Урок посвящен рассмотрению понятия электрического напряжения, его обозначению и единицам измерения. Вторая часть урока отведена преимущественно для демонстрации приборов измерения напряжения на участке цепи и их особенностям.

Если привести стандартный пример о смысле всем известной надписи на любых домашних бытовых приборах «220 В», то она означает, что на участке цепи совершается работа 220 Дж по перемещению заряда 1 Кл.

Формула для расчета напряжения:

Работа электрического поля по перенесению заряда, Дж;

Заряд, Кл.

Следовательно, единицу измерения напряжения можно представить так:

Между формулами для вычисления напряжения и силы тока существует взаимосвязь, на которую следует обратить внимание: и . В обеих формулах присутствует величина электрического заряда , что может оказаться полезным при решении некоторых задач.

Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр (рис. 2).

Рис. 2. Вольтметр ()

Существуют различные вольтметры по особенностям их применения, но в основе принципа их работы лежит электромагнитное действие тока. Обозначаются все вольтметры латинской буквой , которая наносится на циферблат приборов и используется в схематическом изображении прибора.

В школьных условиях используются, например, вольтметры, изображенные на рисунке 3. С их помощью проводятся измерения напряжения в электрических цепях при проведении лабораторных работ.

()	()	()

Рис. 3. Вольтметры

Основными элементами демонстрационного вольтметра являются корпус, шкала, стрелка и клеммы. Клеммы обычно подписаны плюсом или минусом и для наглядности выделены разными цветами: красный - плюс, черный (синий) - минус. Сделано это с целью того, чтобы заведомо правильно подключать клеммы прибора к соответствующим проводам, подключенным к источнику. В отличие от амперметра, который включается в разрыв цепи последовательно, вольтметр включается в цепь параллельно.

Безусловно, любой электрический измерительный прибор должен минимально влиять на исследуемую цепь, поэтому вольтметр имеет такие конструктивные особенности, что его через него идет минимальный ток. Обеспечивается такой эффект подбором специальных материалов, которые способствуют минимальному протеканию заряда через прибор.

Схематическое изображение вольтметра (рис. 4):

Рис. 4.

Изобразим для примера электрическую схему (рис. 5), в которой подключен вольтметр.

Рис. 5.

В цепи почти минимальный набор элементов: источник тока, лампа накаливания, ключ, амперметр, подключенный последовательно, и вольтметр, подключенный параллельно к лампочке.

Замечание . Лучше начинать сборку электрической цепи со всех элементов, кроме вольтметра, а его уже подключать в конце.

Существует множество различных видов вольтметров с различающимися шкалами. Поэтому вопрос о вычислении цены прибора в данном случае очень актуален. Очень распространены микровольтметры, милливольтметры, просто вольтметры и т. д. По их названиям понятно, с какой кратностью производятся измерения.

Кроме того, вольтметры делят на приборы постоянного тока и переменного тока. Хотя в городской сети и переменный ток, но на данном этапе изучения физики мы занимаемся постоянным током, который подают все гальванические элементы, поэтому нас и будут интересовать соответствующие вольтметры. То, что прибор предназначен для цепей переменного тока, принято изображать на циферблате в виде волнистой линии (рис. 6).

Рис. 6. Вольтметр переменного тока ()

Замечание . Если говорить о значениях напряжений, то, например, напряжение 1 В является небольшой величиной. В промышленности используются гораздо большие значения напряжений, измеряемые сотнями вольт, киловольтами и даже мегавольтами. В быту же используется напряжение 220 В и меньшее.

На следующем занятии мы узнаем, что такое электрическое сопротивление проводника.

Список литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. - М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.

Дополнительные р екомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Классная физика ().
2. YouTube ().
3. YouTube ().

Домашнее задание

Разделы: Физика

Класс: 8

Цель урока: дать понятие напряжение как физической величины характеризующей электрическое поле, создающее электрический ток, вести единицу напряжения.

Оборудование: амперметры двух видов, вольтметры двух видов, портрет Алессандро Вольта.

Ход урока

I. Актуализация знаний.

Проверка домашнего задания. Слайд 2.

1. Что такое сила тока? Какой буквой она обозначается?
2. По какой формуле находится сила тока?
3. Как называется прибор для измерения силы тока? Как он обозначается в схемах?
4. Как называется единица силы тока? Как она обозначается?
5. Какими правилами следует руководствоваться при включении амперметра в цепь?
6. По какой формуле находится электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, если известны сила тока и время его прохождения?
7. Индивидуальные задания:

1) Через поперечное сечение проводника в 1 с проходит 6*10 -19 электронов. Какова сила тока в проводнике? Заряд электрона 1,6*10 -19 Кл.
2) Определите силу тока в электрической лампе, если через нее за 10 мин проходит электрический заряд, равный 300 Кл.
3) Какой электрический заряд протекает за 5 мин через амперметр при силе тока в цепи 0,5 А.

1. Проверочная работа (по карточкам):

Вариант I

1.Сколько миллиампер в 0,25 А?

а) 250 мА;
б)25мА;
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д)0,025мА;

2.Выразите 0,25мА в микроамперах.

а) 250 мкА;
б)25мкА;
в) 2,5мкА;
г) 0,25мкА;
д)0,025мкА;

На рис. 1 изображена схема электрической цепи.

а) у точки М
б) у точки N

а) от точки М к N
б) от точки N к М

Вариант II

1.Выразите 0,025 А в амперметрах.

а) 250 мА;
б)25мА;
в) 2,5мА;
г) 0,25мА;
д)0,025мА;

2.Сколько микроампер в 0,025мА?

а) 250 мкА;
б)25мкА;
в) 2,5мкА;
г) 0,25мкА;
д)0,025мкА;

На рис. 2 изображена схема электрической цепи.

3. Где на этой схеме у амперметра знак “+”?

а) у точки М
б) у точки N

4. Какое направление имеет ток в амперметре?

а) от точки М к N
б) от точки N к М

9) Проверка теста. Слайд 3

II. Изучение нового материала.

1. Диск Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Уроки физики Кирилла и Мефодия, 8 класс.

1) Что такое электрический ток?

Ответ учащихся: Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц.

2) Каковы условия существования электрического тока?

Ответ учащихся: 1 условие – свободные заряды,

2 условие – должен быть в цепи источник тока.

3) Объяснение учителя:

Направленное движение заряженных частиц создаётся электрическим полем, которое при этом совершает работу. Работа, которую совершает электрический ток при перемещении заряда в 1 Кл по участку цепи, называется электрическим напряжением (или просто напряжением).

где U – напряжение (В)

А – работа (Дж)

q – заряд (Кл)

Напряжение измеряется в вольтах (В): 1В = 1Дж/Кл.

4) Сообщение ученика: Историческая справка об Алессандро Вольта.

ВОЛЬТА Алессандро (1745-1827), итальянский естествоиспытатель, физик, химик и физиолог. Его важнейшим вкладом в науку явилось изобретение принципиально нового источника постоянного тока, сыгравшее определяющую роль в дальнейших исследованиях электрических и магнитных явлений. В честь него названа единица разности потенциалов электрического поля – вольт.

Вольта был членом-корреспондентом Парижской академии наук, членом-корреспондентом академии наук и литературы в Падуе и членом Лондонского Королевского общества.

В 1800 г. Наполеон открыл университет в Павии, где Вольта был назначен профессором экспериментальной физики. По предложению Бонапарта ему была присуждена золотая медаль и премия первого консула. В 1802 г. Вольта избирается в академию Болоньи, через год – членом-корреспондентом Института Франции и удостаивается приглашения в Петербургскую академию наук (избран в 1819). Папа назначает ему пенсию, во Франции его награждают орденом Почетного Легиона. В 1809 Вольта становится сенатором Итальянского королевства, а в следующем году ему присваивается титул графа. В 1812 г. Наполеон из ставки в Москве назначает его президентом коллегии выборщиков.

С 1814 г, Вольта – декан философского факультета в Павии. Австрийские власти даже предоставляют ему право исполнять обязанности декана без посещения службы и подтверждают законность выплаты ему пенсий почётного профессора и экс-сенатора.

5) Дольные и кратные единицы:

1 мВ = 0,001 В;
1 мкВ = 0, 000 001 В;
1 кВ = 1 000 В.

6) Работа с учебником.

Работа с таблицей №7 в учебнике на стр.93.

7) Рабочее напряжение в осветительной сети жилых домов, социальных объектов – 127 и 220 В.

Опасность тока высокого напряжения.

Правила безопасности при работе с электричеством и электроприборами. Слайд 4.

8) Прибор для измерения напряжения называется вольтметром.

На схемах изображается знаком:

Правила включения вольтметра в цепь найдите в учебнике .

1. Зажимы вольтметра присоединяются к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение (параллельно соответствующему участку цепи).

2. Клемму вольтметра со знаком “+” следует соединять с той точкой цепи, которая соединена с положительным полюсом источника тока, а клемму со знаком “ – ” с точкой, которая соединена с отрицательным полюсом источника тока.

Демонстрация двух типов вольтметров.

Отличие вольтметра от амперметра по внешнему виду.

Определение цены деления демонстрационного вольтметра, лабораторного вольтметра.

9) Работа с учебником: (задание по вариантам)

Найдите в учебнике (§ 41) ответы на вопросы:

А) Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?

Б) Какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи?

III. Закрепление изученного материала.

1. Выразите в вольтах напряжение, равное:

А) U =2 000 мВ =
Б) U = 100 мВ =
В) U = 55 мВ =
Г) U = 3 кВ =
Д) U = 0,5 кВ =
Е) U = 1,3 кВ =

2. Выразите в мВ напряжение, равное:

А) U = 0,5 В =
Б) U = 1,3 В =
В) U = 0,1 В =
Г) U = 1 В =
Д) U = 1 кВ =
Е) U = 0,9 кВ =

3. Решим задачки: Слайд 7. (работа у доски)

А) На участке цепи при прохождении электрическогозаряда25 Кл совершена работа 500 Дж.Чему равно напряжении на этом участке?

Б) Напряжение на концах проводника 220 В. Какая работа будет совершена при прохождении по проводнику электрического заряда, равного 10 Кл?

4. Вопросы на закрепление:

1) Что показывает напряжение в электрической цепи?
2) В каких единицах измеряется напряжение?
3) Кто такой Алессандро Вольта?
4) Как называют прибор для измерения напряжения?
5) Назовите правила включения вольтметра для измерения напряжения на участке цепи?

IV. Домашнее задание.

§ 39 – 41. Упр.16. Подготовиться к лабораторной работе №4 (с.172).

V. Итог урока.

Литература:

1. Пёрышкин А.В. Физика. 8кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.:Дрофа, 2007.
2. Шевцов В.А. Физика. 8кл.: поурочные планы по учебнику А.В.Пёрышкина.-Волгоград: Учитель, 2007. – 136с.
3. Марон А.Е. Физика. 8кл.: учебно-методическое пособие /А.Е.Марон, Е.А.Марон.-6-е изд., стереотип. – М.:Дрофа, 2008.-125с.:ил.-(Дидактические материалы)
4. Учебный диск “Кирилла и Мефодия”. Физика.8 класс.

\ Документы \ Для учителя физики

При использовании материалов этого сайта - и размещение баннера -ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!

Урок по физике в 8-м классе "Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр"

Разработку урока предоставила: Толстых Юлия Владимировна, учитель физики и информатики,I квалификационная категория, МОУ СОШ села Кузьминские Отвержки Липецкого района, email:[email protected]

Цель урока:

1. Дать понятие напряжения и его объяснение; познакомить с формулой и единицей напряжения; изучить прибор для измерения напряжения и правила включения его в цепь.
2. Развивать навыки сборки цепи; мышление; память; речь; интерес к предмету; умение применять полученные знания на практике.
3. Воспитание чувства ответственности, коллективизма, добросовестного отношения к выполнению заданий, самодисциплины.

Ход урока по учебнику А.В. Перышкина.

1. Проверка домашнего задания.

Учитель читает вопросы:

1. Сила тока обозначается…..
2. Сила тока измеряется…..
3. Формула для вычисления силы тока…..
4. Прибор включается в цепь…..
5. Единица электрического заряда…..
6. Сколько Ампер в 1 мА?

Ответы: выбрать вариант

1. А- I- R
2. Вольтметром- часами- амперметром
3. F = m a- I = q / t- q = I t
4. параллельно- последовательно- первым
5. 1 сек- 1 метр- 1 Кулон
6. 0,001А- 10А- 100А

Карточки с заданиями раздаются слабым ученикам, а остальные работают у доски и по вопросам

2. Объяснение нового материала.

1. Техника безопасности при работе с электрическим оборудованием.

• Вспомните, ребята, что называют работой тока? Работу электрического поля, создающего ток, называют работой тока.
• Что же это за величина-работа тока? От чего она зависит?

Можно с уверенностью сказать, что она зависит от силы тока, т.е.от электрического заряда, протекающего по цепи в 1с, а так же от новой для вас величины, которая называется электри-ческим напряжением.

Напряжение-это физическая величина, характеризующая электрическое поле и показывающая, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую. Оно обозначается буквой U. Для вычисления напряжения ис-пользуется формула: U = A / q .Единица напряжения названа Вольтом (В) в честь итальянского учёного Алессандро Вольта, создавшего первый гальванический элемент.За единицу напряже-ния принимают такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1Кл по этому проводнику равна 1Дж. 1В = 1Дж / 1КлКроме вольта применяют дольные и кратные ему единицы: милливольт (мВ) и кило-вольт(кВ). 1мВ = 0,001В 1кВ = 1000ВДля измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи применяют прибор, называемый вольтметром. Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Та-кое включение прибора называют параллельным. Сборка цепи и чертёж схемы, содержащей вольтметр. Объясняется, как обозначается прибор на схеме.

Напряжение

Буква U

Формула U = A / q

Единица 1 Вольт

Дольные единиц ы 1кВ = 1000В

Кратные единицы 1мВ = 0,001В

Прибор вольтметр

Включение в цепь параллельно

Демонстрация вольтметров разного вида с рассказом и объяснением их принципа работы.

3. Закрепление полученных знаний.

На доске записать 2 варианта и вызвать двух учеников для самостоятельной работы.

Переведите данные значения напряжения в Вольт:

1-й вариант:

2-й вариант:

Задания для работы с классом:

Задание 1: Начертите схему электрической цепи, состоящей из аккумулятора, электрического звонка, ключа, вольтметра и амперметра, измеряющих соответственно напряжение на звонке и силу тока в нём. На схеме обозначит знаки зажимов аккумулятора, амперметра и вольтметра, соблюдая правила их соединения. Укажите стрелками направление ток в цепи и направление движения электронов в нём.

Задание 2: Какая работа совершается электрическим полем при перемещении заряда в 4,5 Кл через поперечное сечение нити накала лампе, если напряжение на лампе равно 3 В?

(A=Uq=3 B *4,5 Кл= 13,5 Дж)

Задание 3: При прохождении одинакового количества электричества в одном проводнике совершена работа 100 Дж, а в другом – 250 Дж. На каком проводнике напряжение больше? Во сколько раз?

(При прохождении одинакового количества электричества по проводнику, напряжение будет больше в том случае в котором работа тока больше. Во втором случае работа тока больше в 250Дж/100Дж=2,5 раза)

Задание 4: С какими значениями электрического напряжения приходится встречаться человеку в быту? (127В, 220В)

4. Подведение итогов урока.

Опрос по вопросам.

• Что называют работой тока?
• Как объяснить электрическое напряжение на участке цепи?
• Формула для вычисления напряжения.
• Дольные и кратные единицы напряжения.
• Назначение вольтметра и правила включения его в цепь.

Молодцы, ребята! Оценки за урок.

5. Домашнее задание. §39-41 Упр 16 (А.В. Пёрышкин )

Сегодня мы познакомимся ещё с одной физической величиной, но сначала ответьте мне на вопрос: когда тускнеет в лампочках свет, что мы говорим?

(Падает напряжение)

Тема: Электрическое напряжение. Вольтметр. Измерение напряжения.

Повторим и вспомним:

• что такое электрический ток;
• что такое электрическое поле;
• из чего состоит электрическая цепь

Мы узнаем:

• что такое напряжение;
• единицы напряжения;

напряжения в сети;

• как нужно подключать вольтметр в цепь.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ Да - хлопаем нет – топаем

Битва титанов физики

Назовите электрические приборы Найдите условное обозначение

Что же это такое электрический ток? Вспомним условия существования электрического тока.

Какие частицы переносят электрический заряд в металлах?

Что заставляет эти частицы двигаться?

О силе тока можно судить по показаниям амперметра, либо по действию тока (чем больше накалена нить, тем больше сила тока) Вопрос: от чего зависит сила тока?

Ответ: сила тока зависит от какой-то величины, связанной с источником тока. Источник тока создает электрическое поле, за счет совершения работы по разделению электрических зарядов.

Обычная лампочка и аккумулятор

Лампочка от карманного фонарика и батарейка

Выясним от чего зависит работа тока

Электрическое напряжение характеризует электрическое поле, создаваемое током.. Напряжение (U) показывает какую работу (А) совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда (q) из одной точки в другую.

Напряжение =

Единица измерения напряжения в системе СИ:

U = 1В «Вольт»

1 Вольт равен электрическому напряжению на участке цепи, где при протекании заряда, равного 1 Кл, совершается работа, равная 1 Дж:

Переведите в систему СИ:

• 200 мВ =
• 6 кВ =
• 0,02 кА =
• 270 мА =
• 20 мин. =
• 2,1 МВ =

2 100 000 В

У игр с напряжением печальный итог

– не любит шутить электрический ток!

СПАСАЙСЯ, КТО МОЖЕТ!

• Напряжение, считающееся безопасным для человека в сухом помещении, составляет до 36 В.
• Для сырого помещения это значение опускается до 12 В.
• Когда человек касается провода, находящегося под напряжением выше 240 В, ток пробивает кожу. Если по проводу течет ток, величина которого еще не смертельна, но достаточна для того, чтобы вызвать непроизвольное сокращение мышц руки (рука как бы “прилипает” к проводу), то сопротивление кожи постепенно уменьшается, и в конце концов ток достигает смертельной для человека величины в 0,1 А. Человеку, попавшему в такую опасную ситуацию, нужно как можно скорее помочь, стараясь “оторвать” его от провода, не подвергая при этом опасности себя.

Вольтметр:

• Калибровка «0»
• «+» к «+» «-» к «-»
• Включается параллельно
• Условное обозначение

Измеряем напряжение

Определите цену деления прибора:

• 2 В/дел
• 0,5 В/дел

Сборка электрической цепи и измерение напряжения

1. постройте в тетради схему электрической цепи и определите направление тока

2. соберите электрическую цепь, ключ должен быть разомкнут

2. Найдите «+» и «-» на аккумуляторе.

3. Рассмотрите вольтметр, определите цену деления

Найдите «0» на вольтметре, вспомните как подключается вольтметр

4. Позовите учителя для проверки электрической цепи

5. Только после разрешения учителя замкните ключ

и определите показания вольтметра

6. Запишите показания вольтметра в тетрадь

Задачи 1. При прохождении по проводнику электрического заряда равного 5 Кл, совершается работа200Дж. Чему равно напряжение на концах этого проводника? А) 1000 В Б) 40 В В) 40 А Г) 0,025 В

2. Напряжение на автомобильной лампочке 12 В. Какой заряд прошел через нить накала лампочки, если при этом была совершена работа 1200Дж? А) 0,01Кл Б) 100Кл В) 14400Кл Г)10 В

3.Определите работу, совершенную при прохождении через спираль электроплитки заряда 80 Кл, если она включена в сеть с напряжением 220 В А) 0,36Дж Б) 2,75Дж В) 17600Дж Г) 0,36В

5. Определите цену деления Вольтметра

А) 1 В Б) 1,5 В В) 3 В Г) 15 В

4. Необходимо измерить силу тока в лампе и напряжение на ней. Как следует включить по отношению к лампе амперметр и вольтметр?

Итоги урока:

Мы узнали?

• что такое напряжение?
• единицы напряжения?
• какой прибор используют для измерения

напряжения в сети?

• как нужно подключать вольтметр в цепь?

А научились?

Домашнее задание

§39-41 Упр. 6 (2,3) Дополнительно(на оценку): 1264,1265 - Лукашик.

Молния При ударе молнии, например в дерево. Оно нагревается, влага из него испаряется, а давление образовавшегося пара и нагревшихся газов приводят к разрушениям. Для защиты зданий от грозовых разрядов применяют молниеотводы, которые представляют собой металлический стержень, возвышающийся над защищаемым объектом. Молния. В лиственных деревьях ток проходит внутри ствола по сердцевине, где много сока, который под действием тока закипает и пары разрывают дерево. Причина заключается в том, что между кабелем и севшей на него птицей не возникает разницы напряжений. Ведь сидит она на нем, не соприкасаясь с землей, к тому же сидит только на одном кабеле. Таким образом, напряжения кабеля и птицы абсолютно совпадают. Но если вдруг, взмахнув крыльями, та же птица невзначай коснется соседнего кабеля, но уже с другим напряжением, то адская машина сработает… Причина заключается в том, что между кабелем и севшей на него птицей не возникает разницы напряжений. Ведь сидит она на нем, не соприкасаясь с землей, к тому же сидит только на одном кабеле. Таким образом, напряжения кабеля и птицы абсолютно совпадают. Но если вдруг, взмахнув крыльями, та же птица невзначай коснется соседнего кабеля, но уже с другим напряжением, то адская машина сработает… К счастью, кабели обычно располагаются на значительном расстоянии друг от друга, что делает их соприкосновение практически невозможным. Именно поэтому угроза для жизни пернатых ничтожно мала. Но упаси вас Бог проверять это утверждение на практике.

Почему птицы безнаказанно садятся на провода высоковольтной передачи?

Почему у наэлектризованных людей волосы поднимаются вверх?

• Волосы электризуются одноименным зарядом. Как известно, одноименные заряды отталкиваются, поэтому волосы, подобно листочкам бумажного султана, расходятся во все стороны. Если любое проводящее тело, в том числе и человеческое, изолировать от земли, то его можно зарядить до большого потенциала. Так, с помощью электростатической машины тело человека можно зарядить до потенциала в десятки тысяч вольт.

- Электричество не только играет важную роль в жизни человека, но и в его здоровье. Сокращаясь, мышечные клетки сердца производят электроэнергию. Именно благодаря этим импульсам электрокардиограмма измеряет ритм сердца. - Электричество не только играет важную роль в жизни человека, но и в его здоровье. Сокращаясь, мышечные клетки сердца производят электроэнергию. Именно благодаря этим импульсам электрокардиограмма измеряет ритм сердца. Найдите физические ошибки:

Спасибо за урок! Успехов!