Параллельное соединение проводников

Н. А.ЩИРИКОВА (учитель физики),

МОУ СОШ п. Бобровский

Ханты-Мансийского района

ХМАО (Югры).

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

ПРОВОДНИКОВ

ОТКРЫТЫЙ УРОК ОБЪЯСНЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА. ФИЗИКА. 8 КЛАСС.

Цели урока: сформировать знания о параллельном соединении проводников, способах расчета параметров цепи, закрепить умения сборки электрических цепей;

развивать творческие способности (умение видеть противоречие, формулировать проблему, выдвигать гипотезы и находить выход из проблемной ситуации).

Оборудование: на каждом столе два резистора по 4 Ом, источник питания, амперметр, вольтметр, соединительные провода.

На уроке используются проблемные методы обучения. Учащиеся должны осознать противоречие между известными им фактами и результатами эксперимента, выводами, которые они сделали из этих фактов, и результатами опыта, сформулировать проблему и разрешить ее. На предыдущих уроках изучено последовательное соединение проводников.

Тема урока не объявляется учителем, а формулируется учащимися в конце урока. Этот прием используется для того, чтобы дети еще раз повторили материал урока и осмыслили его.

На доске представлен весь объем работы, которую предстоит сделать на уроке.

Ход урока.

I.  Организационный момент.

II.  Актуализация знаний.

Фронтальный опрос.

¾  Дайте определение электрического тока.

¾  Каковы условия существования электрического тока в цепи?

¾  Как можно создать электрическое поле в проводнике?

¾  Какие физические величины характеризуют электрический ток и электрическое поле?

¾  С помощью каких приборов можно измерить силу тока и напряжение на участке цепи и как эти приборы подключаются?

III.  Создание проблемной ситуации.

Учитель задает вопрос: «Ребята, вы знаете, что чем больше резисторов в цепи, тем больше ее сопротивление и тем меньше сила тока при условии, что напряжение не изменяется. Если мы соберем цепь из двух резисторов по 4 Ом каждый, чему будет равно ее сопротивление?» (Ответ: 8 Ом).

Учитель: «Проверим наше предположение. Соберите цепь, схема которой начерчена на доске, измерьте напряжение, рассчитайте силу тока. Результаты вашей работы мы запишем на доске».

Учащиеся выполняют задание и получают такие результаты:

U=4 B, R=8 Oм, I=0,5 A

Учитель предлагает проверить полученный результат на опыте. Учащиеся измеряют силу тока в подводящих проводах. I=2 A.

Результаты расчетов и опыта не совпали. Почему?

IV.  Разрешение проблемной ситуации.

Учитель предлагает выдвигать гипотезы и записывает их на доске. Гипотезы возможны такие:

¾  неправильно собрана цепь;

¾  допущена ошибка при вычислениях;

¾  проводники соединены не последовательно, поэтому нужно искать другие способы расчета параметров цепи.

После обсуждения гипотез приходят к выводу, что сопротивление в данной цепи не равно сумме сопротивлений составляющих ее резисторов и определять его надо по-другому. Следует анализ схемы цепи, дается определение параллельного соединения проводников, обсуждаются особенности распределения токов и напряжений на различных участках цепи.

Учитель: «Как же можно определить сопротивление цепи? Позволяют ли данные нашего опыта сделать это?»

Учащиеся приходят к выводу, что надо воспользоваться законом Ома.

I=U/R, R=U/I, R=2 Oм

Далее обращается внимание учащихся на то, что общее сопротивление цепи меньше каждого из входящих в нее сопротивлений.

Анализируя схемы, учащиеся приходят к выводу, что при последовательном соединении проводников общее сопротивление цепи больше большего, а при параллельном меньше меньшего сопротивления составляющих цепь резисторов. В качестве подводящего к правильному решению приема можно использовать аналогию с водой, разбегающейся по двум или нескольким ручейкам.

V.  Закрепление и углубление знаний.

Задача № 1. Два параллельно соединенных проводника подключены к источнику постоянного напряжения 12 В. Сила тока в первом проводнике равна 2 А, во втором проводнике 4 А. Определите сопротивление каждого проводника и общее сопротивление цепи. (Ответ. R1=6 Ом, R2=3 Ом, R=2 Ом).

Решение задачи записывается на доске и в тетрадях, после чего в ходе подводящего диалога выводится формула зависимости силы тока от сопротивлений проводников.

Вопросы подводящего диалога 1.

1.  Во сколько раз отличаются сопротивления проводников? (В 2 раза).

2.  Во сколько раз отличаются текущие через них токи? (В 2 раза).

3.  Какая между ними существует зависимость? (Обратно пропорциональная)

4.  Как можно выразить эту зависимость математически? (I1/I2=R2/R1).

5.  Как это доказать? (U=U1=U2; I1R1=I2R2; I1/I2=R2/R1).

Задача № 2. (Устно). Сопротивления двух параллельно соединенных проводников равны 24 Ом и 8 Ом. Сила тока во втором проводнике 3 А. Какова сила тока в первом проводнике? (Ответ. 1 А).

Вопрос. В нашем опыте сопротивления проводников были равными. Что можно сказать о текущих через каждый из них токах? (I1=I2=1A).

Вопросы подводящего диалога 2.

1. Вы научились находить общее сопротивление цепи с параллельным соединением проводников, но хотелось бы найти другой способ, с помощью которого мы могли бы находить общее сопротивление цепи, зная только сопротивления составляющих ее элементов. Давайте запишем зависимость между токами при параллельном соединении. (I=I1+I2).

2. А теперь выразим силы токов через другие величины, используя известный вам закон. (Закон Ома).

3. Как можно упростить полученное уравнение? (Разделить обе части уравнения на U).

Задача № 3. Проводники сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены параллельно и подключены к напряжению 2,4 В. Найдите общее сопротивление цепи и общую силу тока. (R= 1,2 Ом; I=2 А).

Данная задача решается с использованием формулы 1/R=1/R1+1/R2

Задача № 4. Проводники сопротивлением 5 Ом и 15 Ом параллельно подключены к напряжению 7,5 В. Найти общую силу тока. (I= 2А)

Предлагается найти два способа решения задачи.

VI.  Домашнее задание. § 49, устно ответить на вопросы. Упр. 23 №1, №3 (по желанию). (Учебник: Перышкин -8. М.:Дрофа, 2004).

VII.  Подведение итогов урока.

1.Обобщение темы урока.

С доски стирается все, кроме схемы. Учащимся предлагается сформулировать цель урока, сформулировать и записать в тетради тему урока и формулы, которые необходимы для расчета параметров цепей с параллельным соединением проводников. Учитель делает записи на доске, чтобы учащиеся могли убедиться в правильности своих записей.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1.  Вид доски в начале урока.

	U= R= IP= Io=	4.Дано: U=7,5B R1=5Ом R2=15Ом I-?	3.Дано: U=2,4B R1=2Ом R2=3Ом R-? I-?	2.Дано: R1=24Ом R2=8Ом I2=3A I1-?	1.Дано: I1=2A I2=4A U=12B R1-? R2-? R-?
Гипотезы. 1. 2. 3. 4.

2.  Вид доски в конце урока.

Параллельное соединение проводников.
Общее сопротивление меньше меньшего.	I=I1+I2 U=U1=U2 R1/R2=I2/I1 1/R=1/R1+1/R2