Конспект урока ' источники тока' 8 класс

Электрический ток. Источники электрического тока

Цели урока:

- обучающая: дать понятие электрического тока, источников тока, показать основные физические процессы, протекающие в источниках тока; изучить устройство различных типов источников тока, конкретизировать представления учащихся о значении электрического тока;

- развивающая: развивать умения анализировать учебный материал, наблюдать, сравнивать, сопоставлять изучаемые явления и факты, делать выводы; развивать такие качества мышления, как логичность, доказательность, развивать умение анализировать принцип работы источника тока;

- воспитательная: подчеркнуть значение использования источников тока в повседневной жизни; воспитывать познавательный интерес, любознательность, активность, аккуратность при выполнении заданий, интерес к изучаемому предмету;

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация «Электрический ток. Источники электрического тока», тесты на компьютере, набор источников электрического тока (гальванический, термоэлектрический аккумулятор; фотоэлемент, солнечная батарея).

Демонстрации: работа электрофорной машины, термопары, фотоэлемента, солнечной батареи.

Ход урока

1. Организационный момент. Объявление темы и цели урока.

2. Актуализация опорных знаний.

За компьютером учащийся отвечает на тесты по теме «Изменение агрегатных состояний вещества»

Задача. В школе учитель проводит опыт, где учащийся должны увидеть повышение температуры от 10°С до 70°С. Какое топливо наиболее выгодно в данных условиях, если масса топлива не должна превышать 5г, а в качестве нагреваемой жидкости взяли воду массой 100 г?

1.Назовите строение атома по Резерфорду.

2. Укажите, каким номером на рис. изображены составные части атома.

3. Какой химический элемент изображён на рис.1?

4. Что является главной характеристикой данного химического элемента?

( число протонов в ядре).

5. Атом гелия потерял один электрон. Будет ли он заряжен.

6. На рис. изображён атом лития. Заряжен ли этот атом? 7. В ядре атома бериллия 9 частиц, из них 4 нейтрона.

Сколько протонов содержит ядро? Сколько электронов

имеет нейтральный атом?

8. Между двумя заряженными телами А и С помещено

незаряженное тело В. Зарядится ли тело, если его

соединить с заряженными телами стеклянной и стальной

палочками?

- - -

- - -

А стекло В сталь С

9. Какие из представленных веществ относятся к диэлектрикам?

10. При наливании бензина корпус бензовоза при помощи металлического проводника обязательно соединяют с землёй. Зачем это делают?

11. Какую пользу и вред приносит электризация?

3. Основная часть. Изучение нового материала.

Слово «ток» означает движение или течение чего-то.

нейтральных частиц ток вещества газ и вода в трубах

ветер, река, демонстрация

Ток

заряженных частиц ток электрический солнечный ветер, ток в проводах, электронный луч

Вопрос: Как получить ток воды в сообщающихся сосудах?

Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в этом проводнике, придут в движение в направлении действия на них электрических сил, возникнет электрический ток. Подобно тому, как в столбе воды

Учитель: Ребята, а благодаря чему магнитофон или электрический фонарь может работать на улице? (За счет батареек.) Автомобиль невозможно завести без кратковременного тока. Подскажите: что является источником тока для автомобиля? (Аккумулятор.) Среди калькуляторов, которые мы используем, распространены такие, где нет сменных элементов питания. А что является в них источником тока? (Солнечные батареи. Они работают за счет фотоэлементов.) В учебниках упоминается еще один источник электрического тока, благодаря которому работает, например, пожарная сигнализация, - это термоэлемент.

Как вы догадались, наш урок посвящен источникам электрического тока. Что такое электрический ток, который имеет такое большое значение в нашей жизни?

Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц.

Для существования электрического тока необходимы следующие условия:

- наличие свободных электрических зарядов в проводнике;

- наличие внешнего электрического поля для проводника.

Рассмотрим на этом конкретном примере. Присоединим к батарейке лампочку от карманного фонарика. Избыточные электроны, имеющиеся на отрицательном полюсе, в момент соединения контактов побегут через лампочку к положительному полюсу батарейки. Это приведет к частичной нейтрализации его заряда. Поэтому, если внутри батарейки электроны не будут вновь попадать на отрицательный полюс, ток через лампочку быстро прекратиться.

Обратите внимание: снаружи источника тока электроны движутся от «-»

к «+», как и должны двигаться отрицательные частицы, находящиеся в электронном поле. Однако внутри источника тока электроны движутся от «+» к «-». Такое движение вопреки действию поля возможно лишь благодаря затратам какой либо энергии. В батарейках и аккумуляторах таковой является их внутренняя энергия, высвобождающаяся за счет химических реакций.

Слайд №3

Сравните опыты, показанные на рисунках. Что общего и чем отличаются опыты?

Источники тока - это устройство, в котором происходит преобразования какого-либо вида энергии в электрическую энергию.

Устройства, разделяющие заряды, т. е создающие электрическое поле, называют источниками тока.

Слайд №4

Ученик: История создания гальванического элемента.

В 1780 г. профессор анатомии Гальвани занимался изучением нервной системы лягушек. Случайно в лаборатории оказалась электрическая машина, и Гальвани заметил, что, когда в машине проскакивала искра, лапка мертвой лягушки, прикасавшаяся к железному скальпелю, подергивалась. Значит, в теле лягушки протекал ток. Гальвани заинтересовало это явление. Сначала он решил, что все дело в электрической искре. Дальнейшие эксперименты показали: такой же эффект наблюдается, если прикоснуться к лапке двумя различными металлами. Объяснить наблюдаемые явления Гальвани не смог, поскольку не был физиком.

Его исследования продолжил Алессандро вольта (1745-1827), итальянский физик, химик и физиолог. Он стал экспериментировать над собой: положил на язык медную и серебряную монетки, соединил их проволочкой и почувствовал кислый вкус и пощипывание - знак возникновения электрического тока. Он сделал вывод, что электрический ток возникает при соприкосновении двух различных металлов. Составив стопку из серебряных и цинковых пластин, разделенных картоном, смоченным в соляном растворе, Вольта получил мощный по тем временам источник тока - Вольтов столб, положив начало новому виду источников тока - гальваническим элементам. О своем открытии он сделал доклад в парижской академии наук.

Таким образом, первая электрическая батарея появилась в 1799 году.

Слайд №5

Учитель: совершим экскурс в историю и проследим, как создавались некоторые источники тока. Одновременно будем выяснять, каким способом в рассматриваемых источниках тока разделяются заряды.

Электрофорная машина

До конца XVIII века все технические источники тока были основаны на электризации трением. Наиболее эффективным из этих источников стала электрофорная машина. Диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски, на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака. Так механическая энергия преобразуется в энергию электрическую.

Демонстрация работы электрофорной машины.

Слайд №6

Термоэлемент (термопара)

Если две проволоки из разных металлов спаять с одного края, а затем нагреть место спая, то в них возникает ток. Заряды при нагревании спая разделяются. Термоэлементы применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях в качестве датчика температуры. Так тепловая (внутренняя) энергия преобразуется в электрическую энергию

Демонстрация работы термопары

Слайд №7

Фотоэлемент

В данном приборе заряды разделяются под действием света. При освещении некоторых веществ, в них появляется ток - световая энергия превращается в электрическую энергию.

Фотоэлементы применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

Демонстрация работы фотоэлемента

Слайд №8

Электромеханический генератор

Заряды разделяются путем совершения механической работы. Применяются для производства промышленной электроэнергии.

Генератор (с лат,- производитель) - устройство, аппарат или машина, производящая какой-либо продукт.

Слайд №10

Устройство гальванического элемента

Гальванический элемент - химический источник тока, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительной реакцией.

Слайды №12-13

Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Батарея (элемент питания) - обиходное название источника электричества для автономного питания портативного устройства. Может представлять собой одиночный гальванический элемент, аккумулятор или их соединение в батарею для увеличения напряжения.

Слайды №14-16

Ученик: Аккумулятор - химический источник тока многоразового действия. Если поместить в раствор соли два угольных электрода, то гальванометр не показывает наличие тока. Если же аккумулятор предварительно зарядить, то его можно использовать в качестве самостоятельного источника тока. Существуют различные типы аккумуляторов: кислотные и щелочные. В них заряды разделяются так же в результате химических реакции. Электрические аккумуляторы используются для накопления энергии и автономного питания различных потребителей.

Аккумулятор (от лат. - Собиратель) - устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования.

Фронтальный эксперимент №1.

Возьмите любой фрукт из цитрусовых, вставьте в мякоть фрукта на небольшом расстоянии медную монету и оцинкованный гвоздь.

Этот элемент не сможет обеспечить горение лампочки, но с помощью гальванометра можно обнаружить небольшой электрический ток (собственный язык может также служить индикатором тока и не причинит вреда).

Фронтальный эксперимент№2.

Возьмите картофелину, вставьте в нее на небольшом расстоянии железный гвоздь и медную пластину. Этот элемент не сможет обеспечить горение лампочки, но с помощью миллиамперметра можно обнаружить небольшой электрический ток (собственный язык может также служить индикатором тока и не причинит вреда).

Фронтальный эксперимент №3.

Составьте батарею из самодельных элементов.

Изготовьте элементы из 4 соленых огурцов, вставив в них медные и цинковые пластины. Медь является положительным «+» электродом, цинк «-». Надежно соедините разноименные электроды элементов. Подключите к свободным выводам светодиод и наблюдайте его свечение.

Фронтальный эксперимент № 4

Повторите опыты Вольта, имея современное оборудование. Приготовьте раствор поваренной соли (2-3 чайные ложки соли на 100г воды), вольтметр, электроды из разных материалов - цинковые, медные, угольные.

Погрузите в раствор сначала 2 угольных, затем 2 медных электрода, включите в сеть вольтметр, наблюдайте за ней. Затем в раствор погрузите электроды: медь + уголь, цинк + медь, цинк + уголь.

Наблюдайте за показаниями вольтметра.Результаты запишите в таблицу

Электроды

Показания вольтметра

Уголь +уголь

Медь +медь

Цинк +медь

Цинк +уголь

Уголь +медь

Цинк +цинк

Фронтальный эксперимент №5

Возьмите яблоко, вставьте в его мякоть на небольшом расстоянии медную монету и оцинкованный гвоздь.

Этот элемент не сможет обеспечить горение лампочки, но с помощью миллиамперметра можно обнаружить небольшой электрический ток (собственный язык может также служить индикатором тока и не причинит вреда).

Слайд №18

Учитель: рассмотрим таблицу. Проанализируем содержимое данной таблицы. Какой вывод можно сделать?

Классификация источников тока

Источники тока

Способ разделения зарядов

Применение

Фотоэлемент

Действие света

Солнечные батареи

Термоэлемент

Нагревание спаев

Изменение температуры

Электромеханический генератор

Совершение механической работы

Производство промышленной электрической энергии

Гальванический элемент

Химическая реакция

Фонарики, радиоприемники

Аккумулятор

Химическая реакция

Автомобили

Проанализировав таблицу, можно прийти к выводу, что разделение зарядов в источниках тока может происходить за счет любых сил, кроме электрических.

Слайд №19

Герметичные малогабаритные аккумуляторы (ГМА)

ГМА используются для малогабаритных потребителей электрической энергии (телефонные радиотрубки, переносные радиоприемники, электронные часы, измерительные часы, измерительные приборы, сотовые телефоны итд).

4. Закрепление (7 мин)

Слайд №21-22

Вопросы

1. Что называют электрическим током? (Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц).

2. Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться? (Электрическое поле).

3. Как можно создавать электрическое поле? (с помощью электризации).

4. Можно ли искру, возникшую в электрофорной машине, назвать электрическим током? (Да, так как имеет место кратковременное упорядоченное движение заряженных частиц).

5. Что является положительным и отрицательным полюсами источника тока?

6. Какие источники тока вы знаете?

7. Движутся ли заряженные частицы в проводнике, когда по нему идет ток?

Слайд №23

Домашний проект сделай батарейку

Учитель дает комментарии к домашнему проекту, объясняет цель и этапы выполнения проекта. Инструкция дается каждому ученику на дом в распечатанном виде (Приложение 1).

4. Подведение итогов. Рефлексия (5 мин).

Слайды №24-25

Учитель: Итак, когда говорят об использовании электрической энергии в быту, в производстве, на транспорте, то не имеют в виду работу электрического тока.

Всем вам известно, что электрический ток поступает от электростанции к потребителям по проводам - ЛЭП. Но, как мы выяснили, есть и автономные источники электрического тока, которые можно использовать, чтобы обеспечить электрической энергией электронные часы, радиоприемники, фотоаппараты, мобильные телефоны, ноутбуки и т. д.

Что необходимо для возникновения электрического тока и его существования в течение нужного вам времени? Ответ ясен - нужные источники электрического тока.

Подведение итогов. Выставление оценок.

Рефлексия

Продолжите фразу:

1. сегодня на уроке я узнал…

2. Теперь я могу…

3. Было интересно…

4. Знания, полученные сегодня на уроке, пригодятся…

5. Домашнее задание.

Приложение 1.

Домашний проект «Сделай батарейку»

Для опыта тебе понадобится: прочное бумажное полотенце, пищевая фольга, ножницы, медные монеты, поваренная соль, вода, два изолированных медных провода, маленькая лампочка (1.5 В)

Ход эксперимента

1. Раствори в воде немного соли.

2. Нарежь аккуратно бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет.

3. Намочи бумажные квадратики в соленой воде.

4. Положи друг на друга стопкой: медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу - монета.

5. Защищенный конец одного провода подсунь под стопку, второй конец присоедини к лампочке. Один конец второго провода положи на стопку сверху, второй тоже присоедини к лампочке. Что случилось?

6. Дайте краткую характеристику полученного прибора, укажи положительные и отрицательные стороны полученного источника электрического тока. (Отчет о проекте оформи в рабочей тетради).