Перечислите виды теплового действия электрического тока приведите примеры

Урок-практикум по теме «Электрическая цепь и ее составные части. Действия электрического тока»

Урок-практикум по теме «Электрическая цепь и ее составные части. Действия электрического тока»

Цель: изучить составные части электрической цепи, условные обозначения, применяемые в схемах; уяснить действия электрического тока.

Задачи: формирование экспериментальных умений (сборка электрических цепей по схемам, определение цены деления); формирование материалистического мировоззрения, нравственных качеств личности (доброжелательность, тактичность, добросовестность). Воспитание творческой инициативы ознакомление с правилами техники безопасности при сборке цепи; развитие интереса к предмету; логического мышления, самостоятельности суждений.

Сейчас волшебной палочкой я зажгу огонь, который станет символом познания.

Опыт «Зажигание спиртовки» («Волшебная палочка» опускается в концентрированную серную кислоту и КMnO4)

В ходе урока на экране проецируется презентация (см. приложение)

Науку все глубже постигнуть стремись.
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.
Фирдоуси (персидский и таджикский поэт, 940-1030 гг.)

Сейчас мы с вами совершим увлекательное путешествие в физическую лабораторию, где сможем экспериментировать с различными электрическими приборами, изучим их условные обозначения и выясним, какую роль играет электрический ток в жизни человека. Таким образом, тема нашего сегодняшнего урока «Электрическая цепь. Составные части электрической цепи. Действия электрического тока».

Откройте свои лабораторные журналы (рабочие тетради) и запишите тему урока. (Учащиеся открывают тетради и записывают тему).

Давайте же войдем в лабораторию.

Но вход в лабораторию возможен только тем, кто получит секретный код. Для этого я предлагаю по вариантам выполнить тестовое задание, а из номеров правильных ответов составить код.

Дети показывают работы и анализируют их выполнение.

Итак, секретный код подобран правильно, значит, вход в лабораторию открыт.

1 шаг лабораторных исследований — объяснение домашних экспериментов. На прошлом уроке вы получили задание самостоятельно изготовить необычные источники тока.

Домашние эксперименты

Опыт 1. Картофельный элемент

Опыт 2. Содовый элемент

Опыт 3. Батарея Петрова

Изучение нового материала (беседа)

Учитель демонстрирует изменение яркости горения электрической лампы. Эта волшебная шкатулка, с помощью которой я регулировала яркость горения лампочки, дело рук учеников старших классов – регулятор яркости света. Это устройство собрано по специальной электрической схеме (учащиеся делают записи в тетрадях, определения проецируются на экране)

Электрические схемы – это чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь. Электрическая цепь — совокупность устройств, по которым течет электрический ток

Электрическими цепями занимается наука электротехника. Цепи бывают простые (как при демонстрации) и сложные (электропроводка), но во всех можно выделить составные части.

Устройства, которые используют электрическую энергию, называются потребителями. Это первая составная часть цепи. (Приведите примеры потребителей… в классе… дома…) Вторая составная часть цепи – источник тока. Перечислите известные вам виды источников тока. Источник тока подсоединяют в цепь в последнюю очередь с помощью соединительных проводов – это третья составная часть цепи. Есть еще одна важная часть электрической цепи. В Париже в 1881 году на электротехнической выставке все были в восторге от этого изобретения. Это – выключатель. Роль его – замыкать и размыкать электрическую цепь. В технике используют разные виды замыкающих и размыкающих устройств. В квартирной проводке и некоторых приборах есть элементы защиты – предохранители, которые выключают цепь в опасных ситуациях. (Демонстрация переключателя, кнопки, рубильника). Обратите внимание, цепь собирают при разомкнутом выключателе; выключатель выполнен из проводников электричества, а прикасаться надо к изолирующей ручке. Все электрические приборы в электротехнике изображают при помощи условных обозначений.

С помощью компьютера ученикам демонстрируются фотографии различных по внешнему виду, но сходных по назначению, элементов электрических цепей и их условные обозначения на схемах. Учащиеся должны выделить в рассматриваемых устройствах существенные признаки и сопоставить их закодированному схематичному изображению. Условные обозначения перечерчиваются в тетрадь

А теперь перейдем от слов к практике. Инструктаж по т/б

Шуточные правила т/б

Начинаем электричество, с вами дети изучать,
Только технику безопасности надо строго соблюдать.
Не вставайте из-за парты, есть вопросы, так спроси,
Но не Петю и не Сашу, а учителя зови.
Все приборы аккуратно на столах своих расставь,
Убедись, что ключ разомкнут и тогда соединяй!
Подключая батарейку, на полярность посмотри,
Потому что амперметру очень может не повезти.
Ну а если вы ребята вдруг забудете наказ,
То читайте все на стенде еще много-много раз.

Изобразить электрическую схему на доске и в тетрадях. Собрать электрическую цепь по рисунку (один ученик на доске, остальные на местах). Учитель проверяет у каждого.

А теперь эту же цепь соберем на компьютере с помощью электронного конструктора. Знакомство с элементами цепи на компьютере

А теперь для работы нам нужны несколько творческих групп:

1 человек выполнит у доски сборку электрической цепи со звонком;

2 группа выполнит сборку электрической гирлянды (из заготовок), ибо какой же новый год без иллюминации;

3 группа изучает устройство штепсельной вилки, делает письменный отчет;

1 человек на компьютере собирает схему соединения батарейки, двух лампочек и двух ключей, при которой включение и выключение каждой лампочки производится «своим» ключом, а остальные чертят в тетрадях на местах.

— На компьютере ученик собирает схему соединения источника тока, лампочки и переключателей, позволяющую включать и выключать свет из двух разных мест, а остальные чертят в тетрадях на местах.

— На компьютере ученик собирает схему соединения источника тока, лампочки и двух кнопок, позволяющую позвонить из двух разных мест.

— На компьютере ученик собирает схему соединения батарейки, лампочки, звонка и двух ключей, при которой лампочка загорается при включении звонка, но может быть включена и при неработающем звонке.

Для того чтобы определить значение электрического тока в жизни человека, давайте пронаблюдаем опыты и приведем примеры практического применения.

Тепловое действие электрического тока (нагревание лампочек, паяльников, утюгов, обогревателей, электроплиток) Химическое действие электрического тока (получение чистых металлов) Магнитное действие электрического тока (притягивание небольших металлических предметов, электромагниты) Механическое действие электрического тока

В копилку эрудитов. При ударах молнии в песчаную почву образуются так называемые фульгуриты. Что это такое? Фульгури́т — (от лат. fulgur — удар молнии + греч. — eidēs — подобный) — спёкшийся от удара молнии SiO2 (песок, кварц, кремнезём). При попадании молнии в поверхность Земли в толще грунта из спёкшегося SiO2 формируются полые ветвистые трубки (фактически — стеклянные) с гладкой или покрытой маленькими пузырьками внутренней поверхностью. Петрофульгуриты — оплавленные тем же способом поверхности любых горных пород. Очень большой экземпляр был около 3 м длиной и диаметром от 8 см у поверхности до приблизительно 5 мм на самом глубоком раскопанном уровне. Кроме наглядной демонстрации разрушительной силы молнии (температура плавления песка (кварца) более 1700° C), анализ посторонних включений и газовых пузырьков в фульгурите позволяет восстановить химический состав исходного грунта, а иногда и датировать его. Найденный в Сахаре, фульгурит имел возраст около 15 тысяч лет. Анализ газовых включений в этот экземпляр позволил предположить (по высокому содержанию соединений углерода), что на момент рождения этого фульгурита на месте современной пустыни существовала растительность.

Итог: Наш урок подходит к концу, давайте проверим еще одну практическую работу «Елочная гирлянда» (демонстрация свечения лампочек елочной гирлянды)

Таким образом, от одного огонька — символа познания, зажженного в начале урока, мы зажгли множество огней знаний и практических умений, полученных в этой лаборатории, что нам их хватит для украшения новогодней елки.

Карта рефлексии и самооценки усвоения материала:

1. Работа в классе: 2. Работа в группе:

— отвечал на вопросы учителя — участвовал в обсуждении проблемы

— работал у доски — доказывал свою точку зрения

— работал самостоятельно в тетради 3. Для меня не было подходящего задания

— собирал электрическую цепь 4. За урок я бы поставил оценку…………..

Физика

Наука
Физика
греч. Φυσική
Тема	Естествознание
Предмет изучения	Материя (вещество и поле), формы её движения и взаимодействия
Период зарождения	XVII век
Основные направления	механика, термодинамика, оптика, электродинамика, теоретическая физика и др.
Медиафайлы на Викискладе

Содержание

• 1 Предмет физики
• 2 Научный метод
• 3 Количественный характер физики
• 4 История физики
  • 4.1 Период до научной революции
  • 4.2 Научная революция
  • 4.3 Смена парадигм
  • 4.4 Физика современности
• 5 Теоретическая и экспериментальная физика
• 6 Прикладная физика
• 7 Основные теории
• 8 Разделы физики
  • 8.1 Макроскопическая физика
  • 8.2 Микроскопическая физика
  • 8.3 Разделы физики на стыке наук
• 9 Справка
• 10 Важнейшие журналы
• 11 Коды в системах классификации знаний
• 12 См. также
• 13 Примечания
• 14 Литература
• 15 Ссылки

Фи́зика (от др.-греч. φυσική — «природный» от φύσις — «природа») — область естествознания: наука о наиболее общих законах природы, о материи, её структуре, движении и правилах трансформации. Понятия физики и её законы лежат в основе всего естествознания [1] [2] . Является точной наукой.

Термин «физика» впервые фигурирует в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля (IV век до нашей эры). Первоначально термины «физика» и «философия» были синонимами, так как в основе обеих дисциплин лежало стремление объяснить законы функционирования Вселенной. Однако в результате научной революции XVI века физика развилась в самостоятельную научную отрасль.

В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Всё то, чем отличается современное общество от общества прошлых веков, появилось в результате применения на практике физических открытий. Так, исследования в области электромагнетизма привели к появлению телефонов и позже мобильных телефонов, открытия в термодинамике позволили создать автомобиль, развитие электроники привело к появлению компьютеров. Развитие фотоники способно дать возможность создать принципиально новые — фотонные — компьютеры и другую фотонную технику, которые сменят существующую электронную технику. Развитие газодинамики привело к появлению самолётов и вертолётов.

Знания физики процессов, происходящих в природе, постоянно расширяются и углубляются. Большинство новых открытий вскоре получают технико-экономическое применение (в частности в промышленности). Однако перед исследователями постоянно встают новые загадки, — обнаруживаются явления, для объяснения и понимания которых требуются новые физические теории. Несмотря на огромный объём накопленных знаний, современная физика ещё очень далека от того, чтобы объяснить все явления природы.

Общенаучные основы физических методов разрабатываются в теории познания и методологии науки.

В русский язык слово «физика» было введено М. В. Ломоносовым, издавшим первый в России учебник физики — свой перевод с немецкого языка учебника «Вольфианская экспериментальная физика» Х. Вольфа (1746) [3] . Первым оригинальным учебником физики на русском языке стал курс «Краткое начертание физики» (1810), написанный П. И. Страховым.

Предмет физики [ править | править код ]

Физика — это наука о природе (естествознание) в самом общем смысле (часть природоведения). Предмет её изучения составляет материя (в виде вещества и полей) и наиболее общие формы её движения, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.

Некоторые закономерности являются общими для всех материальных систем (например сохранение энергии), — их называют физическими законами. Физику иногда называют «фундаментальной наукой», поскольку другие естественные науки, — биология, геология, химия и др. — описывают только некоторый класс материальных систем, подчиняющихся законам физики. Например, химия изучает атомы, состоящие из них вещества и превращения одного вещества в другое. Химические же свойства вещества однозначно определяются физическими свойствами атомов и молекул, описываемыми в таких разделах физики, как термодинамика, электромагнетизм и квантовая физика.

Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических уравнений, причём используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физической науки.

Научный метод [ править | править код ]

Физика — естественная наука. Источником знаний для неё является практическая деятельность: наблюдения, экспериментальное исследование явлений природы, производственная деятельность. Правильность физических знаний проверяется экспериментом, использованием научных знаний в производственной деятельности. Обобщением результатов научных наблюдений и эксперимента являются физические законы, которыми объясняются эти наблюдения и эксперименты [4] . Физика сосредоточена на изучении фундаментальных и простейших явлений и на ответах на простые вопросы: из чего состоит материя, каким образом частицы материи взаимодействуют между собой, по каким правилам и законам осуществляется движение частиц и т. д.

В основе физических исследований лежит установление фактов путём наблюдения и эксперимента. Анализ данных совокупности экспериментов позволяет выявить и сформулировать закономерность. На первых этапах исследований закономерности носят преимущественно эмпирический, феноменологический характер, — то есть явление описывается количественно с помощью определённых параметров, характерных для исследуемых тел и веществ. Полученные факты подвергаются упрощению, идеализации путём введения идеальных объектов. На основе идеализации создаются модели исследуемых объектов и явлений. Физические объекты, модели и идеальные объекты описываются на языке физических величин. Затем устанавливаются связи между явлениями природы и выражаются в форме физических законов [5] . Физические законы проверяются с помощью продуманного эксперимента, в котором явление (феномен) проявлялось бы в как можно более чистом виде и не осложнялось бы другими явлениями (феноменами). Анализируя закономерности и параметры, физики строят физические теории, которые позволяют объяснить изучаемые явления на основе представлений о строении тел и веществ и взаимодействие между их составными частями. Физические теории, в свою очередь, создают предпосылки для постановки точных экспериментов, в ходе которых в основном определяются рамки их применимости. Общие физические теории позволяют формулировать физические законы, которые считаются общими истинами, пока накопление новых экспериментальных результатов не потребует их уточнения или пересмотра.

Так, например, Стивен Грей заметил, что электричество можно передавать на довольно значительное расстояние с помощью увлажнённых нитей и начал исследовать это явление. Георг Ом сумел выявить для него количественную закономерность, — ток в проводнике прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению проводника тока. Эта закономерность известна как закон Ома. При этом, конечно, эксперименты Ома опирались на новые источники питания и на новые способы измерять действие электрического тока, что позволило количественно охарактеризовать его. Результаты дальнейших исследований позволили абстрагироваться от формы и длины проводников тока и ввести такие феноменологические характеристики, как удельное сопротивление проводника и внутреннее сопротивление источника питания. Закон Ома и поныне основа электротехники, однако исследования также выявили и рамки его применимости, — открыты элементы электрической цепи с нелинейными вольт-амперными характеристиками, а также вещества, в определённых ситуациях не имеющие никакого электрического сопротивления — сверхпроводники. После открытия заряженных микрочастиц — электронов (позже протонов и других), была сформулирована микроскопическая теория электропроводности, объясняющая зависимости сопротивления от температуры посредством рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решётки, примесях и т. д.

Вместе с тем было бы неправильным считать, что только эмпирический подход определяет развитие физики. Многие важные открытия были совершены «на кончике пера», или экспериментальной проверкой теоретических гипотез. Например, принцип наименьшего действия Пьер Луи де Мопертюи сформулировал в 1744 году на основе общих соображений, и справедливость его невозможно установить экспериментальным путём в силу всеобщности принципа. В настоящее время классическая и квантовая механика, теория поля основаны на принципе наименьшего действия. В 1899 году Макс Планк ввёл понятия кванта электромагнитного поля, кванта действия, что также не было следствием наблюдений и экспериментов, а чисто теоретической гипотезой. В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал работу по специальной теории относительности, построенную дедуктивным путём из самых общих физических и геометрических соображений. Анри Пуанкаре — математик, прекрасно разбиравшийся в научных методах физики, — писал, что ни феноменологический, ни умозрительный подход по отдельности не описывают и не могут описывать физическую науку [6] .

Количественный характер физики [ править | править код ]

Физика — количественная наука. Физический эксперимент опирается на измерения, то есть сравнение характеристик исследуемых явлений с определёнными эталонами. С этой целью физика развила совокупность физических единиц и измерительных приборов. Отдельные физические единицы объединяются в системы физических единиц. Так, на современном этапе развития науки стандартом является Международная система единиц (СИ), но большинство теоретиков по-прежнему предпочитает пользоваться Гауссовой системой единиц (СГС).

Количественные зависимости, полученные экспериментальным путем, обрабатываются математическими методами, что в свою очередь дает возможность строить математические модели изучаемых явлений.

С изменением представлений о природе тех или иных явлений меняются также физические единицы, в которых измеряются физические величины. Так, например, для измерения температуры сначала были предложены произвольные температурные шкалы, которые делили промежуток температур между характерными явлениями (например, замерзанием и кипением воды) на определённое количество меньших промежутков, которые получили название градусов температуры. Для измерения количества теплоты была введена единица — калория, которая определяла количество теплоты, необходимой для нагрева грамма воды на один градус. Однако со временем физики установили соответствие между механической и тепловой формой энергии. Таким образом, оказалось, что предложенная ранее единица количества теплоты, калория, является излишней, как и единица измерения температуры. И количество теплоты, и температуру можно измерять в единицах механической энергии. В современную эпоху калория и градус не вышли из практического употребления, но между этими величинами и единицей энергии Джоулем существует точное числовое соотношение. Градус, как единица измерения температуры входит в систему СИ, а коэффициент перехода от температурной к энергетическим величинам — постоянная Больцмана — считается физической постоянной.

История физики [ править | править код ]

Физика — это наука о материи, её свойствах и движении. Она является одной из наиболее древних научных дисциплин [7] .

Люди пытались понять свойства материи с древнейших времён: почему тела падают на землю, почему разные вещества имеют различные свойства и т. д. Интересовали людей также вопросы о строении мира, о природе Солнца и Луны. Сначала ответы на эти вопросы пытались искать в философии. В основном философские теории, которые пытались дать ответы на такие вопросы, не проверялись на практике. Однако, несмотря на то, что нередко философские теории неправильно описывали наблюдения, ещё в древние времена человечество добилось значительных успехов в астрономии, а великий греческий учёный Архимед даже сумел дать точные количественные формулировки многих законов механики и гидростатики.

Некоторые теории древних мыслителей, как, например, идеи об атомах, которые были сформулированы в древних Греции и Индии, опережали время. Постепенно от общей философии начало отделяться естествознание, важнейшей составной частью которого стала физика. Уже Аристотель использовал название «Физика» в заголовке одного из основных своих трактатов [8] . Несмотря на ряд неправильных утверждений, физика Аристотеля на протяжении веков оставалась основой знаний о природе.