Последовательное соединение проводников - Электрические явления

Цель: ознакомить учащихся с последовательным соединением проводников и закономерностями, существующими в цепи с последовательным соединением проводников.

Демонстрации: цепь с последовательно соединенными лампочками; постоянство силы тока в различных участках цепи; напряжения в цепи с последовательно соединенными проводниками.

Ход урока

I. Проверка знаний

С целью проверки усвоения изученного материал первые 10-15 минут урока можно посвятить письменной проверочной работе по карточкам. Можно предложить следующие варианты заданий для карточек разных уровней:

Уровень 1

1. О связи каких электрических величин идет речь в законе Ома для участка цепи?

2. Необходимо вдвое увеличить силу тока в цепи. Как это можно сделать?

Уровень 2

1. Требуется увеличить в 4 раза ток в цепи при возросшем вдвое сопротивлении. Что нужно для этого сделать?

2. Как можно определить сопротивление катушки, на которой намотан провод, не измеряя длины и сечения намотанной части провода?

Уровень 3

1. Определите силу тока в электрочайнике, включенном в сеть с напряжением 220 В, если сопротивление нити накала равно 40 Ом.

2. При напряжении 110 В, подведенном к резистору, сила тока в нем равна 5 А. Какова будет сила тока в резисторе, если напряжение на нем увеличить на 10 В?

Уровень 4

1. Определите силу тока, проходящего по стальному проводу длиной 100 м и сечением 0,5 мм², при напряжении 68 В.

2. Определите удельное сопротивление сплава, если напряжение на концах проволоки сечением 0,5 мм² и длиной 4 м, сделанной из него, равно 9,8 В, а сила тока в ней 2 А.

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Последовательное соединение проводников.

2. Расчеты силы тока, напряжения и сопротивления в цепи с последовательно соединенными проводниками.

3. Применение последовательного соединения проводников.

1. Последовательным считают такое соединение проводников, при котором конец первого проводника соединяют с началом второго, конец второго - с началом третьего и так далее.

Продемонстрировав ряд опытов, учитель подводит учащихся к важным выводам:

а) ток, протекающий через все резисторы при последовательном соединении резисторов один и тот же;

б) при последовательном соединении резисторов общее напряжение на всем соединении равно сумме напряжений на каждом резисторе.

Для уяснения сущности этих закономерностей полезна гидродинамическая аналогия.

2. На основе перечисленных выше закономерностей и закона Ома для участка цепи устанавливаются формулы для общего сопротивления соединений резисторов:

При изучении этого материала полезно использовать уже усвоенную учащимися зависимость и дать качественную оценку: при последовательном соединении проводников как бы увеличивается длина проводника, включенного в цепь, что приводит к увеличению сопротивления.

3. Применение последовательного соединения проводников. Основным недостатком последовательного соединения проводников является то, что при выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные. Так, например, если перегорит одна из ламп елочной гирлянды, то погаснут и все другие. Указанный недостаток может обернуться и достоинством. Представьте себе, что некоторую цепь нужно защитить от перегрузки: при увеличении силы тока цепь должна автоматически отключаться.

- Как это сделать? (Например, использовать предохранители.) Далее можно предложить учащимся самим привести примеры применения последовательного соединения проводников.

III. Решение задач

Оставшуюся часть урюка желательно посвятить решению задач.

Задача 1

Как можно использовать одинаковые лампы, рассчитанные на напряжение 36 В, если напряжение в сети равно 220 В? Нарисуйте схему цепи.

Задача 2

Резисторы с сопротивлениями 2 кОм и 8 кОм соединены последовательно. На каком из них большее напряжение? Во сколько раз?

Задача 3

Вольтметр V₁ показывает 12 В (рис. 16). Каковы показания амперметра и вольтметра V₂?

Задача 4

Участок цепи состоит из двух последовательно соединенных резисторов, сопротивления которых 50 Ом и 70 Ом. Напряжение на участке цепи 60 В. Найдите силу тока в цепи и напряжение на каждом из резисторов.

Домашнее задание

1. § 48 учебника; вопросы и задания к параграфам.

2. Выполнить упражнение к параграфу (упр. 22).

3. Сб. задач В. И. Лукашика, Е. В. Ивановой, № 1342, 1350, 1353, 1354.