Мета уроку: увести фізичну величину, що характеризує електричний
струм, та одиницю її виміру. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
План уроку
Контроль знань | 5 хв | 1. Назвіть основні складові елементи, що вхо- 2. Запропонуйте схему з'єднання джерела стру- 3. На трамвайних коліях у деяких місцях |
Демонстрації | 5 хв | 1. Амперметр. 2. Вимірювання сили струму амперметром |
Вивчення нового матеріалу | 25 хв | 1. Сила струму. 2. Одиниця сили струму. 3. Вимірювання сили струму |
Закріплення вивченого матеріалу | 10 хв | 1. Контрольні питання. 2. Навчаємося розв'язувати задачі |
вивчення нового матеріалу
1. Сила струму
У наших квартирах різні лампочки, підключені до одного й до того самого джерела струму, світяться з різною яскравістю. Значить, у різних лампах струм спричиняє різну дію. Це відбувається внаслідок того, як можна припустити, що від джерела через лампочки протікають різні електричні заряди.
Для оцінювання й порівняння електричних зарядів, що протікають через провідник, була введена спеціальна фізична величина — сила електричного струму.
^ Сила струму — це фізична величина, що характеризує електричний струм і чисельно рівна заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.
2. Одиниця сили струму
Для вибору одиниці сили струму можна було б скористатися будь-якою його дією: тепловою, магнітною чи хімічною. Важливо зазначити, що ця дія повинна піддаватися точному кількісному вираженню.
З першого січня 1960 р. для визначення одиниці сили струму — ампера як основної одиниці СІ — використовують магнітну взаємодію двох паралельних провідників зі струмом. Силу, з якою взаємодіють провідники, можна виміряти досить точно.
Розглянемо два нескінченно довгих провідники з дуже малим поперечним перерізом, розташованим на відстані 1 м один від одного.
Якщо по цих провідниках пропустити струм, то вони почнуть взаємодіяти (притягуватися або відштовхуватися) з певною силою. Якщо сила, що діє на кожний метр провідника, виявиться рівною 2 10-7 Н, то можна стверджувати, що сила струму в провідниках дорівнює 1 А.
^ Один ампер — це сила постійного струму, за якої два нескінченно довгих паралельних прямолінійних провідники з дуже
малим поперечним перерізом, що розташовані у вакуумі на відстані 1 м один від одного, взаємодіють із силою, що дорівнює 2 10-7 Н на кожний метр довжини.
Крім ампера, на практиці використовують частинні одиниці ампера: міліампер (ма) і мікроампер (мка). Для великих струмів — кілоампер (кА).
1 мА = 10-3 А; 1 мкА = 10-6 А; 1 кА = 103 А. Через одиницю сили струму 1 А визначається одиниця електричного заряду — 1 Кл. Оскільки
, то q = It
1 Кл = 1 А ·1 с.
^ За одиницю електричного заряду прийнято вважати заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за час 1 с за сили струму 1 А.
3. Вимірювання сили струму
Силу струму вимірюють спеціальними приладами — амперметрами. Як і будь-який вимірювальний прилад, амперметр не повинен впливати на значення вимірюваної величини. Тому амперметр улаштований так, що у випадку ввімкнення його в коло значення сили струму практично не змінюється.
Для вимірювання сили струму амперметр вмикають послідовно так, щоб до клеми зі знаком « + » був підключений провідник, що йде від позитивного полюса джерела струму, а до клеми зі знаком «-» — провідник від негативного полюса.
За шкалою амперметра видно, на яку найбільшу силу струму він розрахований. Перед проведенням вимірів необхідно визначити ціну поділки даного приладу.
Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу
? Для чого вводиться поняття «сила струму»? ? Що характеризує сила струму?
? Яка дія струму покладена в основу встановлення одиниці сили струму?
? Як можна визначити в СІ одиницю заряду — кулон?
? На рисунку показана шкала амперметра. Яку максимальну силу струму ним можна виміряти? Яка ціна поділки цього приладу?
закріплення вивченого матеріалу
1. Якісні питання
Виразіть в амперах силу струму, що дорівнює 1000 мА; 200 мА; 5 кА.
Чи будуть відрізнятися показання двох амперметрів, зображених на схемі?
2. Навчаємося розв'язувати задачі
Через спіраль електроплитки за 12 хв пройшло 3 000 Кл електрики. Яка сила струму в спіралі?
Який заряд пройшов через спіраль праски, якщо нею прасували 1,5 год, а сила струму в спіралі 3 А?
Скільки електронів пройде за 2 с через поперечний переріз спіралі лампи, якщо сила струму в спіралі дорівнює 0,32 А?
Розв'язок. З визначення сили струму
випливає, що q = It.
Знаючи величину заряду електрона qe, можна знайти число електронів N, що пройшли через поперечний переріз спіралі лампи:
Перевіримо одиниці величин:
Проводимо обчислення:
Відповідь: за 2 с через поперечний переріз спіралі пройде 4-*1018 електронів.
Що ми дізналися на уроці
Сила струму — це фізична величина, що характеризує електричний струм і чисельно дорівнює заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.
• Один ампер — це сила постійного струму, за якої два нескінченно довгих паралельних прямолінійних провідники з дуже малим поперечним перерізом, що розташовані у вакуумі на відстані 1 м один від одного, взаємодіють із силою, що дорівнює 2 10-7 Н на кожний метр довжини.
За одиницю електричного заряду приймають заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за час 1 с за сили струму 1 А.
1 Кл = 1 А ·1 с.
Домашнє завдання
Підр.: § 9.
Зб.:
рів1 — № 5.1; 5.2; 5.3; 5.4; 5.5. рів2 — № 5.11; 5.12; 5.13; 5.14, 5.15. рів3 — № 5.18, 5.26; 5.30.