Открытый урок Электрическая емкость.Конденсаторы

ГБОУ СПО «Самарский политехнический колледж»

Сценарий открытого урока по физике

«Электрическая емкость. Конденсаторы»

Разработала :

Намычкина Ирина Александровна, преподаватель

ГБОУ СПО "Самарский политехнический колледж"

г.о.Самара. 2014

Технологическая карта занятия

Преподаватель: Намычкина Ирина Александровна

Предмет / дисциплина: Физика

Специальность: Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования

Группа: М-1

Тема урока / занятия: Электрическая емкость. Конденсаторы.

Тип урока: комбинированный

Длительность: 90 минут

Технология

• тип -технология поэтапного формирования умственных действий;

• отношение к студенту - технология сотрудничества;

• по категории обучающихся -технология компенсирующего обучения;

• по направлению модернизации обучения -педагогическая технология на основе активизации и интенсификации деятельности обучающихся.

• Цели деятельности преподавателя:

обучающие:

- создать условия для активизации практической деятельности, расширения и закрепления знаний обучающихся;

- организовать проверку знаний обучающихся по теме «Электростатика»;

- сформировать у обучающихся понятие электрической емкости;

- ввести понятие конденсатора, показать внешний вид, устройство, маркировку;

- выяснить, от чего зависит электрическая емкость плоского конденсатора;

- закрепить у обучающихся полученные знания по теме «Электрическая емкость. Конденсаторы».

развивающие:

- способствовать развитию интереса к физике и технике у обучающихся;

- развивать у обучающихся навыки использования ИКТ в профессиональной деятельности;

- развивать внимание, мышление, память;

воспитательные:

- содействовать развитию ответственности за своё поведение, обучение;

- расширять общий кругозор обучающихся;

- содействовать формированию внимательности, уверенности в себе;

- формировать интерес к профессии.

Цели деятельности студентов:

- систематизировать и закрепить полученные знания по теме «Электрическая емкость. Конденсаторы»;

- развивать умение работы на занятии;

- воспитывать интерес к профессии «Техник».

Оборудование:компьютер, мультимедиапроектор, экран, учебник, сборник задач по физике, карточки с рисунками смайликов, карточки с заданиями, оборудование для демонстрационного эксперимента, наборы радиоконденсаторов постоянной и переменной емкости.

Ход учебного занятия

Этапы учебного занятия

Содержание учебного материала

Методы обучения

Средства обучения

Ориентировочная дозировка времени

Деятельность преподавателя

Деятельность обучающихся

Этап 1

Организационный момент

Приветствие обучающихся, проверка отсутствующих, проверка готовности к уроку.

Приветствуют преподавателя, староста называет отсутствующих, проверяют готовность к уроку.

беседа

Речь преподавателя, вопросы

2 мин

Этап 2 Мотивация

Слайд 1.Тема урока

Дорогие ребята, приходилось ли вам сталкиваться с профессией мастера по ремонту телерадиоаппаратуры? Чем он занимается?

Можете назвать эти детали?

Какие знания по физике нужны для работы телемастеру?

Ответ: выявляет причины неисправности, осуществляет замену вышедших из строя деталей.

Ответ: диоды, триоды, транзисторы, конденсаторы.

Ответ: устройство, назначение, принцип действия, правила включения приборов.

Беседа, видеометод

Речь преподавателя, речь обучающихся, вопросы, ответы. проектор, компьютер

2 мин

Этап 3

Постановка цели

С одной из радиодеталей мы познакомимся сегодня подробнее. Это конденсатор.

Слайд 2 Телевизор и конденсатор

Он может накапливать большой электрический заряд, а следовательно тесно связан с материалом, который мы изучаем. Итак, тема урока «Электрическая емкость. Конденсаторы»

Записывают тему в тетради

Лекция, видеометод

Речь преподавателя, проектор, компьютер

2 мин

Этап 4

Рефлексия

Слайд 3. Рефлексия

Дорогие ребята, у вас на партах лежат рисунки смайликов, выберите из предложенных рисунков тот, который соответствует вашему настроению на начало урока и отметьте его.

Если вам хорошо, вы готовы к изучению нового материала и вы думаете, что все вопросы вам будут понятны, то выбираете смайлик счастья.

Если вы переживаете, что вы недостаточно готовы к изучению нового материала и тревожитесь, что не все вопросы вам будут понятны, то выбираете смайлик печали.

Если вы тревожитесь о том, что вы совсем не готовы к изучению нового материала и большинство вопросов вам будут непонятны, то выбираете плачущего смайлика.

Выбирают смайлик, соответствующий настроению

видеометод

Карточки с изображением смайликов, проектор, компьютер

1 мин

Этап 5 Повторение пройденного материала

Прежде чем приступить к изучению нового материала, давайте вспомним основные понятия электростатики, которые нам понадобятся для изучения новой темы.

1. Что такое электрический заряд?

2. Назовите единицу электрического заряда.

3. Сформулируйте и запишите на доске закон Кулона, назовите величины, входящие в формулу.

4. Что называется электрической силовой линией?

5. Что такое напряженность поля?

6. Назовите единицу напряженности.

7. Как обозначается электрический заряд?

8. Что такое диэлектрик?

Отвечают на поставленные вопросы

беседа

Речь преподавателя, вопросы, ответы

5 мин

Этап 6

Изучение нового материала

Ребята, на доске записан план, по которому мы сегодня будем изучать тему. Запишите его в тетради.

План.

1. Электрическая емкость

2. Конденсаторы

3. Зарядка конденсатора

4. Электрические емкости различных видов конденсаторов

5. Соединение конденсаторов

6. Применение конденсаторов

Записывают план в тетради, составляют конспект

Лекция, видеометод

Речь преподавателя, записи на доске, проектор, компьютер

45 мин

1.Опытным путем было установлено, что если форма и размеры уединенного проводника не изменяются и остается неизменной среда, в которой находится проводник, то при увеличении заряда на проводнике происходит пропорциональное ему возрастание потенциала: Q=CU.

Коэффициент пропорциональности C=Q/U называется электрической емкостью ( слайд 4).

Электрическая емкость проводника есть физическая величина, характеризующая способность проводника накапливать электрические заряды.

В общем случае электрическая емкость зависит ( слайд 5) от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

Электрическая емкость не зависит от заряда и напряжения.

Единица электрической ёмкости -фарад. Фарад - это ёмкость такого проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда 1 Кл (слайд 6).

Слушают преподавателя, делают записи в тетради

Лекция, видеометод

Речь преподавателя, проектор, компьютер

Частное обобщение 1

Рассказать по плану обобщенного характера (план записан на ватмане):

1.название физической величины

2.что характеризует

3.определительная формула

4. определение

5.от чего зависит значение величины

6. единица измерения

2-3 обучающихся рассказывают по плану об электрической емкости

рассказ

Речь обучающихся,наглядный материал

2. Большой электроемкостью обладают системы из 2-х проводников, разделенных слоем диэлектрика, называемые конденсаторами.

Об истории создания конденсатора нам расскажет …

Слайды 7-9

Рассмотрите внешний вид, устройство, маркировку различных видов конденсаторов, находящихся у вас на столах. Также на столе находятся листочки (Приложение 2), где описана расшифровка маркировки. Найдите в тексте расшифровку маркировок конденсаторов и запишите в тетрадях.

(Проверяется устно выполнение работы)

Это всё конденсаторы постоянной емкости. На них устанавливается номинальное напряжение. В электрической цепи конденсатор обозначают так:

Посмотрите, какие существуют виды конденсаторов (Слайды 10-12)

Записывают определение в тетради

Обучающийся делает сообщение об истории создания конденсатора ( подготовлено заранее) (Приложение 1)

Рассматривают конденсаторы, читают информацию, расшифровывают маркировку

Зачитывают ответы

Зарисовывают обозначение конденсатора

Лекция, видеометод

Работа с информацией, упражнения

Речь, иллюстрации, проектор, компьютер

Раздаточный материал с информацией, различные виды конденсаторов

Частное обобщение 2

Ответьте на вопросы:

1. Что такое конденсатор?

2. Какие виды конденсаторов вам известны?

Отвечают на вопросы

беседа

Речь, вопросы

3.Проведем опыт «Зарядка конденсатора» , рисунок на слайде (слайд 13)

Зарядить конденсатор можно, если перенести на его пластины равные по модулю положительный и отрицательный заряды с разных тел, например: на одну пластину со стеклянной палочки, потертой о шелк, переносим положительный заряд (+), а на другую - с эбонитовой палочки, потертой о шерсть, - отрицательный заряд (-). Вне пластин плоского конденсатора электрическое поле отсутствует, поэтому свободные заряды в проводах, которые присоединены с наружной стороны пластин, находятся в покое.

Шкала электрометра, присоединенного к пластинам, проградуирована в вольтах. Таким образом, можно говорить о зарядке конденсатора до определенной разности потенциалов.

Слушают преподавателя, наблюдают за проведением эксперимента

лекция

Речь преподавателя, иллюстрации, демонстрационный эксперимент

4.В зависимости от формы конденсаторы могут быть нескольких видов. Простейший плоский конденсатор (слайды 14, 15) состоит из 2х одинаковых параллельных пластин, называемых обкладками, находящимися на малом расстоянии друг от друга и разделенных слоем диэлектрика.

Электроемкость плоского конденсатора определяется по формуле: С = Е_оЕS/d

Е_о = 8,85 ^. 10^-12Ф/м

Откройте пожалуйста учебники на странице 135 (Дмитриева В.Ф. Физика). Прочитайте внимательно пункт «Конденсаторы» и запишите в тетради, какие бывают конденсаторы в зависимости от формы и как определяются их электроемкость.

(Пройти и проверить записи в тетради)

Слушают преподавателя, записывают определение простейшего плоского конденсатора, формулу электрической емкости

Читают материал учебника, находят данные и записывают в тетради.

Лекция, видеометод

Работа с книгой

Речь преподавателя, иллюстрации, проектор, компьютер

Книга, тетрадь

5.Для получения заданного значения емкости конденсаторы соединяют в батареи.

Для увеличения емкости применяют параллельное соединение конденсаторов (слайд 16). При таком соединении конденсаторов соединяют их одноименно заряженные обкладки.

Зарисуйте схему такого соединения и запишите формулу для определения общей электроемкости.

Собщ. = С₁ + С₂ + … С_n.

При последовательном соединении конденсаторов соединяют разноименно заряженные обкладки (слайд 17). Применяется для уменьшения электрической емкости.

1/Собщ. = 1/С₁ + 1/С₂ + … 1/С_n.

Зарисовывают схемы и записывают формулы

Лекция, видеометод

Речь преподавателя, проектор, компьютер

6.Так как конденсаторы способны накапливать электроэнергию, а затем мгновенно её отдавать, то они имеют широкую область применения. Это будет ваше домашнее задание, о нём я расскажу в конце урока.

Слушают преподавателя

рассказ

Речь преподавателя

Этап 7

Обобщение материала

Мы рассмотрели с вами все запланированные вопросы по плану, познакомились с понятием электрической емкости, её единицами. Узнали, что такое конденсатор, для чего он предназначен, какие бывают конденсаторы, каковы способы соединения конденсаторов. Сейчас я раздам вам карточки, вам нужно закончить начатые предложения или вставить пропущенные слова. Время на работу 3 минуты. Затем вы сдадите работы и я посмотрю, как вы запомнили сегодняшний материал.

Выполняют задание по карточкам

упражнение

Тетрадь, книга, карточки

5 мин

Этап 8 закрепление изученного материала

Открывает сборники задач ( Сборник задач и вопросов по физике под ред. Гладковой)

Решаем задачи № 11.6, 11.12, 11.35 (у доски)

Задача № 11.38 (самостоятельно в тетрадях)

Несколько обучающихся решают задачи у доски, объясняют ход решения, отвечают на дополнительные вопросы,

Остальные решают задачи в тетрадях.

Беседа,

практический метод

Речь преподавателя, вопросы, сборник задач, тетради

22 мин

Этап 9 Подведение итогов урока

Молодцы ребята, вы хорошо сегодня поработали. Давайте ещё раз повторим:

1. Что вы узнали сегодня нового?

2. Чему научились?

3. Что показалось особенно трудным?

(Выставление оценок за урок)

Отвечают на поставленные вопросы

беседа

Речь преподавателя, вопросы

2 мин

Этап 10 Домашнее задание

Запишите пожалуйста домашнее задание (слайд 18)

1. Записи в тетрадях выучить;

2. Пользуясь справочными материалами и Интернет-ресурсами, найти информацию о применении конденсаторов. Работу оформить в виде реферата, презентации.

3. Решить задачу № 11.36

Записывают домашнее задание

рассказ

Речь преподавателя

2 мин

Этап 11

Рефлексия

Ребята, с каким настроением вы уходите с урока вы покажите с помощью выбора смайлика (слайд 19).

Если вам понравился урок и вы чувствуете, что тему поняли, то выбираете смайлик счастья.

Если урок понравился, но не всё ещё понятно, то смайлик печали.

Если и урок не понравился, и всё не понятно, то плачущий смайлик .

Дорогие ребята, наш урок окончен! Всего вам доброго! Спасибо за урок.

Выбирают смайлик, соответствующий настроению

видеометод

Рисунки со смайликами, проектор, компьютер

2 мин

Приложение 1

История создания конденсаторов

Изобретатель: Юрген фон Клейст, Питер ван Мушенбрук

Страна: Голландия

Время изобретения: 1745 г.

Первая половина XVIII века была временем быстрого накопления опытных фактов об электрических явлениях. Именно в это время, например, выяснилось, что существуют два рода электричества. Однако само явление электризации тел, природа электричества оставались совершенно загадочными.

Обычно считалось, что электричество - это особая жидкость, содержащаяся в каждом заряженном теле. А наблюдавшееся уменьшение заряда на телах естественно трактовалось как «испарение» этой электрической жидкости. Столь же естественной была идея попытаться предотвратить такое «испарение», поместив заряженное тело в …бутылку, выбрав в качестве заряженного тела воду.

Такой именно опыт поставил в 1745 году настоятель одного из соборов в Померании Юрген фон Клейст (по другим сведениям опыт был поставлен с целью получить заряженную воду, якобы полезную для здоровья). Он наполнил водой бутылку, закрыл ее пробкой, а через пробку ввел в воду металлический стержень (попросту гвоздь).

Присоединив внешний конец стержня к электрической машине, которая в те времена представляла собой вращающийся стеклянный шар, о который терлась рука экспериментатора, Клейст сообщил воде значительный электрический заряд. И тут случилось непредвиденное.

Взяв одной рукой бутылку, он имел неосторожность прикоснуться другой рукой к выступавшему из пробки концу гвоздя, и при этом ощутил в руках и плечах сильнейший удар, вызвавший онемение мышц. Потрясенный случившимся, он сообщил об этом в письме одному из своих друзей.

По случайному совпадению, почти такой же опыт и почти в то же время был поставлен в голландском городе Лейдене профессором университета Питером ван Мушенбруком. Только вместо толстостенной бутылки Мушенброк воспользовался тонкостенной стеклянной банкой. Зарядив воду и взяв банку в одну руку, он тоже прикоснулся другой рукой к металлическому стержню, служившему для подвода заряда к воде.

При этом Мушенбрук ощутил такой сильный удар в руки, плечи и грудь, что потерял сознание, и два дня приходил в себя. Сообщая об этом «приключении» в письме своему французскому корреспонденту, Мушенбрук добавляет, что не согласился бы повторить опыт, даже если бы ему было обещано французское королевство!

Сначала наблюдения Клейста и Мушенбрука были понятны, как проявления так называемого «живого электричества», поскольку в этих опытах такую важную роль играли руки человека. Но довольно скоро стало ясно, что рука, держащая банку, и заряженная жидкость в ней являются, как мы теперь говорим, обкладками конденсатора и что еще более эффективный прибор получится, если внешнюю и внутреннюю

</</font>

поверхности стенок банки покрыть слоем металла, например, оловянной фольги.

Так появился на свет первый электрический конденсатор, который французский физик Жан Нолле назвал Лейденской банкой - название, не забытое и в наши дни. Вероятно, отголоском тогдашних наивных представлений об электричестве и о «бутылочном» происхождении конденсатора осталось слово, обозначающее главную характеристику конденсатора - емкость.

Приложение 2

Расшифровка маркировки конденсаторов

1. Бумажный: 2 полоски алюминиевой фольги, изолированы бумагой, пропитанной парафином. Б. и Г. - бумажный малогабаритный

2. КЭ-2М - конденсатор электролитический, малогабаритный Г - герметизированный Ц - цилиндрический. 1 обкладка - фольга, 2 обкладка - бумага, пропитанная раствором электролита; диэлектрик - плёнка оксидов, покрывающая 1-ю обкладку. КЭ бывают с твёрдым диэлектриком и с жидким (например: водный раствор борной кислоты с нашатырным спиртом). Имеют большие габариты, сложную конструкцию, С до 2000 мкф.

3. Керамические (стеклокерамические) высокого (до3 Кв) и низкого (до500 В) напряжения.

4. Плёночные ПСО - открытые, спиральные (тип намотки)

5. Слюдяные опрессованные КСО (пластинки слюды чередуются с металлическими обкладками).

Номинальные ёмкости по ГОСТ 2516-60 г. от 1пф до 100 мкф. (кроме электролитических - до 5000 мкф.)

Приложение 3 Карточка-задание

Выбрать правильный ответ

1

Емкость конденсатора зависит

А) от свойств диэлектрика, площади пластин, расстояния между ними.



Б) только от свойств диэлектрика



В) от сопротивления проводника

2

Единица измерения емкости в СИ

А) 1 микрофарад



Б) 1 пикофарад или 1 микрофарад



В) 1 фарад

3

При последовательном соединении конденсаторов емкость батареи …

А) увеличивается



Б) уменьшается



В) остается неизменной

4

При параллельном соединении конденсаторов емкость батареи …

А) увеличивается



Б) уменьшается



В) остается неизменной

5

Конденсаторы применяют для …

А) накопления электрического заряда и быстрого увеличения напряжения



Б) как источник напряжения для лампочек накаливания



В) вместо аккумуляторов

6

Электроемкость Земли

А) больше 1Ф



Б) меньше 1Ф



В) равна 1Ф

_{Правильные ответы:}