Электрические цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников

Альчимбаева Каламкас Тлеубергеновна
Учитель Физики
Костанайский Строительный колледж
Цель урока: закрепить знание закона Ома, познакомить учащихся с видами соединений проводников и закономерностями, существующими в цепи с последовательным и параллельным соединениями проводников.
Задачи:
- образовательные: формирование умений составлять электрические цепи, проводить простейшие измерения. Раскрыть назначение последовательного и параллельного соединений, закрепить полученные знания путем решения практических задач
-развивающие: развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать результаты экспериментов, обобщать, делать самостоятельные выводы, логически мыслить, строить план эксперимента, развивать мышление, устную речь учащихся.
-воспитательные: формирование умений использования теоретических сведений и практических навыков по изучаемой теме в жизни, в целях профориентации подчеркнуть важность изучаемой темы в различных областях деятельности, развитие аккуратности, бережного отношения к оборудованию.
Тип урока: комбинированный (беседа+рассказ+учебный практикум)
Вид урока: урок совершенствования знаний, умений, навыков.
Формы работы учащихся: выполнение теста, практических заданий, устные ответы на вопросы.
Методы работы: частично-поисковый, метод самостоятельной работы в парах, метод самоконтроля.
Межпредметная связь: электротехника, математика
Оборудование урока: ПК, интерактивная доска, плакат «последовательное и параллельное соединения проводников», карточки с тестами, источник тока, ключи, лампочки, реостат, резисторы, амперметр, вольтметр,

План урока:
1. Вводная часть. Сообщение учителя.
2. Актуализация знаний. Фронтальный опрос, тест, индивидуальная работа
3. Последовательное и параллельное соединение проводников. Демонстрация, беседа, презентация, объяснение нового материала, работа с таблицей.
4. Закрепление изученного материала. Работа с презентацией. Решение задач.
5. Подведение итогов, домашнее задание. Сообщение учителя.
Ход урока
1. Организационный момент. Здравствуйте, ребята.Итак, на прошлых занятиях мы с вами познакомились с такими электрическими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление, познакомились с приборами для измерения силы тока и напряжения; экспериментально установили закон Ома для участка цепи, а также научились собирать простейшую электрическую цепь.
Вопрос: Назовите составные части электрической цепи.
Ответ: Простейшая электрическая цепь состоит из источника тока, ключа и лампочки (потребителя).
В этой цепи мы использовали лишь один потребитель электрической энергии – электрическую лампочку. Но на практике такие электрические цепи встречаются редко. В основном электрические цепи состоят из большого числа потребителей электрической энергии, причём по-разному соединённых между собой. Мы с вами уже встречались с разными способами соединения проводников в электрической цепи, но сегодня на уроке мы изучим эти соединенияболее подробно.
2. Актуализация знаний. Учитель: Я предлагаю вам оценить свою работу на уроке. Для этого воспользуйтесь оценочными бланками и критериями самооценки, лежащими перед вами. После выполнения каждого задания оцените свои ответы. В конце занятия подсчитаете итоговую оценку.
Проверка домашнего задания - решить задачи: по карточкам (на отдельной парте 2 человека); проверка сложных домашних задач у доски - 2 человека.
Карточка 1
Необходимо изготовить реостат, рассчитанный на 6 Ом, из никелинового провода диаметром 0,8 мм. Какой длины проводник надо взять? Каким будет падение напряжения на полностью включенном реостате при силе тока 1,5 А? (удельное сопротивление никелина 4,2*10 -7 Ом *м )
Карточка 2
Найти сопротивление стального проводника сечением 5мм2 , если к нему приложено напряжение 64В. Средняя скорость упорядоченного движения электронов в проводнике равна 2*10-4 м/с, а их концентрация 4*1028 м-3.
Карточка 3
Медный проводник свит из 17 отдельных жил с площадью поперечного сечения 1,5 мм2 каждая. Определить силу тока, протекающего по проводнику длиной 100 м, если падение напряжения на нем 4 В. (удельное сопротивление меди 1,68*10 -8 Ом *м )
Карточка 4
К концам медного провода длиной 300 м приложено напряжение 36 В. Найдите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация электронов проводимости в меди равно 8,5*1028 м-3.

Тест на интерактивной доске. (Учащиеся заполняют лист оценивания)
Нужно выбрать верное утверждение.
1.Электрический ток это … СЛАЙД
А. упорядоченное движение заряженных частиц.
Б. движение заряженных частиц.
В. движение электронов и протонов.
Г. беспорядочное движение заряженных частиц
Д. упорядоченное движение положительных ионов
2.Источник тока…
А. создаёт заряженные частицы в проводнике.
Б. создаёт и поддерживает электрическое поле в проводнике.
В. создаёт электрический ток.
Г. заряжает частицы в проводнике
Д. создает беспорядочное движение зарядов в проводнике
3.Какое из устройств не является источником тока?
А. Аккумулятор. Б. Вентилятор. В. Генератор. Г.Гальванический элемент. Д. Солнечная батарея
4.Внутри источника тока …
А. происходит создание зарядов.
Б. происходит разделение положительных и отрицательных зарядов.
В. образуется электрический ток.
Г. создаётся упорядоченное движение электронов
Д. создается электростатическая защита
5.В каком из источников тока химическая энергия превращается в электрическую?
А. Гальванический элемент Б. Фотоэлемент В. Термоэлемент
Г. Солнечная батарея Д. Термопара
6.В каком из перечисленных веществ электрический ток протекать не может?
А. Медь Б. Резина В. Свинец. Г. Алюминий Д. Растворы солей
7. Как записывается закон Ома?
А. I=U*R Б. R=U*I B. I=U/R Г. U=I/R Д.R=U*I
Правильные ответы:1 а 2 б 3б 4 б 5 а 6 б 7в
Учащиеся проверяют, заполняют лист оценивания
Задание 1. Повторим элементы электрической цепи. Условные обозначения элементов электрической цепи показаны на экране и раздаются на каждую парту.
Задание 2. Устный опрос студентов по вопросам:
• Какие вещества являются проводниками? Приведите пример.
• Что такое электрический ток? Постоянный электрический ток?
• Какие действия оказывает электрический ток при прохождении через проводник?
• Какая величина является количественной характеристикой электрического тока?
• Какую задачу выполняет источник тока?
• Какова причина электрического сопротивления проводника?
• От каких характеристик проводника зависит его электрическое сопротивление?
• Железный проводник без изоляции длиной 1 м сложили втрое и скрутили. Изменилось ли при этом сопротивление? Как?
• Как зависит сила тока от напряжения на концах участка? Прочитать закон Ома для участка цепи.
• Найдите ошибку в схемах. Объясните. (на экране)

После опроса собрать работы по карточкам (задачи), проверить домашнюю работу у доски.
Изучение нового материала.Учитель: Сегодня ребята мы с вами очередной раз окунёмся в мир электрических цепей.Запишем тему сегодняшнего урока в тетрадь. Какие задачи мы поставим перед собой?Мы должныраскрыть назначение последовательного и параллельного соединений, закрепить полученные знания путем решения практических задач. (СЛАЙД «ЗНАТЬ», « УМЕТЬ»)
знать: Законы тока в цепях с последовательным и параллельным соединениями проводников.
уметь: Определять вид соединений потребителей энергии. Решать задачи на расчет электрических цепей постоянного тока.
Дадим определение электрической схемы.Определение: Соединения электрических приборов в электрическую цепь называются схемами.
Использование интерактивной лекции.Учащиеся заполняют таблицу в тетради с помощью слайда презентации:

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.Рассмотрим схему последовательного соединения проводников.
При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова(получить равенство по повторению определения силы тока: заряд, проходящий через сечение проводника): Т.к.I=∆q/∆t, то в разветвленной части цепи через любое R за определенное время пройдет один и тот же заряд q, тогда
I1 = I2 = I.

По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводникахравны:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR,
где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует:
R = R1 + R2.

Если R1= R2= …=Rn, то R =R1*n. Вывод равенства: U1 / R1=U2 / R2
Вывод:При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Проверим эти выводы с помощью эксперимента: демонстрация последовательного соединения резисторов.
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.
При параллельном соединении напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы:
U1 = U2 = U.
Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:
I = I1 + I2.

Записывая на основании закона Ома
где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим
Если R1= R2= …=Rn,то R =R1/n , Вывод равенства: I1R1=I2R2

Вывод: При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.Демонстрация параллельного соединения резисторов.
Преимущества и недостатки соединений.Примеры по плакату.
Пример последовательного соединения: гирлянда.
Пример параллельного соединения: потребители в жилых помещениях.
Преимущества и недостатки соединений:
Последовательное – защита цепей от перегрузок: при увеличении силы тока выходит из строя предохранитель, и цепь автоматически отключается. При выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные.
Параллельное – при выходе из строя одного из элементов соединения, остальные действуют. При включении элемента с меньшим возможным напряжением в цепь элемент перегорит.
Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных проводников.
Закрепление изученного материала:
Задание 3. Вопросы к беседе:
1. Общая сила тока в проводниках, соединенных последовательно остается….(постоянной)
2. Общая сила тока на участке параллельного соединения трех проводников по 1А равна..(3А)
3. Общее напряжение на участке параллельного соединения проводников остается... (постоянным)
4. Общее сопротивление двух проводников сопротивлением по 1 Ом при последовательном соединении равно….(2 Ом), при параллельном ….(0,5 Ом)
5. В законе Ома под символами I, U, R понимают какие значения силы тока, напряжения и сопротивления проводников? (общие)
Памятка по технике безопасности при работе с электрическим током.
1. Не используйте при сборке электрических цепей провода с повреждённой изоляцией с видимыми повреждениями.
2. Следите за исправностью всех креплений в приборах и приспособлениях.
3. При сборке электрических цепей избегайте пересечения проводов.
4. Источники тока подключайте в последнюю очередь.
5. Все исправления в цепях проводите при отключенном источнике тока.
6. Не прикасайтесь к вращающимся частям электрических машин.
7. Не определяйте наличие тока в цепи на ощупь.
8. Не прикасайтесь к проводам, свисающим со столбов, стен, торчащим из земли – они могут находиться под током.
Важно помнить, что:
• Очень опасно одновременно прикасаться двумя руками к неисправленному проводу.
• Очень опасно дотрагиваться до провода, стоя на сырой земле.
• Очень опасно пользоваться неисправленными приборами.
• Очень опасно собирать, разбирать, что-либо в электрических приборах во время работы прибора.
ДОБАВИМ:
• Нельзя включать, выключать электрические приборы мокрыми руками.
• Нельзя засовывать металлическую проволоку в розетки.
• Прежде чем, что-то исправить, нужно отключить прибор.
Электрический ток явление полезное, нужное и опасное. С самого первого занятия нужно применять правила ТБ, как будто вы работаете с опасным для жизни током, даже если вы знаете что он безопасный.
Экспериментальное задание № 1 (работа в парах). Работа учащихся на ПК
Тема: “Расчет сопротивления участка цепи из двух электрических ламп, соединенных:
а) последовательно, б) параллельно”.
Цель: Рассчитать сопротивление проводников при последовательном и параллельном соединении проводников
Оборудование:
1. источник питания, ключ, соединительные провода
2. амперметр
3. вольтметр.
Расчетные формулы:
1. Rобщ=∑R
2. Rобщ= R1∙R2
R1+R2
Ход работы
1) Соберите электрическую цепь последовательного соединения, подсоединив амперметр последовательно, а вольтметр - параллельно к каждой лампе.
А). Запишите результат:
I = …. А
U1 = … В
U2 = … В
Б) Рассчитайте сопротивление каждого проводника:
R1 = …. Ом
R2 = …. Ом
В)Рассчитайте общее сопротивление участка цепи:
Rобщ = …. Ом
2) Соберите электрическую цепь параллельного соединения, подсоединив амперметр (последовательно), а вольтметр - параллельно. Измерьте силу тока и напряжение на приборах. Рассчитайте общее сопротивление участка цепи. Сделайте вывод.
Экспериментальное задание № 2(работа в парах)
Тема: “Расчет сопротивления проводников при различных видах соединения”.
Цель: Рассчитать сопротивление трех резисторов по 6 кОм при различных видах соединения проводников
Оборудование:
1. линейка,
2. карандаш
3. данные задачи.
Расчетные формулы:
1. Rобщ=∑R
2. Rобщ= R1∙R2
R1+R2
Возможные варианты решения задачи:
1)Для параллельного соединения трех проводников решение приведено на доске: Rобщ=к2Ом
2)Для последовательного соединения трех проводников - устно Rобщ=∑R = 18 кОм
Задание 4. Решение задач и на смешанное соединение резисторов с обсуждением.СЛАЙДЫ. Электрические цепи со смешанным соединением проводников. Расчетные задачи. Устно.
3. Подведение итогов урока: Учитель: На этом уроке мы с вами провели небольшое исследование по теме «Параллельное и последовательное соединение проводников в электрической цепи», узнали свойства каждого соединения, научились собирать их, проводить измерения и вычисления. И еще все мы помним, что физики, они ещё и лирики. Поэтому я вам прочитаю стихи, а вам придется дописать всего одно рифмованное слово в куплет. Будьте внимательны.
В любую электроцепь войдут всегда
Источник, потребитель,… (провода)
При сборке надо знать для ясности
Правила техники…(безопасности)
Не забудем при сборке мы следовательно
Амперметр включаем… (последовательно)
А вольтметр двумя проводами отдельно
Включи к элементам цепи .. (параллельно)
С учетом полярности сводим концы.
Учитель вам скажет, что вы - …(молодцы!)
Объявить оценки за урок.
Домашнее задание: параграф 9.4, повторить 9.3 стр.233-235 Физика-10 Авт. Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Койшибаев, выучить формулы для силы тока, напряжения и сопротивления при параллельном и последовательном соединении проводников.
Найдите в вашей квартире примеры параллельного и последовательного соединения проводников. Начертите их схемы в тетрадь

Литература
1. Физика 10 кл. Авт. Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Койшибаев.
2. Л.С. Жданов, Г.Л. Жданов. «Физика для средних специальных заведений»)
3. «Сборник задач и вопросов по физике», под редакцией Р.А. Гладковой)
4. А. И. Сёмке “Занимательные материалы к урокам”, Москва, “Издательство НЦ ЭНАС”
5. Материалы сети Интернет.
6. Рябоволов Г.И. Дадашева Н.Р. Курганова В.А. Сборник дидактических заданий по физике «Высшая школа»1991
7. Тункабаев С. Насохова Ш. Кронгарт Б. Кем В. Загайнова В. Физика 10,11 класс Алматы «Мектеп»2007
8. Физический эксперимент в школе. Москва « Просвещение» 1983скачать dle 11.0фильмы бесплатно