Действия электрического тока. Направление электрического тока — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Действия электрического тока. Направление электрического тока — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Используемые технологии: здоровьесбережения, информационно-коммуникационные, развития критического мышления, педагогики сотрудничества.

Цели: дать представление о превращении энергии электрического тока в другие ее виды (действиях тока); познакомить учащихся с понятием направление электрического тока.

Формируемые УУД: предметные: научиться объяснять понятие направление электрического тока; объяснять тепловое, магнитное, химическое действие тока с точки зрения превращения одного вида энергии в другой; применять полученные знания в повседневной жизни; метапредметные: использовать адекватные языковые средства для отображения в форме речевых высказываний с целью планирования, контроля и самооценки; осознавать себя как движущую силу своего научения, свою способность к преодолению препятствий и самокоррекции; объяснять физические процессы, связи и отношения, выявляемые в процессе изучения действий электрического тока; личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и техники.

Приборы и материалы: источники тока, лампочки, железная или никелированная проволока, раствор медного купороса, угольные электроды, сосуд, катушка с током, магнитная стрелка, железные гвоздики или скрепки, неоновая лампочка или газосветная трубка, соединительные провода, электронное приложение к учебнику.

I. Организационный момент

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель проводит фронтальный опрос по вопросам и заданиям учебника, задает дополнительные вопросы.)

— Назовите основные составные элементы, входящие в цепь электрического тока.

— Сколько у источника тока полюсов? Какие бывают полюсы?

— Какие источники электрического тока вы знаете?

— Какова природа электрического тока в металле?

— Что имеют в виду, говоря о скорости распространения тока в проводнике?

(Учитель проводит самостоятельную работу, направленную на проверку усвоения учащимися материала, связанного с условными обозначениями, используемыми в электрических схемах, правильность составления электрических схем.)

1. Как обозначается в электрических схемах резистор?

2. Как обозначается в электрических схемах гальванический элемент?

3. Как обозначается в электрических схемах лампочка?

4. Предложите схему соединения источника тока, звонка и двух кнопок, позволяющих позвонить из двух разных мест.

5. На трамвайных путях в некоторых местах устанавливают автоматические сигналы “Берегись трамвая”. Сигнал зажигается до того, как трамвай подходит, и гаснет, когда трамвай проходит. Предложите схему включения этого сигнала.

III. Изучение нового материала

Действиями тока называют те явления, которые наблюдаются при наличии электрического тока в цепи. По этим действиям судят об электрическом токе в цепи, так как нельзя непосредственно наблюдать за движением заряженных частиц в проводнике. С некоторыми действиями электрического тока вы знакомы. Например, с тепловым действием тока: так работают электрический паяльник, электроплитка, утюг, лампа накаливания и многие другие предметы.

Демонстрация 1. Тепловое действие тока на опыте можно наблюдать, присоединив к полюсам источника тока железную или никелированную проволоку. Проволока при этом нагревается и, удлинившись, слегка провисает. Ее даже можно раскалить докрасна.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 78“Тепловое действие тока” из электронного приложения к учебнику.)

Демонстрация 2. Химическое действие тока можно наблюдать при пропускании электрического тока через раствор медного купороса CuSО₄.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 79 “Химическое действие тока” из электронного приложения к учебнику.)

При взаимодействии вещества с растворителем молекулы вещества распадаются на положительные и отрицательные ионы. Эти ионы приходят в движение в электрическом поле. Положительные ионы движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду), а отрицательные ионы движутся к положительно заряженному электроду (аноду). Водород и металлы всегда выделяются на катоде.

Вывод. Электрический ток в электролите — это направленное движение ионов в электрическом поле.

Химическое действие электрического тока используют в промышленности (добыча алюминия, меди и других металлов, никелирование, хромирование и др.).

Демонстрация 3. Магнитное действие тока можно показать с помощью катушки с железным сердечником. Когда цепь замкнута, к сердечнику притягиваются небольшие железные предметы: гвоздики, железные стружки, опилки и др.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 77 “Магнитное действие тока” из электронного приложения к учебнику.)

Демонстрация 4. Свечение газов при прохождении тока. В газосветных трубках, применяемых, например, в рекламе, происходит свечение газа под действием электрического тока.

Так как электрический ток представляет собой направленное движение свободных заряженных частиц в проводнике (электронов в металлах, ионов в электролитах), то можно говорить о направлении электрического тока. За направление тока условно приняли то направление, по которому могли бы двигаться в проводнике положительно заряженные частицы, т. е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

IV. Закрепление изученного материала

(Ученики выполняют тренировочное задание № 25 из электронного приложения к учебнику. Учитель проводит опрос-беседу.)

— Где используют тепловое и химическое действия тока?

— Могут ли жидкости быть проводниками? Приведите примеры.

— Могут ли жидкости быть диэлектриками? Приведите примеры.

— Какое действие электрического тока наблюдается в электрической лампочке?

— Какое действие электрического тока наблюдается при позолоте ювелирных изделий?

— Какое действие электрического тока наблюдается при поднимании деталей с помощью электромагнита?

— Как направление тока связано с зарядами полюсов источника тока?

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу “Плюс — минус — интересно”.)

Каждый ученик заполняет таблицу, состоящую из трех граф. В графу “Плюс” записывается все, что понравилось, вызвало положительные эмоции и т. д. В графу “Минус” — негативные впечатления, то, что вызвало неприязнь или осталось непонятным, скучным, бесполезным. В графу “Интересно” вписываются любопытные факты, о которых учащиеся узнали на уроке или хотели бы еще узнать, а также вопросы к учителю.

1. § 35, 36 учебника, вопросы и задание к параграфам.

2. Сборник задач В.И. Лукашика, Е.В. Ивановой: № 1260, 1261.

Библиотека образовательных материалов для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы из сети Интернет, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

Какие действия электрического тока наблюдается в электрической лампочке

Электрический ток, как мы говорили выше, есть процесс движения зарядов в теле, между участками которого создана разность потенциалов. Однако природа «носителей заряда», т. е. тех заряженных частиц, движение которых составляет электрический ток, в разных случаях может быть совершенно различна. Наиболее простым и наглядным является тот случай, когда этими носителями являются просто небольшие заряженные крупинки вещества, например стеклянные шарики в опыте, изображенном на рис. 71. Но такие случаи очень редки и не типичны для явления электрического тока. В подавляющем большинстве случаев прохождения тока через различные тела носителями заряда являются либо ионы вещества (положительно или отрицательно заряженные молекулы или атомы), либо свободные электроны. В первом случае говорят, что вещество обладает ионной проводимостью или что механизм проводимости является ионным. Во втором случае говорят об электронной проводимости. Известны и случаи смешанной проводимости, когда носителями заряда являются и ионы и электроны одновременно.

Во всех случаях электронной и ионной проводимости перемещение отдельных электрически заряженных частиц непосредственно не наблюдается. Однако электрический ток вызывает различные явления, которые не имеют места при покоящихся зарядах, и по этим сопутствующим явлениям или признакам тока можно всегда определить наличие тока. Познакомимся с этими явлениями.

Соединим с источником тока приборы, изображенные на рис. 72. При замыкании ключей будут происходить следующие явления.

Рис. 72. Различные действия тока: а) светится электрическая лампочка накаливания; б) поворачивается перпендикулярно к проводу с током магнитная стрелка; в) выделяются водород и кислород из подкисленной воды, налитой в -образный стеклянный сосуд

1. Нить лампочки раскаляется и начинает светиться (рис. 72,а). Это значит, что ток вызывает нагревание проводника, по которому он проходит, т. е. электрический ток производит тепловое действие. Отметим, что в этом опыте нагревается не только нить, но и все остальные проводники, только менее заметно.

2. Магнитная стрелка отклоняется от первоначального положения (рис. 72,б) и остается отклоненной до тех пор, пока ключ замкнут. Электрический ток производит магнитное действие.

3. На металлических электродах 1 и 2 (рис. 72,в) выделяются газы, которые поднимаются в виде пузырьков и накапливаются в верхней части обеих половин -образного сосуда, заполненного подкисленной водой. Исследуя эти газы, можно убедиться, что на электроде, соединенном с положительным полюсом элемента, выделяется кислород, а на электроде, соединенном с отрицательным полюсом, — водород. Выпуская через краны оба газа в резиновую трубку и погружая ее конец в мыльную воду, можно наполнить смесью этих газов, так называемым гремучим газом, мыльные пузыри. При поднесении спички пузыри взрываются. Мы видим, что при прохождении электрического тока через подкисленную воду происходит разделение ее на составные части. Электрический ток производит химическое действие.

Опыт показывает, что химическое действие тока наблюдается не во всех проводниках. Электрический ток в металлах не вызывает никаких химических изменений. Наоборот, в растворах серной кислоты, поваренной соли, селитры и во многих других веществах ток вызывает выделение составных частей. Поэтому принято делить все проводники на две группы: проводники первого рода, в которых электрический ток не вызывает химических действий (к ним относятся все металлы, а также уголь), и проводники второго рода, которые под действием электрического тока разделяются на составные части. Проводники второго рода называют еще электролитами, а само явление разложения вещества током – электролизом (от греческого слова «лио» — разлагаю).

Нагревание проводников при прохождении через них данного тока может быть больше или меньше в зависимости от свойств проводника. В нашем опыте нить лампочки сильно накаливается (свыше 1500°С), а другие провода той же цепи нагреваются чуть заметным образом. Некоторые вещества (например, свинец) можно привести в такое состояние (получившее название сверхпроводящего), при котором они практически совсем не нагреваются током (§ 49). Таким образом, и тепловое, действие тока проявляется в зависимости от свойств проводника.

Магнитное же действие тока проявляется всегда, независимо от свойств проводников; магнитная стрелка, поставленная параллельно с любым проводником (рис. 73), по которому идет ток определенной силы, всегда испытывает отклонение независимо от свойств проводника. Поэтому магнитное действие тока следует рассматривать как наиболее характерное проявление тока. Отмечая это, Фарадей говорил: «Нет действия, более характерного для электрического тока».

Рис. 73. Действие электрического тока на магнитную стрелку не зависит от свойств проводника, по которому течет ток. Ток, создаваемый батареей гальванических элементов Б, при замкнутом ключе Кл проходит через твердый (проволока 1), жидкий (раствор проводящей жидкости 2) и газообразный (трубка с разреженным газом 3) проводники, вызывая около каждого из них отклонение магнитной стрелки. Стрелка устанавливается перпендикулярно к проводнику

Зачет "Электрический ток"

Последовательно соединенные медная и железная проволоки одинаковой длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?

Электрический ток в металлах.

Какое действие электрического тока наблюдается в электрической лампочке?

В чем причина короткого замыкания? К чему оно приводит в электрической цепи?

Действия электрического тока.

Сколько у источника тока полюсов? Какие бывают полюсы?

Почему, когда по проводнику пропускают электрический ток, проводник удлиняется?

Какое действие электрического тока наблюдается при поднимании деталей с помощью электромагнита?

Почему при прохождении тока проводник нагревается?

Сила тока. Как можно определить?

Какие источники электрического тока вы знаете?

Приведите примеры использования теплового действия тока в быту.

Напряжение. Как можно определить?

Какое действие электрического тока наблюдается при позолоте ювелирных изделий?

Какие единицы мощности и работы используются в электричестве и в быту?

Сопротивление. Как можно определить?

Для чего используется амперметр и как его подключают?

В квартире в течение часа горели две электрические лампы. Мощность первой лампы 75 Вт, второй – 100 Вт. В какой из ламп расход электроэнергии больший?

Закон Ома для участка цепи.

Для чего используется вольтметр и как его подключают к электрической цепи?

Какими приборами и как можно определить мощность электрического тока на каком-либо участке цепи?

Законы последовательного соединения.

Поясните, почему высокое напряжение опасно для жизни?

Две одинаковые лампочки, рассчитанные на напряжение 6,3 В, включены в электрическую цепь. Одна лампочка светила 1 мин, другая – 2 мин. В какой лампочке работа электрического тока была больше?

Законы параллельного соединения.

Кусок медной проволоки разрезали пополам. Изменилось ли сопротивление проволоки? Во сколько раз?

Как на практике можно определить работу электрического тока в цепи? Какие для этого нужны приборы?

Закон Джоуля – Ленца.

Имеются две проволоки одинакового сечения и изготовленные из одного материала. Длина одной – 20 см, другой – 40 см. Какая проволока имеет большее сопротивление и во сколько раз?

Начертите схему любой электрической цепи, в которой все ее участки соединены последовательно.

Работа электрического тока.

Имеются две медные проволоки одинаковой длины. У одной площадь поперечного сечения 1 мм 2 , а у другой – 5 мм 2 . У какой проволоки сопротивление меньше и во сколько раз?

Начертите схему любой электрической цепи, в которой все ее участки соединены параллельно.

Мощность электрического тока.

Размеры медного и железного проводов одинаковы. Сопротивление какого провода больше?

На одной из трех параллельно соединенных ламп напряжение 6 В. Как рассчитать напряжения на каждой из двух других ламп?

О связи каких электрических величин идет речь в законе Ома для участка цепи?

В цепи с последовательным соединением трех ламп и реостата в одной из ламп сила тока 0,1 А. Какова сила тока в других лампах? В реостате?

Электрический ток в металлах.

Почему электрическую лампу, рассчитанную на напряжение 127 В, нельзя включать в цепь с напряжением 220 В?

Как влияет на общее сопротивление проводников, соединенных параллельно, подключение к этому соединению каждого следующего проводника?

Действия электрического тока.

Напряжение на концах проводника увеличили вдвое. Как изменилась сила тока, протекающего в проводнике?

Чем удобно для практического применения параллельное соединение?

Необходимо вдвое уменьшить силу тока в данном проводнике. Что для этого надо сделать?

Увеличится или уменьшится общее сопротивление двух проводников по сравнению с сопротивлением каждого из них, если их включить параллельно?

Сила тока. Как можно определить?

Необходимо вдвое увеличить силу тока в цепи. Как это можно сделать?

Увеличится или уменьшится общее сопротивление двух проводников по сравнению с сопротивлением каждого из них, если их включить последовательно?

Напряжение. Как можно определить?

Напряжение на концах проводника уменьшили в три раза. Как изменилась сила тока, протекающего в проводнике?

Как можно использовать осветительные лампы, рассчитанные на напряжение 110 В, если напряжение в сети равно 220 В? Нарисуйте схему цепи.

Сопротивление. Как можно определить?

Сопротивление проводника увеличили в три раза. Как изменилась сила тока, протекающего в проводнике?

Как соединены лампы и другие потребители электрической энергии в вашей квартире?

Закон Ома для участка цепи.

Какая физическая величина одинакова для всех проводников, соединенных параллельно?

Сопротивление проводника уменьшили в два раза. Как изменилась сила тока, протекающего в проводнике?

Законы последовательного соединения.

Можно ли использовать две одинаковые лампы, рассчитанные на 110 В, в сети с напряжением 220 В? Как?

К резистору сопротивлением 10 Ом подключили параллельно резистор сопротивлением 1 Ом. Как изменилось общее сопротивление цепи?

Законы параллельного соединения.

Как соединены между собой лампочки в елочной гирлянде? Почему?

Два резистора, сопротивления которых 2 Ом и 4 Ом, подключены параллельно к батарейке. Напряжение на котором из них больше?

Закон Джоуля – Ленца.

Нагревательный прибор, состоящий из никелиновой спиральки в оправе, опущен в сосуд с водой. Какой максимальной температуры может достигнуть спиралька, пока вода есть в сосуде? Почему?

Можно ли от одного и того же источника тока получить различную силу тока?

Работа электрического тока.

Каким способом можно включить в сеть напряжением 220 В две лампы, рассчитанные на напряжение 127 В?

Два резистора, сопротивления которых 5 Ом и 10 Ом, подключены параллельно к батарейке. Сила тока в каком из них больше?

Мощность электрического тока.

Если нагревательный прибор вынуть из воды, предварительно при этом не выключив его из сети, то он быстро перегорает. Почему?

Почему в качестве предохранителей электрической цепи употребляют проволочки из легкоплавких металлов?

Самостоятельная работа 11. Электрический ток. Сила тока. 8 класс

2. Какое действие электрического тока наблюдается в электрической лампочке?

3. Сколько у источника тока полюсов? Какие бывают полюсы?

4. Какое действие электрического тока наблюдается при поднимании деталей с помощью электромагнита?

5. Какие источники электрического тока вы знаете?

6. Какое действие электрического тока наблюдается при позолоте ювелирных изделий?

Средний уровень

1. Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

2. Имеется заряженный электроскоп и металлический стержень. Что нужно сделать, чтобы по стержню потек ток?

3. Искра проскакивает между шариками разрядника электрофорной машины. Можно ли утверждать, что между шариками разрядника течет ток?

4. Имеет ли значение для теплового действия тока его направление?

5. Могут ли жидкости быть проводниками? Диэлектриками? Приведите примеры.

6. Почему магнитный компас дает неправильные показания, если вблизи находится провод с электрическим током?

Достаточный уровень

1. По спирали электролампы проходит 540 Кл электричества за каждые 5 мин. Чему равна сила тока в лампе?

2. Ток в электрическом паяльнике 500 мА. Какое количество электричества пройдет через паяльник за 2 мин?

3. Вычислите силу тока в проводнике, через который в течение 1 мин проходит 90 Кл электричества.

4. При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через электрод за 1 мин?

5. По спирали электролампы каждые 10 с проходит 15 Кл электричества. Чему равна сила тока в лампе?

6. Сколько времени продолжается перенос 7,7 Кл при силе тока 0,5 А?

Высокий уровень

1. а) Чем отрицательный ион в электролите отличается от электрона?

б) Во включенном в цепь приборе сила тока равна 8 мкА. Какое количество электричества проходит через этот прибор в течение 12 мин?

2. а) В чем различие в движении свободных электронов в металлическом проводнике, когда он подсоединен к полюсам источника тока и когда он отсоединен от него?

б) Определите число электронов, проходящих за 1 с через сечение проводника при силе тока в нем, равной 0,8 мкА.

3. а) Гальванометр показывает наличие тока, если к его зажимам присоединить стальную и алюминиевую проволоки, а вторые концы воткнуть в лимон или яблоко. Объясните это явление.

б) Через одну электролампу проходят 450 Кл за каждые 5 мин, а через другую – 15 Кл за 10 с. Где сила тока большая?

4. а) Скорость направленного движения электронов в металлическом проводнике очень мала, составляет доли миллиметра в секунду. Почему же лампа начинает светиться практически одновременно с замыканием цепи?

б) По обмотке электроприбора идет ток силой 5 мА. Какое количество электричества пройдет через прибор в течение 1 ч?

5. а) Каким образом, опустив в стакан с водой два провода, присоединенные к полюсам источника тока, можно узнать, исправен ли он?

б) Через сколько времени разрядится аккумуляторная батарея емкостью 60 А*ч, если сила разрядного тока равна 0,15 А? (1 А*ч – это такое количество электричества, которое проходит через проводник за 1 ч при силе тока 1 А).

6. а) Почему в дистиллированной воде и серной кислоте, взятых отдельно, ток не проходит, а в водном растворе серной кислоты проходит?

б) Сила притяжения или отталкивания между параллельно расположенными проводниками с током прямо пропорциональна длине проводников. С какой силой взаимодействуют два участка параллельных проводников длиной 1,5 м каждый, если расстояние между ними 1м, а сила тока в каждом проводнике равна 1 А?