Электрическое напряжение - Электрические явления

Цель: ввести понятие напряжения и познакомить учащихся с единицей измерения напряжения.

Демонстрации: электрическая схема с лампочками от карманного фонарика и осветительной сети; измерение напряжения вольтметром.

Ход урока

I. Проверка знаний

Чтобы проверить степень усвоения знаний по теме можно в начале урока провести самостоятельную работу по карточкам с разноуровневыми заданиями, например:

Уровень 1

1. Сколько у источника тока полюсов? Какие бывают полюсы?

2. Какие источники тока вы знаете?

Уровень 2

1. Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

2. Могут ли жидкости быть проводниками? Диэлектриками? Приведите примеры.

Уровень 3

1. По спирали электролампы проходит 540 Кл электричества за каждые 5 мин. Чему равна сила тока в лампе?

2. При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение электрода за 1 мин?

Уровень 4 .

1. Скорость направленного движения электронов в металлическом проводнике очень мала, составляет доли миллиметра в секунду. Почему же лампа начинает светиться практически одновременно с замыканием цепи?

2. Гальванометр показывает наличие тока, если к его зажимам присоединить стальную и алюминиевую проволоки, а вторые концы воткнуть в лимон или яблоко. Объясните это явление.

3. Во включенном в цепь приборе сила тока равна 8 мкА. Какое количество электричества проходит через этот прибор в течение 12 мин?

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Показать, что напряжение характеризует электрическое поле, созданное источником.

2. Напряжение на участке электрической цепи.

3. Единица напряжения - вольт.

1. О силе тока можно судить либо по показанию амперметра, либо по действию тока. Например, чем больше накалена нить лампы, тем больший ток проходит по цепи.

- От каких же факторов зависит сила тока в цепи?

Проведем опыт: замкнем цепь на один аккумулятор и обратим внимание на величину тока в цепи. Если последовательно увеличивать число аккумуляторов, ток в цепи увеличивается.

Вывод: сила тока в цепи зависит от какой-то величины, связанной с источником тока.

Поскольку источник тока создает электрическое поле в цепи, а ток, возникающий в цепи под действием этого электрического поля, оказывается не одинаковой величины, то и электрическое поле различных источников будет разным. Электрическое поле действует с определенной силой на заряженные частицы. Чем больше величина этой силы, тем больше будет скорость направленного движения заряженных частиц. Это означает, что через поперечное сечение проводника пройдет в единицу времени большее число заряженных частиц и будет перенесен больший электрический заряд, то есть пройдет больший ток.

Действующее в цепи электрическое поле характеризуется особой величиной, называемой напряжением электрического поля или просто напряжением.

Напряжение - это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы.

2. Напряжение на участке электрической цепи.

- Как же мы можем судить о напряжении?

Собираем схему, в которую включены последовательно две лампочки. Одна - рассчитанная на напряжение 220 В, а другая - от фонарика, рассчитанная на 4,5 В. Ток в обеих лампочках будет примерно одинаков, а следовательно, через лампочки протекает в единицу времени- одно и то же количество электричества. Однако осветительная лампочка излучает света во много раз больше, чем лампочка для карманного фонаря. Очевидно, для прохождения некоторого количества электричества через осветительную лампу требуется большее количество энергии, чем при протекании заряда через лампочку от карманного фонарика. То есть работа электрического тока в первой лампочке больше, чем во второй. О величине работы можно судить по различию в напряжении.

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поде по перемещению единицы заряда на данном участке цепи:

3. Единица напряжения - вольт (В).

[U] = 1 В.

Вольт равен такому электрическому напряжению между двумя точками цепи, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл на этом участке равна 1 Дж:

III. Закрепление изученного

Вопросы для закрепления:

- Из какого опыта следует необходимость введения понятия напряжения?

- Какой физической величиной пользуются для измерения напряжения?

- Какое напряжение используют в осветительной сети?

- Напряжение в сети 100 В. Что это означает?

Если в конце урока остается время, его желательно посвятить разбору простых задач по изученной теме:

Задача 1

При прохождении одинакового количества электричества в одном проводнике совершена работа 100 Дж, а в другом - 250 Дж. На каком проводнике напряжение больше? Во сколько раз?

Задача 2

Определите напряжение на участке цепи, если при прохождении по нему заряда в 15 Кл током была совершена работа 6 кДж.

Задача 3

При переносе 60 Кл электричества из одной точки электрической цепи в другую за 12 мин совершена работа 900 Дж. Определите напряжение и силу тока в цепи.

Домашнее задание

1. § 39, 40 учебника; вопросы и задания к параграфу.

2. Подготовиться к лабораторной работе № 4.

3. Сборник задач В. И. Лукашика, Е. В. Ивановой, № 1263, 1265, 1272.