Интегрированный урок по физике и электротехнике на тему Электрический ток. Законы постоянного тока

Краевое государственное бюджетное
профессиональное образовательное учреждение № 16
г. Хабаровска
Открытый урок по дисциплине
«Физика»
по теме: «Электрический ток. Законы постоянного тока»

Разработала: Е.А. Кухаренко
преподаватель физики
Тема: «Электрический ток. Законы постоянного тока»
Цель: обобщить знания о законах постоянного тока.
Задачи:
Образовательные:
Продолжить развитие теоретических знаний обучающихся об электрическом токе.
Продолжить развитие экспериментальных умений обучающихся:
Развивающие:
Развивать умения анализировать учебный материал: наблюдать, сравнивать, сопоставлять изучаемые явления и факты, делать выводы.
Развивать такие качества мышления как: логичность, доказательность, целостность восприятия, способность к оценочным действиям, критичность.
Воспитательная:
Познакомить обучающихся с проблемами получения и использования постоянного тока.
План урока.
1. Организация начала урока.
2. Актуализация знаний
3. Работа над изучаемым материалом в группах:
а) повторение физических величин и единиц измерения;
б) составление электрических схем
в) повторение формул
г) решение задач
д) наблюдение действия демонстрационного источника тока;е) выполнение фронтального эксперимента.
5. Углубленное изучение нового материала:
а) вывод об особенностях различных источников тока;б) рассмотрение вопроса о преобразовании энергии в источника.
6. Домашнее задание.
7. Рефлексия.
8. Выводы по уроку.
ХОД УРОКА.
 I. ОРГАНИЗАЦИЯ УРОКА.
Преподаватель входит в класс, здоровается и выключает свет.
- Что я сделала, нажав на кнопку выключателя?(отключили свет)
- Что исчезло в проводах, соединяющих электролампы ивыключатель?
(электрический ток)
-Как вы думаете, что будет темой сегодняшнего урока?
(электрический ток)
… Он всем несет тепло и свет
Щедрей его на свете нет
К поселкам, селам, городам,
Приходит он по проводам. (Электрический ток)
- Что же такое электрический ток? (Направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц)
- Но мы уже все прошли про электрический ток. Что же мы будем делать сегодня? (Повторять пройденный материал)
- Действительно, сегодня мы с вами повторим и обобщим весь изученный ранее материал по теме «Электрический ток. Законы постоянного тока». Для этого мы поделили группу на команды. Первая команда называется «Ампер», вторая – «Вольт». Итак, мы начинаем.
Конкурс “Путаница”. Каждой команде выдается 10 карточек. Из слов на карточках команда должна сложить цепочку: обозначение физической величины – название физической величины – единица измерения физической величины – прибор, с помощью которого можно измерить данную физическую величину. Та команда, которая первая справляется с заданием, получает 10 баллов.
Конкурс «Формулы». Укажите формулу, которая соответствует
А) математической записи закона Ома.
А) ; Б) ; В) ;Г) ;
Б) математической записи силы тока.
А) ; Б) ; В) ;Г) ;
В) математической записи закона Кулона.
А); Б) ; В);Г) ;
Г) запаси сопротивления.
А) ; Б) ; В) ;Г)
Конкурс “Конкурс капитанов”. “Тест на физическую силу” (кто быстрей надует шарик и наэлектризует его).

Ответьте на вопрос: как проверить, что шарик наэлектризован?
Конкурс «Решение задач» Для каждой команды предлагается рассчитать электрические схемы.

Конкурс-физкультминутка «Электрическая цепь». Каждому члену команды прикрепить листочек с названием прибора:
1) источник тока, лампа, ключ, реостат, амперметр, вольтметр, который измеряет напряжение на лампочке.
2) Источник тока, ключ, резистор, амперметр, лампочка, вольтметр, который измеряет сопротивление на резисторе.
Задание: соберите электрическую цепь по заданной схеме (каждой команде выдается схема цепи).

Конкурс «Эксперимент» (Перед тем, как обучающиеся приступят к выполнению данного конкурса, преподаватель демонстрирует опыт: два электрода из одинаковых и разных металлов опускают сначала в обыкновенную воду, а затем в раствор поваренной соли или кислоты. Наблюдают появление ЭДС при контакте электродов из разных металлов при погружении в электролит ). Мы сейчас практически повторим опыт А. Вольта. Изготовим гальванические элементы и соберем из них батарею (преподаватель демонстрирует эксперимент)
Задание: А теперь вы создайте свой источник тока из двух последовательно соединенных проводников. В качестве электролита используйте уксусную кислоту. Измерьте напряжение в цепи. Соберите из полученных источников тока батарею (обучающиеся собирают источники тока и батарею).
Подведение итогов конкурсов.

Экскурс в историю. Проявления электричества были замечены со времени «зари человечества: молния как жупел Зевса- громовержца, «огни Святого Эльма», светлячки и морские обитатели- светящийся планктон, электрические угри и скаты. И хотя электризацию уже могли получать трением шерсти по янтарю или шелка по эбониту, до практического применения время не пришло.

Началом эры электричества считают 1786 год, когда Луиджи Гальвани (врач и физиолог ) отметил влияние «живого электричества» при контакте препарированной лягушки с двумя разными металлами. Анализируя этот эффект, Алессандро Вольта в 1800 году создал химический источник тока и дал ему название «Гальванический». Почти век электрические явления исследовались лишь с точки зрения науки, и лишь во второй половине 19 века начали использовать электрическую энергию для преобразования ее в механическую и световую. Первыми источниками света были дуговые лампы и первые несовершенные лампы с нитью накаливания. Дуговые, хотя и хорошо светили, были недолговечны и пожароопасны. Кроме того они требовали постоянной регулировки. Лампы накаливания долго не находили приемлемого материала для высокой температуры нагрева. В их качестве пробовались угольные и металлические стержни, полоски картона, обугленные бамбуковые и растительные волокна и т. д.
Настоящий бум в развитии электрического освещения связан с именем Эдисона. 12 апреля 1879 года им получен патент на лампу с платиновой спиралью. Далее - откачка воздуха из баллона, патрон и винтовой цоколь, поворотный выключатель, плавкий предохранитель и т. д. В 1882 году Эдисон строит в Нью - Йорке первую электростанцию постоянного тока и освещает дома и улицы.
Основную роль в производстве электрической энергии играют электростанции, использующие различные виды механической энергии: ветровую, гидравлическую или тепловую. Тепловая энергия, производимая на атомных и тепловых электростанциях, использует невозобновляемые источники тепла – уголь и ядерное топливо. Технический прогресс на настоящем этапе развития требует все большего потребления энергии, а это ведет к экологическим проблемам захоронения отходов и загрязнения окружающей среды. И, самое главное, исчерпываются, накопленные Землей за миллионы лет, запасы угля и нефти. Тепловые и атомные электростанции производят основную долю электрической энергии, поэтому можно считать, что каждый киловатт – час потребляемой электрической энергии требует килограмм угля.


Развитие науки на современном этапе предлагает для решения этих проблем два основных направления:
Уменьшение потребления электрической энергии.
Дальнейшее развитие и использование возобновляемых источников электрической энергии.
Сокращение потребления электрической энергии в быту достигается как за счет рационального потребления, так и заменой источников освещения на более эффективные.
Достаточно долго лампы с нитью накаливания были основным источником света. Со времен Эдисона произошло только одно серьезное изменение- нить накала стали делать из более тугоплавкого металла- вольфрама, имеющего температуру плавления 3340 С. Это позволило повысить температуру нагрева нити до 2500… 2900 С, что увеличило яркость света и приблизило цвет свечения к естественному солнечному свету. Однако от главного недостатка ламп накаливания это не помогло. В лампах накаливания электрическая энергия преобразуется в тепловую ( нагрев ) и лишь часть её переходит в световую. К. П. Д. таких ламп не превышает 10%.

На смену лампам накаливания пришли Газоразрядные лампы, в которых происходит прямое преобразование электричества в свет при протекании тока через газ или пары металлов ( неон, аргон, криптон, ксенон, пары ртути или натрия ). Обладают высокой долговечностью работы и сравнительно высоким К. П. Д. ( до 40% ). В газоразрядных лампах светится не газ внутри колбы, но люминофор, преобразующий энергию электричества в движение заряженных движущихся частиц газа или паров металла. Эти быстродвижущиеся частицы, содержащие УФ лучи, возбуждают люминофор (фосфор) и излучают видимый свет любой температуры ( в зависимости от состава люминофора). В лампах накаливания цветовая температура не может быть выше 3000 С ( температура плавления вольфрама- 3340 С). Недостатком газоразрядных ламп надо считать проблему утилизации отработавших изделий.

Серьезный шаг – переход к светодиодным источникам освещения, к которых около 80% потребляемой электрической энергии преобразуется в световую.
У Светодиодных светильников история очень короткая, но не менее занимательная. Светодиодные излучатели ( LED ) известны около 40 лет, однако белые сверхяркие светодиоды научились промышленно производить в конце 20 века, когда была разработана технология производства ярких синих светодиодов ( Сюдзи Накамура – 1990 г.).

Красные и зеленые светодиоды были самыми первыми, созданными как элементы индикации. Получение синих светодиодов и обеспечение достаточной интенсивности каждого из цветов позволило создать источники света с достаточными эксплуатационными параметрами. Недостатком этих осветителей в настоящее время считают сравнительную дороговизну и обязательное преобразование питающих напряжений к требуемым. «Бичом» таких осветителей является большая доля ультрафиолетовых ( УФ ) лучей, губительно действующих на все живые организмы. От УФ лучей Солнца Землю защищает окружающая атмосфера.
Главная же задача науки и техники – более широкое внедрение альтернативных технологий получения электрической энергии и развитие возобновляемых источников энергии: современных ГЭС, гидротермальных и ветряных электростанций, радиоизотопных и солнечных батарей. Использующих физическое прямое преобразование ядерной и солнечной энергии в электрическую.
Давайте вспомним, что мы сегодня делали и что нового узнали? (Обучающиеся отвечают)
В связи с этим у вас будет следующее домашнее задание…
Домашнее задание: Сделать сообщение на тему «Современные альтернативные источники тока».

Рефлексия.

Эти чаши весов будут символизировать вашу работу на уроке. Каждый получит по два стикера, на которых написано «Я» и «Мы». Приклейте эти стикеры к чашам весов, оценив свою работу на уроке и работу своей группы. Оцените, как вы сегодня работали - плохо, хорошо, активно, неактивно, с интересом, без интереса? (Левую чашу считать, как «плохо», а правую – как «хорошо»)
(Обучающиеся приклеивают стикеры)
Подведение итогов. Выставление оценок.
Спасибо за урок!