Электрический ток. Сила тока. Условия, необходимые для существования электрического тока - Поурочные разработки к учебнику В. А. Касьянова - Физика - Поурочные планы к учебникам Мякишева Г. Я. и Касьянова В. А. 11 класс - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока

Цели: выяснить природу электрического тока; закрепить знания об условиях возникновения и существования электрического тока.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Изучение нового материала

Эксперимент

Заряженный электрометр соединен с таким же незаряженным.

Что происходит? Второй электроскоп показывает наличие заряда? Заряд перенесен свободными зарядами электронами, движущимися по проводнику.

Направленное движение заряженных частиц называется электрическим током.

В металлах свободными являются электроны, в растворах солей, электролитов - положительные и отрицательные ионы, в газах - ионы и электроны.

Чтобы существовал электрический ток необходимо:

1. Наличие свободных заряженных частиц.

2. Наличие электрического поля (поле создают источники тока). Увидеть электроны (ионы) в проводнике невозможно. Как же можно обнаружить электрический ток? Ток обнаруживается по действию, которое он производит.

Тепловое действие тока

Эксперимент

Присоедините к полюсам источника тока железную или никелиновую проволоку. Проволока нагреется и удлинится, слегка провиснет. Ее можно раскалить докрасна.

Химическое действие тока

Эксперимент

В сосуд с электролитом, в качестве которого используется CuSО₄, опустите два угольных электрода и подключите их к источнику тока.

При этом катод постепенно покрывается красным слоем меди, а на аноде выделяются пузырьки газа.

Магнитное действие тока

Эксперимент

На железный гвоздь намотайте медный провод, покрытый изоляционным материалом, а концы провода соедините и источником тока.

Гвоздь становится магнитом и притягивает небольшие железные предметы: булавки, железные опилки.

Механическое действие тока

Эксперимент

На рамку намотайте несколько витков медного провода. Концы обмотки присоедините к полюсам источника тока. Поместите рамку между полюсами магнита. При этом она начнет поворачиваться.

Физиологическое действие тока

При прохождении через живой организм ток вызывает сокращение мышц.

Если в цепи установился электрический ток, это означает, что через поперечное сечение проводника все время переносится электрический заряд. Заряд, перенесенный в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока.

Сила тока величина скалярная. Она может быть как I > 0, если направление тока совпадает с условием, выбранным положительным направлением вдоль проводника, в противном случае I < 0.

Пусть проводник имеет сечение площадью S (рис. 107). В объеме, ограниченном 1 и 2 содержится N = nSΔl частиц с общим зарядом где q₀ - заряд одной частицы.

Если частица движется со средней скоростью v:

Найдем скорость перемещения электронов в металлическом проводнике. v ≈ 7 · 10^-5 м/с. Она достаточно мала.

Для создания и поддержки упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определенном направлении.

Если сила перестанет действовать, то упорядоченное увеличение заряженных частиц прекратится из-за сопротивления:

Именно электрическое поле внутри проводника служит причиной, вызывающей и поддерживающей упорядоченное движение, если внутри проводника имеется электрическое иоле, то между концами проводника существует разность потенциалов:

Если разность потенциалов не меняется во времени, то устанавливается постоянный электрический ток.

III. Закрепление изученного материала

- Что такое электрический ток?

- Что нужно создать в проводнике, чтобы в нем существовал ток?

- Как можно наблюдать химическое действие тока?

- Где используется тепловое действие тока?

- Направление движения каких частиц в проводнике принято за направление тока?

- Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?

- Что принимают за единицу силы тока?

- Как называется эта величина?

IV. Подведение итогов урока

Домашнее задание

п. 1, 2.