухомих частинок: а) електронів; б) атомів; в) позитивних іонів?
Достатній рівень
1. Шнур настільної лампи, що живиться постійним струмом, піднесли до магнітної стрілки. Чи вплине магнітне поле струму на стрілку?
2. Чому звужується струмінь розплавленого металу в разі пропускан¬ня через нього струму?
І Круглий виток проводу вільно висить на проводах, які підводять ^ струм. По витку тече струм указаного на рис. 191 напряму. Як по¬веде себе виток, якщо до нього піднести магніт південним полюсом від читача до рисунка? -
' Напрям струму в обмотці підковоподібного електромагніту показа¬но стрілками (рис. 192). Визначте полюси сердечника.
Урок 3
Тема: Умови існування електричного струму. Закон Ома для ділянки кола. Опір.
Мета. Ознайомити учнів з моделлю навчального блоку “Закони постійного струму”; з видами робіт із запланованими формами контролю знань і вимогами до засвоєння теми. Повторити опорний матеріал і на його основі поглибити знання учнів про електричний струм. Розширити зміст поняття сили струму на основі електронних уявлень. Поглибити також знання учнів про функціональну залежність І=f(U,R).
Унаочнення: Прилади і матеріали для демонстраційних дослідів.
План проведення уроку
І. Мотивація.
1. Ознайомлення учнів із суттю і метою розділу “Закони постійного струму”.
2. Ознайомлення з тематичною карткою з теми (додаток 1.1):
Кількість годин на вивчення;
Вимоги до вмінь і знань з теми;
Види і терміни поточного контролю;
- Дата контрольної роботи;
Підручники і додаткова література.
ІІ. Актуалізація і повторення опорного матеріалу (методом фронтальної бесіди):
Що нам відомо з курсу 8 класу про електричний струм?
При яких умовах буде існувати електричний струм?
Які дії стуму ви знаєте?
Де і як людина використовує електричний струм, відповідно до його дій?
Чи необхідно дотримуватися правил техніки безпеки при поводженні зі струмом і чому?
Сформулюйте закон Ома для ділянки кола.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу.
Використовуючи знання учнів за 8 клас, у вигляді бесіди з одночасним оформленням опорного конспекту (додаток 1.2) вчитель на дошці, а учні в зошитах опрацьовують питання:
- Електричний струм – впорядкований рух заряджених частинок (дійсних – електронів, йонів, уявних – дірок).
Наявність вільних носіїв заряду і сил, що заставляють заряди рухатися у певному напрямку – умови існування електричного струму.
Закон Ома. Вольт-амперна характеристика (ВАХ) провідника (залежність сили струму у провіднику від напруги на кінцях цього провідника).
Демонстрації: 1. Залежність сили струму у провіднику від його опору (за сталої напруги).
2. Залежність сили струму у провіднику від напруги на кінцях
цього провідника (за сталого опору ділянки кола).
Опір і його функційна залежність від роду речовини провідника і його геометричних розмірів.
ІV. Узагальнення набутих знань.
Повторення вивченого об’єму теоретичного матеріалу за опорним конспектом.
V. Домашнє завдання.
§ 59, §60 (1) і опрацювати опорний конспект з теми.
Мета. Ознайомити учнів з моделлю навчального блоку “Закони постійного струму”; з видами робіт із запланованими формами контролю знань і вимогами до засвоєння теми. Повторити опорний матеріал і на його основі поглибити знання учнів про електричний струм. Розширити зміст поняття сили струму на основі електронних уявлень. Поглибити також знання учнів про функціональну залежність І=f(U,R).
Унаочнення: Прилади і матеріали для демонстраційних дослідів.
План проведення уроку
І. Мотивація.
1. Ознайомлення учнів із суттю і метою розділу “Закони постійного струму”.
2. Ознайомлення з тематичною карткою з теми (додаток 1.1):
Кількість годин на вивчення;
Вимоги до вмінь і знань з теми;
Види і терміни поточного контролю;
- Дата контрольної роботи;
Підручники і додаткова література.
ІІ. Актуалізація і повторення опорного матеріалу (методом фронтальної бесіди):
Що нам відомо з курсу 8 класу про електричний струм?
При яких умовах буде існувати електричний струм?
Які дії стуму ви знаєте?
Де і як людина використовує електричний струм, відповідно до його дій?
Чи необхідно дотримуватися правил техніки безпеки при поводженні зі струмом і чому?
Сформулюйте закон Ома для ділянки кола.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу.
Використовуючи знання учнів за 8 клас, у вигляді бесіди з одночасним оформленням опорного конспекту (додаток 1.2) вчитель на дошці, а учні в зошитах опрацьовують питання:
- Електричний струм – впорядкований рух заряджених частинок (дійсних – електронів, йонів, уявних – дірок).
Наявність вільних носіїв заряду і сил, що заставляють заряди рухатися у певному напрямку – умови існування електричного струму.
Закон Ома. Вольт-амперна характеристика (ВАХ) провідника (залежність сили струму у провіднику від напруги на кінцях цього провідника).
Демонстрації: 1. Залежність сили струму у провіднику від його опору (за сталої напруги).
2. Залежність сили струму у провіднику від напруги на кінцях
цього провідника (за сталого опору ділянки кола).
Опір і його функційна залежність від роду речовини провідника і його геометричних розмірів.
ІV. Узагальнення набутих знань.
Повторення вивченого об’єму теоретичного матеріалу за опорним конспектом.
V. Домашнє завдання.
§ 59, §60 (1) і опрацювати опорний конспект з теми.
Урок 2
Тема: Робота і потужність електричного струму
Мета: з’ясувати поняття роботи й потужності електричного струму; розвивати в учнів уміння встановлювати взаємозв’язки між фізичними величинами, явищами і процесами, виховувати працьовитість.
Обладнання: електрична плитка, паяльник, лічильник.
Хід уроку
І. Організаційний момент.
ІІ. Опитування теоретичного матеріалу.
1) Яке з’єднання провідників називається послідовним?
2) Яке з’єднання провідників називається паралельним?
3) Які переваги має паралельне з’єднання провідників над послідовним?
4. Яка електрична величина однакова для всіх провідників, з’єднаних послідовно?
5) Як знайти загальний опір коли при послідовному з’єднанні?
6) Як знайти повну напругу в колі при послідовному з’єднанні?
7) Яка з основних електричних величин є однаковою для всіх віток паралельного з’єднання?
8) Як виражається сила струму в колі до його розгалуження через сили струмів в окремих вітках розгалуження?
ІІІ. Актуалізація опорних знань.
- Що таке електричний струм?
- Назвати споживачі електричного струму.
- Яка умова того, щоб струм виникав?
- Що називають електричною схемою?
- Що вам відомо про силу струму, електричну напругу і електричний опір?
- Для чого призначений реостат в колі?
- Яку роботу виконує струм?
ІV. Вивчення нового матеріалу.
1. Пояснення вчителя
Достатньо пригадати теплову, магнітну й хімічну дії струму, як стає зрозуміло, що електричний струм має енергію. Ці дії свідчать про те, що електрична енергія може перетворюватися в теплову, світлову, механічну енергії. А будь0яке перетворення енергії з одного виду в інший характеризується виникання роботи.
Отже, електричний струм при проходженні на певній ділянці кола виконує роботу, яку можна підрахувати.
Пригадайте означення напруги.
, де А – робота, виконується при перенесенні заряджених частинок на певній ділянці кола;
q – заряд, що переноситься на цій ділянці;
U – напруга на даній ділянці кола.
Очевидно, А =U.q (1)
Щоб визначити роботу електричного струму на певній ділянці електричного кола, потрібно напругу на цій ділянці кола помножити на заряд, перенесений через неї.
Тепер пригадайте означення сили струму: (2), звідки q= I.t, тому А= Ut(3). Якщо U-1B, I=1A, t=1C, маємо А=1Дж 1 Дж = 1В.1А.1с=1В.А.С
Спробуйте проаналізувати формула (3) і дати тлумачення одиниці роботи джоуль. Якщо маємо фізичну величину, то як чим її виміряти.
2. Демонстрування будови електричного лічильника.
3. Слово вчителя.
Якщо йдеться про виконання роботи, варто згадати про швидкість її виконання, тобто про потужність. Пригадайте із 7 класу:
- Спробуйте записати формулу й одиницю потужності електричного струму.
- Дайте визначення одиниці потужності 1 Вт.
4. Робота з підручником.
- Розгляньте мал.. 2.64 (6.123) і табличку частинних та кратних одиниць потужності (с.122).
V. Закріплення вивченого матеріалу.
1. Як визначають роботу електричного струму?
2. Як визначають потужність?
3. Назвіть одиниці вимірювання роботи й потужності.
4. Розв’яжіть задачу.
В електроосвітлювальну мережу ввімкнули електроприлад потужністю 2 кВт. Яку роботу виконає електричний струм протягом 10 годин?
5. Заповнення таблиці «зведена таблиця фізичних величин».
VІ. Підсумок уроку.
«На сьогоднішньому уроці ми дізналися…», «На сьогоднішньому уроці найважливішим відкриттям для мене було…»
VІІ. Домашнє завдання.
Вивчіть § 40. Прочитайте інструкцію до Л.Р. №7.
Мета: з’ясувати поняття роботи й потужності електричного струму; розвивати в учнів уміння встановлювати взаємозв’язки між фізичними величинами, явищами і процесами, виховувати працьовитість.
Обладнання: електрична плитка, паяльник, лічильник.
Хід уроку
І. Організаційний момент.
ІІ. Опитування теоретичного матеріалу.
1) Яке з’єднання провідників називається послідовним?
2) Яке з’єднання провідників називається паралельним?
3) Які переваги має паралельне з’єднання провідників над послідовним?
4. Яка електрична величина однакова для всіх провідників, з’єднаних послідовно?
5) Як знайти загальний опір коли при послідовному з’єднанні?
6) Як знайти повну напругу в колі при послідовному з’єднанні?
7) Яка з основних електричних величин є однаковою для всіх віток паралельного з’єднання?
8) Як виражається сила струму в колі до його розгалуження через сили струмів в окремих вітках розгалуження?
ІІІ. Актуалізація опорних знань.
- Що таке електричний струм?
- Назвати споживачі електричного струму.
- Яка умова того, щоб струм виникав?
- Що називають електричною схемою?
- Що вам відомо про силу струму, електричну напругу і електричний опір?
- Для чого призначений реостат в колі?
- Яку роботу виконує струм?
ІV. Вивчення нового матеріалу.
1. Пояснення вчителя
Достатньо пригадати теплову, магнітну й хімічну дії струму, як стає зрозуміло, що електричний струм має енергію. Ці дії свідчать про те, що електрична енергія може перетворюватися в теплову, світлову, механічну енергії. А будь0яке перетворення енергії з одного виду в інший характеризується виникання роботи.
Отже, електричний струм при проходженні на певній ділянці кола виконує роботу, яку можна підрахувати.
Пригадайте означення напруги.
, де А – робота, виконується при перенесенні заряджених частинок на певній ділянці кола;
q – заряд, що переноситься на цій ділянці;
U – напруга на даній ділянці кола.
Очевидно, А =U.q (1)
Щоб визначити роботу електричного струму на певній ділянці електричного кола, потрібно напругу на цій ділянці кола помножити на заряд, перенесений через неї.
Тепер пригадайте означення сили струму: (2), звідки q= I.t, тому А= Ut(3). Якщо U-1B, I=1A, t=1C, маємо А=1Дж 1 Дж = 1В.1А.1с=1В.А.С
Спробуйте проаналізувати формула (3) і дати тлумачення одиниці роботи джоуль. Якщо маємо фізичну величину, то як чим її виміряти.
2. Демонстрування будови електричного лічильника.
3. Слово вчителя.
Якщо йдеться про виконання роботи, варто згадати про швидкість її виконання, тобто про потужність. Пригадайте із 7 класу:
- Спробуйте записати формулу й одиницю потужності електричного струму.
- Дайте визначення одиниці потужності 1 Вт.
4. Робота з підручником.
- Розгляньте мал.. 2.64 (6.123) і табличку частинних та кратних одиниць потужності (с.122).
V. Закріплення вивченого матеріалу.
1. Як визначають роботу електричного струму?
2. Як визначають потужність?
3. Назвіть одиниці вимірювання роботи й потужності.
4. Розв’яжіть задачу.
В електроосвітлювальну мережу ввімкнули електроприлад потужністю 2 кВт. Яку роботу виконає електричний струм протягом 10 годин?
5. Заповнення таблиці «зведена таблиця фізичних величин».
VІ. Підсумок уроку.
«На сьогоднішньому уроці ми дізналися…», «На сьогоднішньому уроці найважливішим відкриттям для мене було…»
VІІ. Домашнє завдання.
Вивчіть § 40. Прочитайте інструкцію до Л.Р. №7.
Урок 1
Тема: Робота і потужність електричного струму
Мета: з’ясувати поняття роботи й потужності електричного струму; розвивати в учнів уміння встановлювати взаємозв’язки між фізичними величинами, явищами і процесами, виховувати працьовитість.
Обладнання: електрична плитка, паяльник, лічильник.
Хід уроку
І. Організаційний момент.
ІІ. Опитування теоретичного матеріалу.
1) Яке з’єднання провідників називається послідовним?
2) Яке з’єднання провідників називається паралельним?
3) Які переваги має паралельне з’єднання провідників над послідовним?
4. Яка електрична величина однакова для всіх провідників, з’єднаних послідовно?
5) Як знайти загальний опір коли при послідовному з’єднанні?
6) Як знайти повну напругу в колі при послідовному з’єднанні?
7) Яка з основних електричних величин є однаковою для всіх віток паралельного з’єднання?
8) Як виражається сила струму в колі до його розгалуження через сили струмів в окремих вітках розгалуження?
ІІІ. Актуалізація опорних знань.
- Що таке електричний струм?
- Назвати споживачі електричного струму.
- Яка умова того, щоб струм виникав?
- Що називають електричною схемою?
- Що вам відомо про силу струму, електричну напругу і електричний опір?
- Для чого призначений реостат в колі?
- Яку роботу виконує струм?
ІV. Вивчення нового матеріалу.
1. Пояснення вчителя (з елементами бесіди).
Достатньо пригадати теплову, магнітну й хімічну дії струму, як стає зрозуміло, що електричний струм має енергію. Ці дії свідчать про те, що електрична енергія може перетворюватися в теплову, світлову, механічну енергії. А будь0яке перетворення енергії з одного виду в інший характеризується виникання роботи.
Отже, електричний струм при проходженні на певній ділянці кола виконує роботу, яку можна підрахувати.
Учні! Пригадайте означення напруги.
, де А – робота, виконується при перенесенні заряджених частинок на певній ділянці кола;q – заряд, що переноситься на цій ділянці;
U – напруга на даній ділянці кола.
Очевидно, А =U.q (1)
Щоб визначити роботу електричного струму на певній ділянці електричного кола, потрібно напругу на цій ділянці кола помножити на заряд, перенесений через неї.
Тепер пригадайте означення сили струму:
(2), звідки q= I.t, тому А= Ut(3). Якщо U-1B, I=1A, t=1C, маємо А=1Дж 1 Дж = 1В.1А.1с=1В.А.С
(2), звідки q= I.t, тому А= Ut(3). Якщо U-1B, I=1A, t=1C, маємо А=1Дж 1 Дж = 1В.1А.1с=1В.А.ССпробуйте проаналізувати формула (3) і дати тлумачення одиниці роботи джоуль. Якщо маємо фізичну величину, то як чим її виміряти.
2. Демонстрування будови електричного лічильника.
3. Слово вчителя.
Якщо йдеться про виконання роботи, варто згадати про швидкість її виконання, тобто про потужність. Пригадайте із 7 класу:
- Спробуйте записати формулу й одиницю потужності електричного струму.
- Дайте визначення одиниці потужності 1 Вт.
4. Робота з підручником.
- Розгляньте мал.. 2.64 (6.123) і табличку частинних та кратних одиниць потужності (с.122).
V. Закріплення вивченого матеріалу.
1. Як визначають роботу електричного струму?
2. Як визначають потужність?
3. Назвіть одиниці вимірювання роботи й потужності.
4. Розв’яжіть задачу.
В електроосвітлювальну мережу ввімкнули електроприлад потужністю 2 кВт. Яку роботу виконає електричний струм протягом 10 годин?
5. Заповнення таблиці «зведена таблиця фізичних величин».
VІ. Підсумок уроку.
Вправа «Незакінчені речення».
Закінчте незакінчене речення «На сьогоднішньому уроці ми дізналися…», «На сьогоднішньому уроці найважливішим відкриттям для мене було…»
VІІ. Домашнє завдання.
Вивчіть § 40. Прочитайте інструкцію до Л.Р. №7.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)