Решение задач (последовательное и параллельное соединение проводников)

Байбергенова Жанат Амангельдиновна
г. Нур-Султан, НИШ ФМН
53
Физика
Тема:
Решение задач (последовательное и параллельное соединение проводников)

Цели обучения:

8.4.3.12 – рассчитывать электрические цепи, используя закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении проводников.
8.4.3.2 – применять условные обозначения элементов электрической цепи и объяснять их назначение.

Цели урока:

Закрепить ранее изученный материал и решить задачи (уметь сравнивать два вида соединения и делать вычисления; уметь самостоятельно рисовать электрические схемы и собирать цепь; использовать закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении).

Критерии успеха:

Учащийся достиг цели обучения, если

  • правильно собирает последовательные и параллельные цепи;
  • выполняет расчеты для тока и напряжения, используя закон Ома для участка цепи;
  • вычисляет общее сопротивление цепи;
  • делает правильные выводы.

Языковые цели:

Учащиеся могут:
- устно рассказать о различиях последовательного и параллельного соединения;
- объяснить, где используется параллельное и последовательное соединение, и выразить свои мысли, используя физические термины.

Привитие ценностей:

Воспитание ценностей (уважение, глобальное гражданство) посредством рассмотрения вопроса, влияющего на взаимодействие и взаимосвязь общин на местном уровне.

Межпредметные связи:

Химия.

Предварительные знания:

Учащиеся знают понятия электрический ток, сила тока, напряжение, сопротивление. Они знакомы с законом Ома для участка цепи, умеют собирать простые схемы электрических цепей.

 

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало 1 урока
2 мин.


5–7 мин.
 

Организационный момент.
В начале урока сделать акценты на:

- концентрацию внимания учащихся;
- совместно с учащимися определить цели урока/ЦО;
- определить «зону ближайшего развития» учащихся, ожидания к концу урока.

Сегодня наш урок на тему: «Решение на последовательное и параллельное соединение проводников».
Наш урок будет в форме аукциона. Аукцион («auctio» (лат.) – продажа на открытом аукционе) – это метод продажи, при котором товары предварительно выставляются на проверку. Я выставляю типы заданий на аукцион, объявляю количество баллов за каждый тип. Вы предлагаете ответы, получаете за них баллы, которые будут суммироваться индивидуально для каждого из вас. В конце урока сумма баллов будет определять ваши достижения цели. 
Разминка. Игра «Рулетка» 
http://www.classtools.net/random-name-picker/ 

Учитель заранее в поле игры вписывает имена учащихся.
Правила игры: Включают рулетку, и она выбирает ученика, который должен ответить на вопрос. Если ученик отвечает неверно, то он выбывает. Выигрывает оставшийся ученик. 
ЦО:
- 8.4.3.1 объяснять возникновение и условия существования электрического тока;
- 8.4.3.4 объяснять физический смысл напряжения и применять формулу при решении задач;
- 4.3.6 объяснять физический смысл сопротивления, его единицы измерения.
Критерии успеха 
Учащийся достиг цели, если…

- верно отвечает на вопросы;
- знает различия между силой тока, напряжением и сопротивлением;
- знает, чем обусловлен электрический ток в металлах;
- знает условия существования электрического тока;
- знает закон Ома;
- не шумит и не мешает ответам других учеников.
Вопросы для аудитории 
1. Чем обусловлен электрический ток в металлах?
2. Почему проводники нагреваются?
3. От чего зависит нагревание металлического проводника?

Далее для продолжения хода игры учитель раздает карточки и применяет метод «Иерархии бриллиантов» (можно применять при объяснении темы на уроке для лучшего понимания и усвоения ключевых моментов. Он формирует навыки: совместной работы, критического мышления, принятия решений, ранжирования определенных вопросов и его обоснования). В данном случае метод направлен на определение приоритетов в выборе информации и идей на поставленный вопрос:
4. Какие условия необходимы для существования в цепи электрического тока?
Далее:
1. Ученики разрабатывают или предварительно записывают на карточке или стикере девять идей в отношении определенного вопроса.
2. Ученики отбирают и располагают в верхнем поле одну наиболее приоритетную карточку. Далее, на последующих местах располагают карточки в следующем порядке: на втором месте – две карточки, на третьем – три карточки, на четвертом – две и на пятом, внизу – одна карточка, представляющая наименьший приоритет. Карточки образуют форму бриллианта.
3. Ученики должны стремиться к согласованности мнений, которая достигается совместным обсуждением порядка расположения карточек и его обоснования.
Например,
на 1 месте – наличие свободных электронов;
на 2 месте – свободные электроны движутся упорядоченно, наличие электрического поля осуществляется источником тока;
на 3 месте – разность потенциалов;
на 4 месте – замкнутость электрической цепи;
на 5 месте, внизу – нагревание проводника.
 

Учебный план и ИОП по предмету физика.

 

Карточки
Презентация
 

Середина 1 урока

20 мин.
 

Основная часть. Аукционные задания.
ЦО: рассчитывать электрические цепи, используя закон Ома для участка цепи в последовательном и параллельном соединении проводников.
Форма деятельности: Индивидуальная работа.
Дифференциация: Ученики решают задания из карточки и презентации, каждая задача оценивается в определенный балл (1 уровень – 0.5–1 б; 2 уровень – 2 б; 3 уровень – 5 б).
Оценивание: Ученики выполняют 80 % заданий из сборника задач.

  1. Начнем с «аукциониста» электрических соединений. (на экране интерактивной доски слайды со схемами соединений).

Задание №1: На аукцион выставлены на выбор задачи пунктов А, Б по цене 0,5 балла и задача пункта В (достаточный уровень) по цене 1 балл. Решения этих задач потребуются в дальнейшем при рассмотрении более сложных задач. Время выполнения каждого задания не более 2 мин.
А) Разобрать схемы по типу соединений

posled_parallel_1.png

Б) На какой схеме все лампочки соединены параллельно? (упр.1 из сайта https://bilimland.kz)

posled_parallel_2.png

Презентация
BilimLand.jpg2019
https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi


карточки с заданием
 

Конец 1 урока
11 мин.

В) Решите, какие из утверждений обеспечивают правильное описание системы, представленной ниже. 
(упр.1) https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi

posled_parallel_3.png

Учащиеся выполняют задачи в тетрадях и, получив ответ, поднимают руку. Учитель подходит к ним, проверяет и выставляет баллы за правильный ответ. Два ученика в это время решают задачи у доски. Через 2 мин проверяем решения на доске. Ученики у доски получают баллы в случае правильного решения.
Итоги «аукциончика».

  1. Задачи «Аукцион хороших задач»

Ученики вытягивают по жребию пункт задачи и решают (за каждую верно решенную задачу пунктов А-Б по 2 балла; пунктов С-Д по 3 балла). Время выполнения всех пунктов – 15 мин.

Учащиеся выполняют задачу в тетрадях и, получив ответ, поднимают руку. Учитель подходит, проверяет и выставляет 2 балла за правильный ответ.

Задание №2
А) Три проводника А, В и С, по которым протекают токи IА,IВ,IС, включены в цепь параллельно. По графику определите соотношения между токами, протекающими через эти проводники и сопротивлениями этих проводников (упр.2). https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi

posled_parallel_4.png

Б) Определите общее соединение проводников. 
Сопротивление одного резистора равно 1 Ом.

posled_parallel_5.png

3. Мы продолжаем и у нас «Аукцион сложных задач». Это задание №3 на карточке, лежащей на столе. Правильное решение задачи оценивается в 5 баллов. Время решения 5–7 мин.
Задание №3 ( схема в презентации)
А) При напряжении в сети 180 В в люстре горит три лампочки, две из которых выключаются одним выключателем, а третья – другим выключателем. Сопротивление третьей лампочки – 300 Ом, а сопротивление двух других – 150 Ом.
Б) Рассчитайте сопротивления в схемах. Выберите их из представленных и вставьте на соответствующие места.
( упр.1) https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/postoyannyj-ehlektricheskij-tok/lesson/provodniki-v-ehlektricheskoi-czepi

posled_parallel_6.png

После выполнения учениками задания на доске показывается его решение. 
Наконец, самое сложное задание для сегодняшнего урока выставлено на аукцион.

4. «Аукцион конкурсных заданий». Это задание №4 на карточке, лежащей на столе. (Заявка). Правильное решение каждого пункта задачи оценивается в 5 + 5 баллов (каждая верно собранная схема).
Время выполнения – 15 мин.
Формы и методы: Эксперимент. Выполнение практической работы. Учащиеся собирают схемы соединений. 
Форма деятельности: Работа в парах или группах. 
Формативное оценивание: Комментарий учителя.

В зависимости от оснащения приборами, учитель в праве выбрать способ выполнения задания: либо с приборами, либо виртуально.
Задание №4. Выполнение виртуального задания – https://bilimland.kz/ru/courses/simulyaczii/fizika

posled_parallel_7.png

А) Соберите цепь по схеме. Замыкая и размыкая ключи, выясните, как работает эта цепь.

posled_parallel_8.png

Б) Соберите схему соединения батарейки, двух лампочек и двух ключей, при которой включение и выключение каждой лампочки производится «своим» ключом, и начертите электрическую схему.
В) Нарисуйте, а затем соберите схему соединения батарейки, лампочки, звонка и двух ключей, при которой лампочка загорается при включении звонка, но может быть включена и при неработающем звонке.
Окончательные итоги. Максимальное количество решенных задач за урок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздаточный материал: источники тока, ключи, электрические звонки, электронные платы, лампочки, соединительные провода, ноутбуки с подключением в сеть интернет

Конец урока

В конце урока учащиеся проводят рефлексию:
- Что узнал, чему научился?
- Что осталось непонятным?
- Над чем необходимо работать?
Домашнее задание: придумать задачу на смешанное соединение проводников.
 

 

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

     

 

Рефлексия по уроку

Используйте данный раздел для размышлений об уроке. Ответьте на самые важные вопросы о Вашем уроке из левой колонки.

 

Общая оценка


Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?
1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?
1:

2:

Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?
 

 

Приложение 1.

Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно.

При последовательном соединении проводников (рис. 1.9.1) сила тока во всех проводниках одинакова:

I1 = I2 = I.

 

posled_parallel_9.png

Рисунок 1.9.1.
Последовательное соединение проводников


По закону Ома, напряжения U1 и U2 на проводниках равны:
U1 = IR1,   U2 = IR2.
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR,
где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует:

R = R1 + R2.

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.
При параллельном соединении (рис. 1.9.2) напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы:
U1 = U2 = U.
Сумма токов I1 + I2, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: 
I = I1 + I2.

posled_parallel_10.png

Рисунок 1.9.2.
Параллельное соединение проводников

Записывая на основании закона Ома

posled_parallel_0.png

Приложение 2. 

posled_parallel_11.png

Класс: 8

posled_parallel_12.png

Лаб. 6. Изучение параллельного соединения проводников

1. Сборка электрической цепи и измерение ее основных параметров.
1. Соберите электрическую цепь согласно рисунку, не включая вольтметр. 
posled_parallel_13.png

После проверки цепи учителем замкните ключ. Занесите в таблицу показание II амперметра. Можно ли утверждать, что ток силой II протекает по каждому из резисторов? Почему?
I0 =;
U0 =.
2. Подключите вольтметр поочередно в начале к одному из резисторов, потом к другому. Составьте таблицу измерений и запишите в нее показание U вольтметра обоих резисторов. Изобразите схему полной цепи. 
3. Подключите вольтметр к обоим резисторам сразу. Напряжение на каком из резисторов измеряет вольтметр? Запишите показания вольтметра.
4. Применяя закон Ома к разветвленному участку, определите и занесите в таблицу его сопротивление.

2. Проверка закономерностей параллельного соединения.
1. Занесите в таблицу паспортные значения R1 и R2 резисторов, указанные на их панельках, и по формуле вычислите и занесите в таблицу значение сопротивления разветвленного участка.
R=R1⋅R2 /R1+R2
2. Сравните рассчитанное значение R с сопротивлением участка, найденным по результатам измерений. Сделайте вывод.
R1 (больше/меньше) R0
3. Сравните значения силы токов I1, I2 в отдельных резисторах и значение силы тока II в неразветвленной части цепи. Сделайте вывод.
I0 =

Контрольные вопросы:
1. Как соединены потребители электрической энергии в вашей квартире? Почему?
Электрическая энергия в квартире соединена параллельно, т. к. такое соединение позволяет подключить к источнику не зависимо друг от друга различные потребительские приборы, несмотря на их рабочий ток.
Чему равно сопротивление участка цепи, содержащего N параллельно соединенных одинаковых резисторов с сопротивлением каждый?
Сопротивление участка цепи, содержащего N параллельно соединенных резисторов сопротивлением: R0=R1/N.
Почему параллельное присоединение к участку цепи дополнительного резистора уменьшает сопротивление участка?
Потому что работа электрического тока на участке цепи зависит от перенесенного заряда и напряжения на этом участке. Ток начинает идти еще и по дополнительному резистору, что и уменьшает сопротивление. (Присоединение увеличивает площадь поперечного сечения участка цепи).

Суперзадание
Объясните, как переносом только одного провода с клеммы на клемму превратить параллельное соединение резисторов в последовательное. Какую роль в такой измененной цепи играет ключ?
Нужно перенести клемму с одного из резисторов на место перед ключом. Ключ играет роль включателя цепи.

posled_parallel_14.png

Сообщить об ошибке