Тема: Джерела електричного струму. Гальванічні елементи. Акумулятори

Мета:

навчальна: формування уявлення про перетворення енергії у джерелах електричного струму; ознайомлення з різними джерелами електричного струму та особливостями виникнення в них струму.

розвиваюча: логічне мислення та пізнавальний інтерес.

виховна: виховувати спостережливість; формувати науковий світогляд та інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: джерела електричного струму, електрофорна машина, генератор, гальванічний елемент, акумулятор, термоелемент, фотоелемент.

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

Структура уроку

I.          Організаційний етап.

II.       Актуалізація опорних знань.

III.   Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.

IV.   Вивчення нового матеріалу

1.           Для чого потрібне джерело струму.

2.           Електрофорна машина.

3.           Генератор.

4.           Гальванічні елементи.

5.           Акумулятор.

6.           Термоелемент.

7.           Фотоелемент.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

Завдання 1

Скласти електричне коло за даною схемою:

  

Завдання 2

Скласти електричне коло з джерела струму, резистора, ключа, гальванометра та замалювати його схему.

III. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку

Проведемо дослід: візьмемо цитрину (можна використати яблуко, картоплю та інші овочі або фрукти), розріжемо його навпіл, залізний цвях і один з мідних проводів вставимо в цитрину, а цвях приєднаємо іншим мідним провідником до гальванометра (мультиметра). Що ви спостерігаєте? Як пояснити появу електричного струму?

IV. Вивчення нового матеріалу

1. Для чого потрібне джерело струму

Щоб електричний струм у провіднику існував протягом певного часу, треба постійно підтримувати в ньому електричне поле. Електричне поле в провідниках створюється і може довго підтримуватися джерелами електричного струму.

Джерела електричного струму – пристрої, у яких відбувається перетворення енергії певного виду на електричну енергію. Джерела струму бувають різні, але в будь-якому з них виконується робота з розділення позитивно і негативно заряджених частинок. Розділені частинки нагромаджуються на полюсах джерела струму — так називають місця, до яких за допомогою клем або затискачів під'єднують провідники. Один полюс джерела заряджається позитивно, а другий — негативно.

Джерела електричного струму

ü Механічні (електрофорна машина, генератори електричного струму),

ü Хімічні (гальванічні елементи, акумулятори),

ü Світлові (фотоелементи, сонячні батареї),

ü Теплові (термоелементи).

ü  

2. Електрофорна машина

Давайте розглянемо роботу електрофорної машини (демонстрація на ілюстраціях – к випадку відсутності приладу), в ній механічна енергія перетворюється на електричну.

3. Генератор

Під час обертання рамки з певною кількістю витків ізольованого провідника в магнітному полі виконується механічна робота, полюси генератора заряджаються різнойменно, в лампі, під'єднаній до них, виникає струм і вона світиться (демонстрація на ілюстраціях – к випадку відсутності приладу). Так само працюють генератори (латинське слово, означає той, що створює, виробляє) на великих електростанціях.

4. Гальванічні елементи

Перше найпростіше хімічне джерело струму («вольтів стовб»), яке не втратило свого практичного значення й дотепер, створив у 1799 році італійський фізик Алессандро Вольта і назвав на честь засновника вчення про електрику Луїджі Гальвані. У гальванічних елементах у розчини певних речовин, наприклад кислот, опускають дві пластинки з різних речовин, що по-різному взаємодіють з розчином. Унаслідок хімічних реакцій ці пластинки (електроди) заряджаються різнойменно і можуть створювати струм протягом тривалого часу. Гальванічні елементи можуть базуватися не лише на кислотах. Прикладом такого елемента є батарейка вуглецева. (Демонстрація на прикладі побутової батарейки)

5. Акумулятор

В акумуляторі (від слова акумуле — нагромаджую) у розчин, наприклад, сульфатної кислоти, опускають два однакові електроди. Але такий акумулятор струму не дає, його попередньо потрібно зарядити, пропускаючи через розчин струм певного напрямку. При цьому на електродах відбуваються різні хімічні реакції і вони набувають різних властивостей. Тепер акумулятор працюватиме як звичайний гальванічний елемент. Акумулятори можуть давати струм значної сили і використовуватися багато разів. Акумулятори широко застосовують для освітлення залізничних вагонів, автомобілів, для запуску автомобільного двигуна, для живлення електроенергією підводних човнів, наукової апаратури на штучних супутниках Землі.

6. Термоелемент

Якщо спаяти дві дротини, виготовлені з різних матеріалів, та нагріти місце спаювання, то в дротинах виникне електричний струм. В такому джерелі струму, який називається термоелементом, внутрішня енергія нагрівника перетворюється на електричну енергію. Особливо ефективним у термоелементах є поєднання металевих провідників і напівпровідників. (Демонстрація ілюстрацій)

7. Фотоелемент

При освітленні напівпровідників світлова енергія може безпосередньо перетворитися на електричну (Демонстрація). Це явище називають фотоефектом. На цьому ґрунтується дія фотоелементів, сонячних батарей. Прикладами фотоелементів є вуличні ліхтарі, які самостійно загораються, коли на вулиці стає темніше. Тобто від освітленості змінюється провідність напівпровідника і він перетворюється напівпровідник – починає проводити струм. Тому й запалюються ліхтарі.

V. Закріплення нового матеріалу.

1. Фронтальне опитування

1.     Що називають джерелом електричного струму?

2.     Які джерела електричного стуму ви знаєте?

3.     Хто перший створив гальванічний елемент?

4.     Яке походження цієї назви?

5.     Чим відрізняється акумулятор від гальванічного елемента?

6.     Яка енергія перетворюється на електричну в сонячних батареях? Термоелементах?

7.     Наведіть приклади застосування різноманітних джерел  електричного струму.

2. Задача

В якому напрямі рухатиметься в електричному полі між двома протилежно зарядженими паралельними пластинами: електрон, позитивний іон, негативний іон?

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

1.     Чи було вам цікаво сьогодні?

2.     Що саме вам сподобалося?

3.     Що ви ще хотіли б дізнатися з даної теми?

VIІ. Завдання додому

1.     Опрацювати § 7ст. 35 – 38.

2.     Винахідницька задача.

Відомо, що хвилі, які поширюються на поверхні води, мають значну механічну енергію. Запропонуйте джерело енергії, яке б давало змогу відбирати цю енергію та перетворювати її на електричну.

(Скористаємося явищем електризації)