Обобщающий урок по теме «Электричество»
Цели урока:
Закрепить и обобщить знания студентов по разделу физики «Законы постоянного тока»;
2. Развить коммуникативную компетенцию учащихся: память, внимание, умение наблюдать, систематизировать знания;
3. Формировать ответственность за результаты своего труда;
продолжить формирование информационной культуры.
Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний
Оборудование для проведения урока: интерактивная доска, мультимедиа проектор, презентация к уроку, раздаточный материал.
Методы: объяснительно – иллюстративный.
Ход урока:
1. Организационный момент.
Сегодня наше занятие пройдет в игровой форме и в конце занятия мы с вами подведем итог, и выявим кто же у нас является «Знатоком электричества». Группа делиться на 3 команды, в каждой выбирается капитан команды. Затем идет представление каждой кманды.
2. Мотивационный момент.
Все мы знаем, что с электричеством нужно обращаться осторожно.
Как вы понимаете слово «осторожно»? (Ответы учащихся)
А вот толкование слова «осторожничать» в словаре Ожегова.
Есть несчастья, о которых люди говорят: «Почему это случилось со мной, а не с другими?»
Как вы к этому относитесь? (Ответы детей)
Да, неприятность, беда могут случиться с каждым, если не соблюдать технику безопасности, если не предвидеть их. Лихачество, желание показаться смелым, обратить на себя внимание, неумение правильно оценить обстановку часто оборачивается непоправимой бедой.
Ответы студентов: закрепить знания по теме «Электричество» и выяснить зачем оно необходимо человеку.
3. Актуализация знаний.
Фронтальный опрос
8. Обозначение электрического заряда.
9. Единица измерения напряжения.
10. Обозначение физической величины, характеризующей свойства проводника.
11. Обозначение на электрических схемах ключа.
12. Единица измерения мощности электрического тока.
13. Обозначение на электрических схемах электрической лампы.
14. Обозначение на электрических схемах прибора для измерения силы тока.
4. Обобщение и систематизация знаний.
1 конкурс «Да», «Нет» (Вопросы задаются поочередно)
Между ремнем и шкивом, на который он надет, возникают электрические явления при вращении шкива.
Ответ – ДА (электризация трения)
Масса шара заряженного положительным зарядом изменится, если к нему прижать палец?
Ответ – НЕТ (обмен зарядом происходит переходом электронов, масса электронов мала)
Бензин – это изолятор?
Ответ – НЕТ (это проводник)
Раствор сахара это проводник?
Ответ – НЕТ (это изолятор)
Искра, проскочившая между наконечником свечи автомобиля и блоком цилиндров это электрический ток?
Ответ – ДА (есть направленное перемещение зарядов)
В медном проводнике появится электрический ток, если концы его погрузить в одинаковые водные растворы серной кислоты?
Ответ – НЕТ (медь не взаимодействует с серной кислотой)
Для питания велосипедной фары от источника тока достаточно одного провода?
Ответ – ДА (роль второго играет рама)
Медные соединители стыков рельс подвижного состава служат для температурной компенсации.
Ответ – НЕТ (для уменьшения электрического сопротивления на стыке)
НЕЙЗИЛЬБЕР – это прибор для контроля магнитной индукции?
Ответ – НЕТ (это сплав из меди, цинка, никеля)
Сопротивление медной проволоки увеличится, если её разрезать пополам и включить половины в цепь параллельно?
Ответ – НЕТ (уменьшится в 4 раза)
Электрическая энергия экономится, если работать на металлорежущих станках тупым инструментом.
Ответ – НЕТ (часть энергии тратится на трение)
Два троллейбуса одной модели движутся с разной скоростью и совершают одинаковую работу электрического тока. Величины сопротивления и времени у них постоянны.
Ответ: - НЕТ (работа больше у кого скорость больше)
В плавких предохранителях применяют проволоку из легкоплавкого материала?
Ответ – ДА (цель максимально быстро разъединить цепь)
При сборе гвоздей постоянным магнитом они соберутся в кучу на магните?
Ответ – НЕТ (они оттолкнуться друг от друга)
Мы являемся источником света?
Ответ – ДА (Рассеянного от солнца)
Стекло для изготовления зеркал шлифуется и полируется чтоб не порезаться?
Ответ – НЕТ (чтобы оно отражало большую часть света)
Гальванический элемент (батарейку) можно сделать из цинка, углеграфита и раствора нашатыря в емкости.
Ответ – Да (нашатырь играет роль электролита, уголь «+», Zn «- »)
Диод можно использовать в качестве гасящего резистора?
Ответ – ДА (в комплекте со стабисторами и стабилитронами)
Срок службы электрической лампочки можно увеличить, если включить последовательно две электролампы разной мощности.
Ответ – ДА (нужно брать две лампы мощности которых отличаются в 1,5 – 2 раза. например 40 – 7 5вт)
По итогам конкурса выявляется команда с наибольшим количеством баллов. За каждый вопрос 1 балл.
2 конкурс
“Чтоб сказку сделать былью”.
1. Проводник описан в другой знакомой нам сказке, вот отрывок из неё: “Все они были сыновьями одной матери, а значит приходились друг другу родными братьями. Они были очень красивы: ружьё на плече, грудь колесом, мундир красный с синим…. Они лежали все двадцать лет, в картонной коробке. В ней было темно и тесно…”
Из какого материала были сделаны братья?
Что это была за сказка?
Где используется данный материал и его основные виды?
Какие другие сказки вы знаете, где были бы задействованы электрические материалы?
Ответы:
“Оловянный солдатик”. Г.Х.Андерсен.
Припои типа ПОС, бронза.
“Золотой ключик”, “Серебряное копытце”, “Хозяйка медной горы”, “Урфин – Джюс и его деревянные солдаты”, “Малахитовая шкатулка”
Мы совершили с вами разминку. А теперь, вспомним в какой сказке описано устройство широко используемое сейчас?
2. “Государь, ты мой батюшка родимый. Не вези ты мне золотой серебряной парчи, ни мехов черного соболя, ни жемчуга бурмицкого; а привези ты мне золотой венец из каменьев самоцветных, и чтоб был от них такой свет, как от месяца полного, как от солнца красного, и чтоб был от него светло в темную ночь, как среди дня белого…” (С.Т. Аксенов “Аленький цветочек”).
Что это за прибор?
Какой электрический закон работает в этом приборе?
Кто изобрел этот прибор?
Какова температура нити накаливания?
Ответы:
Прожектор, фонарик, лампа.
Закон Джоуля – Ленца (тепловое действие тока).
Лампа накаливания с металлической нитью изобретена А. Н. Лодыгиным 1872г. (1879 – Т.А.Эдисон)
Вольфрам с примесью оксида тория Т пл = 3660 0 С. До белого каления.
А этот прибор:
…Играй, играй, блюдечко
Катись, катись, яблочко;
Показывай поле, моря,
И широкие луга,
И стрельбу, и пальбу,
И гор красоту
И небес высоту!
(“Наливное яблочко, золотое блюдечко”.)
… Ей в приданое дано
Было зеркальце одно;
Свойство зеркальце имело:
Говорить оно умело.
(“Сказка о мертвой царевне и семи богатырях”. А.С.Пушкин.)
Что это за сказки?
В каких электробытовых приборах реализован принцип зеркальца?
Назовите марки современных российских подобных приборов?
Когда впервые был использован принцип работы?
Ответы:
“Наливное яблочко, золотое блюдечко”, “Сказка о мертвой царевне и семи богатырях”
Телевизор, компьютер, сотовый телефон.
“Рубин”, “Томсон”, “Ролсон”, “Рассвет”.
В 1926 г. Шотландский изобретатель Джон Лоджи Бэйрд (1888 – 1946) получил первое телевизионное изображение человеческого лица. 1950г. – Первые телевизионные системы.
Нашей специальности посвящена сказка.
… Емеля поедем к морю,
- Мне и тут тепло…
- Емеля, Емеля у царя тебя будут хорошо
-Кормить – поить, пожалуйста, поедем,
-Ну ладно. Ступай ты вперед, а я за тобой вслед поеду.
(“По щучьему велению”)
Ведущий:
Какое транспортное средство использовал Емеля?
Какое современное транспортное средство по техническим характеристикам близко ему?
Какие еще транспортные средства из сказок вы знаете?
Назовите год появления трамвая?
Ответы:
Печь, сани.
Вездеход – амфибия, внедорожник.
Ковер самолет, конек- горбунёк, серый волк, ступа, черт.
1880 г., трамвай начало ХХ века.
“Петушок с высокой спицы
Стал стеречь его границы.
Чуть опасность, где видна,
Верный сторож, как со сна,
Шевельнется, встрепенется,
К той сторонке обернется
И кричит: “Кири – ку – ку”
(“Сказка о золотом петушке” А.С. Пушкин)
Что это за устройство?
Перечислите основные виды приборов выполняющих ту же роль на электротранспорте, в других областях?
На чем основана работа таких приборов?
Ответы:
Сигнализация, сигналы поворота, фары, звуковой сигнал; сигналы гражданской обороны, пароходные ревуны, таймеры кухонных комбайнов, пожарная и охранная сигнализация.
На использовании принципа работы фотодиодов, реле, температурных датчиков, датчиков оборотов.
3 конкурс
Доклады по темам:
«Действие электрического тока на человека»
«Громоотвод»
«Электричество в природе»
Каждой команде дается по 3- 5 минут на доклад и ответы на вопросы.
Вопросы:
Маленькая масса (молекула) .
(энергия).
(скорость) .
(литий) .
(термометр) .
(кипение) .
Единица измерения времени (час) .
Создатель температурной шкалы (Цельсий) .
Мера инертности и гравитации (масса) .
(конденсация) .
Составляющий молекулы (атом) .
…внутреннего сгорания (двигатель) .
(плавление) .
Первый химический элемент (водород) .
(джоуль) .
(ветер) .
Ключевое слово ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Подведение итогов игры.
5. Домашнее задание: написать сочинение на тему «Электричество в профессиональной деятельности»
6. Подведение итогов. Рефлексия.
4 конкурс. Задание – разгадайте кроссворд, и по ключевому слову сами дайте название конкурсу.
Вопросы:
Маленькая масса
Кинетическая, внутренняя, потенциальная…
Величина, которую на Руси измеряли в верстах в час
Элемент периодической таблицы Менделеева под номером три
Прибор для измерения температуры
Тепловой процесс, интенсивное испарение жидкости по всему объему
Единица измерения времени
Создатель температурной шкалы
Мера инертности и гравитации
Тепловой процесс, переход из газообразного состояния в жидкое
Составляющая молекулы
…внутреннего сгорания
Процесс обратный кристаллизации
Первый химический элемент
Единица измерения количества теплоты
Один из примеров конвекции воздуха в огромных масштабах
1 вариант
1. Обозначение на электрических схемах прибора для регулирования силы тока.
2. Единица измерения силы тока.
3. Обозначение физической величины, характеризующей электрическое поле.
4. Обозначение на электрических схемах аккумулятора.
5. Единица измерения электрического заряда.
6. Обозначение физической величины,численно равной работе, совершённой в единицу времени.
7. Единица измерения сопротивления проводника.
2 вариант
1 вариант
1. Обозначение на электрических схемах прибора для регулирования силы тока.
2. Единица измерения силы тока.
3. Обозначение физической величины, характеризующей электрическое поле.
4. Обозначение на электрических схемах аккумулятора.
5. Единица измерения электрического заряда.
6. Обозначение физической величины,численно равной работе, совершённой в единицу времени.
7. Единица измерения сопротивления проводника.
2 вариант
1. Обозначение электрического заряда.
2. Единица измерения напряжения.
3. Обозначение физической величины, характеризующей свойства проводника.
4. Обозначение на электрических схемах ключа.
5. Единица измерения мощности электрического тока.
6. Обозначение на электрических схемах электрической лампы.
7. Обозначение на электрических схемах прибора для измерения силы тока
Цели занятия:
Образовательная - формирование единых взглядов на природу электрического тока на примере электролиза, изучение законов электролиза при его практическом применении в аккумуляторах.
Развивающая - формирование умения объяснять новые, ранее неизвестные явления и применение их на практике путём составления логических цепочек и проведения аналогий.
Воспитательная - формирование и развитие речевого аппарата.
Оснащение занятий:
Оборудование и материалы: источник тока, набор для электролиза, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода, раствор медного купороса, дистиллированная вода, автомобильный аккумулятор.
ТСО и учебно-наглядные пособия: кодоскоп, плакат “Устройство аккумулятора”, кроссворд “Физические понятия, применяемые при изучении электролиза”, кодопленки с рисунками и уравнениями электролиза, таблицы с новой терминологией и формулами.
Раздаточный материал: карточки с вопросами для начального среза знаний;чистые листы для ответов.
На занятии, предшествующем данному уроку, учащиеся получили задание повторить тему “Законы постоянного тока”. Тема “Окислительно-восстановительные реакции при электролизе” по предмету химия изучена накануне данного урока.
Ход урока
Вступление. Каждый современный человек должен знать устройство и принцип действия такого сложного транспортного средства как автомобиль.
Создание практической проблемной ситуации.
В жизни автомобилиста часто возникают нестандартные затруднительные ситуации, достойно выйти из которых помогает знание законов физики. Вот одно из доказательств этого.
Два водителя, имеющие автомобили одинаковой марки, одного года выпуска, одинакового технического состояния и параметрами при низкой температуре воздуха производят запуск двигателя. Первый водитель после пяти попыток окончательно посадил аккумулятор. Второй водитель перед запуском включил на 3-4 минуты свет фар, и двигатель запустился стартером с первой попытки. В чем причина?
Ответ уч-ся: Вариант (а). Среди ваших ответов не прозвучал правильный ответ. Вернемся к этой проблеме в конце урока после изучения данной темы.
Вариант (б). В холодное время года необходимо разогреть аккумулятор током небольшой силы и возобновить (оживить) реакцию электролиза внутри аккумулятора. Эта задача успешно решается при включении приборов освещения.
Учитель: Чтобы не допустить подобные ситуации, необходимо определить, какое физическое явление лежит в основе данного процесса и на основе законов физики устранить проблему. Сегодня мы проведем урок, на котором будем изучать вопросы физики, рассматривать химические процессы, знакомиться с техническим применением электрических явлений, и очень важно, чтобы вы убедились в единстве законов природы и ее проявлений. Тема урока: “Электрический ток в жидкостях. Законы электролиза. Применение электролиза”.
I. Опрос. Учитель. В начале мы проверим, что вы знаете уже из ранее изученных понятий на уроках химии, физики: проведём начальный срез знаний. Вы должны письменно ответить на предложенные вам вопросы в индивидуальных карточках (Приложение 1) в течение 5 минут.
Учитель раздает карточки. Учащиеся сдают свои ответы по истечении времени.
Учитель проверяет ответы, внося результаты начального среза в бланк рейтинга знаний по данной теме. Во время всего занятия учитель в бланке рейтинга выставляет баллы за правильные ответы и активную работу учащихся.
II. Актуализация опорных знаний
Учитель: В рабочих тетрадях запишите тему урока (на доске). Вспомним основные физические понятия электрического тока, условий его создания. (На экране с помощью кодоскопа проецируется конспект “Условия существования электрического тока. Законы Ома для полной цепи и для участка цепи”. Приложение 2).
III. Изложение нового материала
Процесс создания электрического тока в жидкостях
Учитель. Рассмотрим процесс возникновения тока в жидкостях. Соберем цепь по схеме (Рис. 1). Она содержит: источник тока, ключ, амперметр, вольтметр, стеклянный сосуд с жидкостью, два угольных электрода с темного цвета поверхностями (демонстрируем состояние поверхностей угольных стержней), соединительные провода.
Проведем два опыта. Вы должны будете проанализировать результаты наблюдений и сделать вывод.
Опыт 1. Замкнем ключ. (Сила тока равна нулю). Объясните, почему?
Опыт 2. Добавляем в воду раствор медного купороса. Замыкаем ключ. (Амперметр показывает значение силы тока). (Рис. 2). Итак, каковы результаты наблюдений и ваш вывод?
Эталон ответа: В первом опыте в сосуде между электродами была дистиллированная вода с диэлектрической проницаемостью e =81. Отсутствие свободных носителей заряда является причиной отсутствия тока в цепи, несмотря на наличие электрического поля между электродами. Во втором опыте в воду добавили раствор медного купороса и в растворе появились свободные заряженные частицы, которые под действием электрического поля начинают двигаться упорядоченно. Жидкость стала проводником. Начертите схему цепи в тетрадях и запишите вывод.
Вывод 1: Чистые жидкости, как правило, заметной электропроводностью не обладают.
Рассмотрим процесс в растворе медного купороса подробнее.
При растворении в воде солей, кислот, щелочей под воздействием полярных молекул воды образуются положительные ионы (катионы) и отрицательные ионы (анионы). Этот процесс называется электролитической диссоциацией:
Cu So 4 >Cu 2+ +SO 2- 4 (1)
Одновременно происходит и обратный процесс - образование из ионов нейтральных молекул - в этот процесс называется рекомбинацией:
Cu 2+ +SО 2- 4 >CuSО 4 (2)
Раствор, состоящий из молекул, катионов и ионов, называется электролитом.
Подумайте и ответьте: Что еще может вызвать распад молекул на ионы помимо растворителя?
Подсказка: Вспомните, как связаны температура и внутренняя энергия вещества?
Эталон ответа: При повышении температуры электролита растет кинетическая энергия всех его молекул и частицы, из которых молекулы состоят, способны преодолеть молекулярное притяжение и произойдет процесс диссоциации. Сделаем вывод и запишем его.
Вывод 2: Электрический ток в растворах солей, кислот, щелочей и в расплавах солей обусловлен упорядоченным движением положительных, отрицательных ионов и свободных электронов.
Зависимости силы тока от напряжения на участке цепи, содержащей электролит, и от температуры электролита.
Учитель. Существование электрического тока в цепях подчиняется законам Ома.
Обратимся к опыту и проверим выполнение закона Ома на участке цепи, содержащей электролит. В цепи, изображенной на схеме 1, будем изменять напряжение, и определять соответствующие ему значение силы тока в цепи. Результаты занесем в таблицу.
| Uв | ||||||||
| IА |
Построим график вольт - амперной зависимости:
Из полученного графика, какой вывод мы можем сделать?
Вывод3. На участке цепи, содержащей, электролит, выполняется закон Ома.
Исследуем зависимость силы тока в цепи от температуры электролита.
Как вы считаете, должно измениться или нет значение силы тока? И если да, то как?
Эталон ответа. При повышении температуры процесс электрической диссоциации протекает более интенсивно, так как увеличивается число положительных и отрицательных ионов и растет их подвижность, (вязкость электролита уменьшается), а все это ведет и к увеличению силы тока в электрической цепи (I = q/t ).
Учитель. Проверим наш вывод на опыте. Нагреем раствор медного купороса с помощью кипятильника, не меняя всех остальных параметров (демонстрирует процесс нагревания электролита).
При нагревании электролита сила тока увеличилась, т.к. I 1 =……А, I 2 =……А, следовательно, сопротивление уменьшается и его обратно пропорциональная зависимость от температуры имеет следующий вид: R
Вывод 4. При нагревании электролитов уменьшается их вязкость и сопротивление, а проводимость растет.
Законы электролиза
Перейдем к рассмотрению главного назначения существования электрического тока в электролитах. Электрический ток протекал через электролит некоторое время. Разомкнем цепь и посмотрим на состояние поверхностей электродов.
Поверхность анода не изменилась. Какие ионы двигались в его направлении?
Правильно, анионы. Катод - к нему двигались катионы, т.е. ионы меди, - приобрел красноватый оттенок. Этот факт указывает на присутствие меди на поверхности катода.
Какое заключение вы можете сделать на основании этого результата?
Эталон ответа. На катоде выделилась медь.
Вывод 5. Процесс выделения на электродах вещества, связанный с окислительно-восстановительной реакцией, называется электролизом.
Выясним, от чего зависит масса вещества, выделившегося на катоде. Прошу выдвинуть ваши гипотезы. Ответы учащихся записываются на доске.
Учитель. Ваши предположения верны и полностью совпадают с выводами, сделанными 170 лет назад в 1834 году великим английским ученым Майклом Фарадеем. На основании многочисленных опытов он сформулировал законы электролиза.
1 закон электролиза: масса, выделившего на электроде вещества прямо пропорциональна величине заряда, протекшего через электролит.
m = k * q (4)
где k - это электрохимический эквивалент, который измеряется массой выделяющегося на катоде вещества при прохождении через электролит единицы заряда.
А так как q=I * t, получаем: m =k * I * t (6)
Физический смысл первого закона электролиза
Положительные ионы (катионы) при соприкосновении с катодом получают недостающие электроны и осаждаются на катоде в виде нейтральных атомов. Отрицательные ионы (анионы) при соприкосновении с анодом отдают лишние электроны и осаждаются на аноде. Поскольку массы ионов m i определенного вида точно одинаковы, то общая масса всех ионов пропорциональна их числу N i . А это означает, что масса выделенного при электролизе вещества должна быть прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит.
Чем больше заряд, прошедший через электролит, тем больше число ионов его переносящих, а, следовательно, и больше масса выделившегося на электродах вещества.
q = q i * N i (7) => m = m i * N i (8)
Выясним теперь, от чего зависит величина электрического эквивалента k .
Введем обозначение i - ион, n - валентность, e - заряд электрона, q i = е * n - заряд иона, М - молекулярная масса, m i = М / N A -масса иона, М / n - химический эквивалент вещества.
Подставим в (5) k = m / q формулы (7) и (8);
k = m i N i / m i * N i = М / N A * е * n (9)
Поясним данный вывод: в результате своих опытов Фарадей нашел, что для выделения на электроде одного химического эквивалента ионов любого вида (M / n ) нужно пропустить через электролит одинаковый электрический заряд q = N А е = F (10)
F - “постоянная Фарадея”. F = 965000 Кл/моль.
Вывод 6. 2-ой закон электролиза: Электрохимические эквиваленты различных веществ прямо пропорциональны их химическим эквивалентам.
k = М / N A е n
А из (7) и (10) получим окончательный результат.
m = 1 / F * M / n* I * t (11)
Вывод 7. Если через электролит проходит заряд q, вещества с химическим эквивалентом M/n, то масса выделившего вещества будет равна:
(11)
Уравнение (11) называется обобщенный закон электролиза
Прокомментируем вывод, обобщенного закона электролиза по нижеприведенной схеме
(Преподаватель дает комментарии по данной записи на кодопленке или на доске):
Те учащиеся, которые будет испытывать затруднения в выводе обобщенного закона электролиза, смогут воспользоваться данным выводом и прокомментировать его.
Используя закон Фарадея, е = F / N A , рассчитали заряд электрона: е = 1,6* 10 -19 Кл, что хорошо совпадает с результатами опытов Иоффе и Милликена.
Итак, мы познакомились с законами электролиза. Какие у вас появились вопросы? (После ответов на заданные вопросы объяснение нового материала продолжается).
Применение электролиза в технике
Выделим некоторые примеры использования электролиза в технике.
Очистка таких технических металлов, полученных при выплавке из руды, как алюминий, натрий и литий.
Из растворов при электролизе извлекают цинк и никель. Получают атомарный кислород.
В электрометаллургии: С помощью электролиза производят покрытие металлических предметов слоем другого металла, не окисляющегося на воздухе, что предохраняет предметы от коррозии. Это процесс называется гальваностегией (на таблице выписан этот новый термин).
Получение рельефных металлических копий изображений с помощью электролиза называют гальванопластикой (на таблице выписан новый термин). Она была изобретена в 1837 году русским ученым Якоби.
Изготавливают таким способами клише для печатания денежных знаков, матриц для печатания книг.
Как вы думаете, что произойдет, если в электролит опустить пластины, выполненные из двух различных металлов?
Эталон ответа. Опыты показали, что если в электролит опустить пластины из двух различных металлов, то между ними возникнет разность потенциалов. А это и будет источник тока.
Какова природа ЭДС источника в этом случае?
Эталон ответа. ЭДС источника в этом случае определяется работой сторонних сил химической природы по перемещению единичного заряда . (12)
Источники, в которых электрическая энергия получается за счет химической, называются гальваническими элементами в честь итальянского ученого Луиджи Гальвани, первым исследовавшим роль электрического поля в живом организме еще в 1775 году. В настоящее время ученые продолжают изучать процесс, как назвал его М.Фарадей, “превращения электрической силы в нервную”, происходящий в организме человека. Мы с вами упоминали при изучении темы “Электростатика” о падении напряжения на клеточной мембране живого организма. Очевидно, что мембрана, окруженная с обеих сторон растворами электролитов, может служить источником э.д.с. А так как толщина мембраны составляет всего 0,01-0,02 мкм, то биологический источник э.д.с. может иметь очень малые размеры. Создание источников э.д.с., аналогичных биологической мембране, найдет применение в миникомпьютерах.
Есть много других важных применений электролиза.
IV. Закрепление
Повторим понятия, связанные с электролизом и, ответив на вопросы, предложенные в кроссворде, откроем слово, связанное с применением электролиза..
КРОССВОРД
1. Распад молекул электролита на ионы.
2. Образование молекул из положительных и отрицательных ионов электролита.
3. Процесс выделения на катоде вещества, входящего в состав электролита.
4. Единица измерения величины заряда в CИ.
5. Величина, характеризующая электролиз.
6. Величина, которая никогда не может быть равна абсолютному нулю.
7. Процесс воспроизведения форм предметов в матрицах.
8. Явление изменения качества электрода или концентрации ионов около него при прохождении тока через электролит.
9. Раствор, из которого может состоять электролит.
10. Пластина, находящаяся в электролите и подключенная к одному из полюсов источника тока.
11. Процесс пропускания тока от внешнего источника через электролит.
Итак, прочитаем слово по вертикали. “АККУМУЛЯТОР” . (Если слова поляризация, зарядка учащиеся не смогли вставить в кроссворд, а слово назвали, то вписать эти термины надо после изучения назначения аккумулятора).
V. Еще одно применение электролиза. Аккумуляторы - это приборы, которые становятся источниками электрической энергии после пропускания через них тока. При этом используется явление поляризации электродов, т.е. изменение качества их поверхности при прохождении тока через электролит. Поляризация может сохраняться в течение длительного времени после прекращения токав электролите.
Рассмотрим окислительно-восстановительные реакции, протекающие в электролите. Познакомимся с принципом действия кислотного аккумулятора. (Схемы изображены на кодопленке).
Свинцовые электроды, помещенные в ванну с раствором серной кислоты, покрываются сернокислым свинцом PbSO 4 . Разность потенциалов между ними равна нулю (j 1 - j 2 = 0).
Пропускание тока через аккумулятор называют его зарядкой. При подключении источника ток в электролите пойдет от положительного электрода к отрицательному (Рис.7).
Наблюдается явление поляризации электродов, т.е. изменение качества поверхности электродов: на аноде образуется двуокись свинца PbO 2 , а на катоде - чистый свинец Pb. Поскольку пластины становятся разнородными, между ними создается разность потенциалов и прибор накапливает энергию. Если теперь вместо источника тока присоединить лампу накаливания, то при замыкании цепи лампа загорается. Использование аккумулятора в качестве источника называют разрядкой (Рис. 8).
При разряде аккумулятора ток в электролите протекает от отрицательного электрода к положительному электроду. На отрицательной пластине происходит образование сернокислого свинца (PbSO 4) в результате соединения свинца пластины с кислотным остатком (SO 4) из электролита. На положительной пластине под действием разрядного тока - двуокись свинца (Pb O 2) превращается также в сернокислый свинец (PbSO 4), поглощая из электролита остаток (SO 4) и отдавая в электролит кислород. Кислород с положительной пластины, соединяясь с водородом, оставшимся в электролите в результате распада серной кислоты, образует воду (H 2 O).
Реакции, происходящие при разрядке и зарядке аккумулятора, можно изобразить следующей химической формулой (на кодопленке).
P B SO 4 + 2H 2 O + P B SO 4 P B O 2 + 2H 2 SO 4 + P B (13)
При разрядке аккумулятора количество серной кислоты в электролите уменьшается и плотность электролита снижается. При зарядке аккумулятора реакции проходят в обратном порядке: количество серной кислоты в электролите увеличивается, а плотность электролита повышается. Свойство электролита изменять свою плотность при разряде и заряде аккумулятора используется в эксплуатации для определения степени заряженности аккумуляторной батареи.
Аккумуляторы характеризуются к.п.д. (), емкостью (С ) и э.д.с. (e).
Коэффициентом полезного действия аккумулятора называют число, показывающее, какую часть энергии, затраченной на его зарядку, он отдает при разрядке:
=Ар/Аз (14)
Емкостью аккумулятора называют максимальное количество электричества, которое может пройти по цепи за все время разрядки аккумулятора. За единицу емкости обычно принимают ампер-час: 1 А*ч = 3600 Кл. Мы рассмотрели кислотный (или свинцовый) аккумулятор. Его э.д.с. составляет около 2В, а к.п.д. - около 80%. С устройством аккумулятора и принципом его действия вы можете познакомиться самостоятельно с помощью таблицы “Устройство аккумулятора” и пояснительного текста.
VI. Подведение итогов
Учитель. Подведем итоги. Думаю, сегодняшний урок не оставил сомнений в многообразии и единстве проявлений природы. Вы не только познакомились с новыми понятиями из курса “Физики”: электролиз, электрохимический эквивалент, гальваностегия, гальванопластика, аккумулятор, зарядка и разрядка аккумулятора, но и убедились в выполнении законов электролиза и разнообразии их применения во многих отраслях промышленности и в быту. Вспомним проблему запуска двигателя в морозный день двумя автомобилистами. (См. выше).
Учитель отмечает фамилии учащихся, активно работающих на уроке, называются или предлагаются для прочтения баллы, полученные каждым учащимся за урок и их эквивалент - оценка в журнале.
VII. Запишите задание на дом. Проработать конспект урока и подготовить ответы по всем разобранным вопросам. § 122 - 123 “Физика 10”, упр. 20 (6); подобрать примеры использования электролиза в быту, технике и природе.
План-конспект урока
по физике
в 8 классе на тему «Тепловое движение. Температура»
Тема урока . Тепловое движение. Температура
Дата проведения .06.09.2016г.
Тип урока. Изучение нового материала
Цель урока: познакомить обучающихся с понятием тепловое движение, с физической величиной – температурой, устройством и принципом действия термометра.
Задачи:
сформулировать определение теплового движения и температуры;
научить пользовать термометром для измерения температуры тел;
развитие умений определять цену деления и объяснять принцип действия термометра;
развитие умений задавать вопросы;
воспитание самодисциплины, взаимоуважения, устойчивого отношения к учебной деятельности и интереса к предмету.
Планируемые образовательные результаты.
Личностные: развитие самостоятельности в приобретении новых знаний и
практических умений; развитие у обучающихся умения оценивать результаты своей собственной деятельности.
Предметные: формирование представлений у обучающихся о тепловых явлениях и температуре.
Основные термины, понятия: термометр, температура, тепловые явления, тепловое движение
Оборудование градусники, стаканы с водой
План урока:
Организационный момент 2 мин.;
Актуализация опорных знаний 4 мин.;
Изложение нового материала 13 мин.;
Закрепление полученных знаний 14 мин.;
Объяснение домашнего задания 3 мин.;
Рефлексия 4 мин.
Ход урока
Ход урокаДеятельность учителя
Деятельность учащихся
Организационный момент
2 мин.
Тема нашего урока «Тепловые явления. Температура».
Актуализация знаний 4 мин.
Учитель демонстрирует «копилку физических явлений» и предлагает обучающимся посмотреть на картинки (приложение 1) и ответить, что их объединяет, используя ответы да и нет. Учитель ограничивает количество вопросов до 6.
1. Нет
2. Нет
3. Да
4. Да
5. Да
6. Да
Предполагаемые вопросы учеников:
1. Это физические величины?
2. Это физические тела?
3. Это физические явления?
4. Они связаны с изменением агрегатного состояния?
5. Они связаны с изменением температуры?
6. Это тепловые явления?
Изучение нового материала
3 мин.
Сегодня на уроке мы будем говорить о тепловых явлениях и температуре. В нашей повседневной жизни мы часто используем такие понятия, как «тепло», «горячо», «холодно». Учитель предлагает обучающимся дотронуться одной рукой до крышки стола, а другой до металлических ножек и попутно задаёт следующий вопрос: «Какие ощущения вы испытываете правой и левой рукой? Одинаковы ли они? Почему? Ведь предметы находятся в одном помещении, при одинаковых условиях».
Ученики делают вывод, что с помощью ощущений нельзя судить о температуре.
2 мин.
Учитель задаёт обучающимся следующие вопросы: «Что характеризует температура?», «Какие явления называют тепловыми?».
Учитель обобщает ответы учеников и даёт определения:
Тепловые явления – это физические явления, происходящие с изменением температуры.
Температура – это физическая величина, характеризующая степень нагретости тела.
Температура обозначается буквой t . Достаточно широко распространенной шкалой для измерения температуры является шкала Цельсия – 0 С. В ней за основные точки взята температура таяния льда 0 0 С и кипения воды – 100 0 С при нормальных условиях. Кроме данной шкалы существуют и другие шкалы измерения температуры такие, как Кельвина и Фаренгейта.
Учитель даёт задание некоторым ученикам подготовить сообщения к следующему уроку о температурных шкалах (Цельсия, Кельвина, Фаренгейта).
Ученики отвечают на вопросы учителя:
Температура характеризует степень нагретости тела
Тепловыми называют явления , связанные с изменением температуры тела
Физические процессы, протекающие в телах при их нагревании или охлаждении, называют тепловыми явлениями.
1 мин
Учитель задаёт классу следующий вопрос: «С помощью чего можно измерить температуру тела?»
Учитель даёт определение данному прибору:
Приборы, которыми измеряют температуру тела, называют термометрами.
Обучающиеся отвечают: «С помощью градусника».
2 мин.
Учитель демонстрирует ученикам различные термометры (Приложение 2), и распределяет термометры на группы между обучающимися по признаку. Учитель предлагает определить цену деления нескольких термометров.
Ученики называют виды термометров.
1 мин.
Учитель предлагает составить схему термометра
(Приложение 3)
Ученики составляют схему.
1 мин.
Любое измерение температуры требует определённого времени. Время необходимо для того, чтобы температура, которую показывает прибор, стала равномерной с температурой тела, то есть для того, чтобы установилось тепловое равновесие.
Учитель предлагает ученикам составить дома алгоритм измерения температуры тела. температуры тела.
3 мин.
Учитель проводит демонстрацию опыта: в два стакана с холодной и горячей водой опускаются несколько кристалликов перманганата калия.
Температура тела определяет интенсивность и скорость движения молекул в веществе. От скорости движения молекул зависит и кинетическая энергия молекул.
Все молекулы и атомы, из которых состоят тела, находятся в непрерывном беспорядочном движении, которое называется тепловым.
Обучающиеся наблюдают за протеканием диффузии и делают вывод, что в горячей воде диффузия протекает быстрее, так как молекулы движутся быстрее. При повышении температуры скорость движения молекул увеличивается и, наоборот, при понижении температуры скорость движения молекул уменьшается.
Закрепление полученных знаний
14 мин.
Работа с тестом (Приложение 4)
Объяснение домашнего задания
3 мин.
§ 1. Подготовить сообщение, составить алгоритм измерения температуры тела термометром.
Рефлексия
4 мин.
Задание ученикам по рефлексии их деятельности.
Обучающиеся высказывают своё отношение к уроку начиная своё предложение с одной из предложенных фраз, которые изображены на экране при этом начало предложения не должно повторяться:
сегодня я узнал…
было интересно…
было трудно…
я выполнял задания…
я понял, что…
теперь я могу…
я почувствовал, что…
я приобрел…
я научился…
у меня получилось …
я смог…
я попробую…
меня удивило…
урок дал мне для жизни…
мне захотелось …
Формы контроля и оценки результатов урока.
Тестовая форма контроля
Задания теста выполняются по порядку: сначала задания обязательного уровня, затем – творческие.
Оценка «3» ставится за выполнение обязательной части теста.
Оценка «4» ставится за выполнение обязательной части и одного из творческих заданий.
Оценка «5» ставится за выполнение заданий обязательной части, и всех творческих заданий.
Информация о домашнем задании. Прочитать параграф 1, подготовить сообщение по теме: «Температурная шкала», составить алгоритм измерения температуры тела термометром.
Список использованной литературы
А.В. Перышкин. «Физика. 8 класс»: учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2010.
Задачник «Сборник задач по физике для 7-9 классов» Лукашик В.И., Иванова Е.В., 17-е изд., М.: «Просвещение», 2004.
http :// www . fizika . ru - электронные учебники по физике.
http :// class - fizika . narod . ru - интересные материалы к урокам физики по темам; тесты по темам; наглядные м/м пособия к урокам.
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Задания обязательного уровня.
1. Характерными признаками теплового движения являются:
большое число молекул и беспорядочность их движения;
большое число молекул и упорядоченность их движения;
малое число молекул и беспорядочность их движения;
малое число молекул и упорядоченность их движения.
2. С молекулярно-кинетической точки зрения внутренняя энергия макроскопического тела – это:
кинетическая энергия хаотического движения его молекул;
кинетическая энергия тела;
потенциальная энергия взаимодействия его молекул друг с другом;
4) кинетическая энергия хаотического движения его молекул и потенциальная энергия их взаимодействия.
3. Какая температура принята за 0 0 С?
1) температура льда;
2 ) температура тающего льда при нормальном атмосферном давлении;
3 ) температура тела человека;
4 ) температура тающего льда, перемешанного с солью.
Творческие задания.
1.Какими будут ощущения, если взять крышку с горячего металлического чайника за пластмассовую ручку?
Как вы их объясните?
2. Вода в чайнике закипела, из его носика вырывается струя пара . Пар считается невидимым, что мы наблюдаем?
3 . Если рассматривать внимательно снег, то зимой после того, как его пригревает солнце, он из пушистого приобретает форму крупинок. Почему ?
4 . Возьмите в руки маленькую льдинку. Подуйте на неё. Что образовалось на том месте, куда вы дули? Почему?
Самоанализ урока
Тема урока: «Тепловые явления. Температура» - это первый урок в теме «Тепловые явления» и первый урок в курсе 8 класса. Обучающиеся познакомились с тепловыми явлениями, а также с их признаками и выяснили, что собой представляет тепловое движение. Также обучающиеся познакомились с понятием температура и узнали, что для ее измерения существует большое разнообразие термометров.
Тип урока – изучение нового материала.
Цели урока:
Познавательные: Обучающиеся должны составить представление о тепловых явлениях, а также выделить особенности теплового движения частиц опытным путём. Обучающиеся должны узнать, что характеризует температура и как она связана со скоростью движения молекул. Обучающиеся должны узнать, на чем основано действие термометров и усвоить правила измерения температуры.
Развивающие: формирование у обучающихся умения наблюдать за физическими явлениями, а также умений работать с физическим прибором – термометром. Обучающиеся должны уметь применять полученные знания на практике, а также развитие мыслительных способностей у обучающихся.
Воспитательные: воспитание самодисциплины, взаимоуважения, устойчивого отношения к учебной деятельности и интереса к предмету.
Содержание урока:
Содержание данного урока соответствует программе и задачам урока. Заранее была подготовлена мультимедийная презентация
Сейчас вы, ребята, разделитесь на две группы: по 2 и 3 человека. И уже в группах продолжите обсуждение новой темы. Доска разделена на 3 части: «Определение физической величины (от чего зависит)», «Формула», «Способы изменения давления». Обсудив первый вопрос, записываете на доске в первом разделе свои предложения. Когда закончатся предложения по первому вопросу, приступим к обсуждению идей и предложений вместе со второй группой. И так по всем вопросам.
Приступим к обсуждению первого вопроса темы «Определение физической величины (от чего зависит)». Давайте обратимся опять к рисунку с лыжниками, почему человек на лыжах не проваливается, а без лыж увязает по колено в снегу.. Вес, т.е сила, с которой человек давит на снег, осталась такой же. А что изменилось?
Верно. Изменилась только площадь опоры (сравните подошвы ботинок и лыжи).
А какой человек больше увязнет в снегу маленький или большой?
Давайте предположим, результат действия силы зависит не только от самой силы - точки приложения, направления, модуля - но и от площади соприкосновения.
Следовательно, нужна физическая величина, учитывающая оба фактора. Эта величина называется давлением.
Обсуждение по первому вопросу закончилось, переходим ко второму.
Для записи формулы, по которой будем находить давление, мы должны определить в какой зависимости прямой
пропорциональной или обратной пропорциональной находится давление от силы и площади опоры?
Рассказ учителя
Давление - величина скалярная, у давления нет направления..
Сила давления - любая сила, действующая на тело перпендикулярно поверхности, чаще всего это вес тела.
Единицы измерения давления вычисляем по формуле: 1 Н/кв.м = 1 Па (паскаль). За единицу давления принимают такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м ², перпендикулярно этой поверхности. Единица давления – ньютон на квадратный метр (1 Н/ м ²).
Кроме основных единиц, используют также и приставки:
Кратные и дольные единицы:
1 кПа= 1000 Па 1Па = 0,001 кПа
1 МПа= 1000000 Па 1 Па = 0,000001 МПа
1 гПа = 100 Па 1 Па= 0,01 гПа
Подумайте, используют ли приставки "милли", "микро"? Почему?
Единицу давления Паскаль назвали в честь Блеза Паскаля
Блез Паска́ль (1623-1662)- французский математик, физик, литератор и философ. Классик французской литературы, один из основателей математического анализа, теории вероятностей и проективной геометрии, создатель первых образцов счётной техники, автор основного закона гидростатики.
Блез Паскаль сконструировал (1641, по другим сведениям - 1642) суммирующую машину. Один из основоположников гидростатики, установил ее основной закон.
На законе Паскаля основано действие гидравлических прессов и других гидростатических машин.
Переходим к третьему вопросу: «Способы изменения давления».
Давайте попробуем выяснить, как можно изменить давление. Сначала ответим на вопрос: а для чего это нужно? Вы видели, какие следы оставляют тяжёлые машины, трактора на земле? Такие глубокие колеи возникают как раз из- за высокого давления. Значит, в таких случаях его нужно снижать. Так как давление зависит от силы и площади, изменять его можно, меняя эти величины.
Зачем увеличивать давление? Попробуйте тупым ножом порезать хлеб. Чем тупой нож отличается от острого? Конечно, площадью лезвия и создаваемым давлением. Поэтому все режущие и колющие инструменты должны быть очень острыми.
Наверное, трудно сразу сказать, какими способами этого можно достичь.
Давайте немного отвлечемся от физики и вспомним математику. Скажите, какими способами можно увеличить и уменьшить дробь. Чтобы увеличить дробь, нужно увеличить числитель или уменьшить знаменатель. Чтобы уменьшить дробь, нужно уменьшить числитель или увеличить знаменатель. Формула для вычисления давления тоже представляет собой дробь.
