Оборудование центра «Точка роста» и его использование на уроках физики

Волков Алексей Анатольевич

Учитель физики

Шустова Татьяна Петровна

Учитель математики

На уроках физики, часто можно столкнуться с проблемой наглядного материала для

объяснения физических процессов и явлений. При исследовании оборудования центра «Точка

роста» мы решили попробовать изготовить с помощью 3Д принтера крыльчатку для генератора.

Данная крыльчатка была необходима, что бы продемонстрировать получение электрической

энергии. Струя воды, попадая на крыльчатку, приводил во вращение генератор, на который она

была установлена, а генератор вырабатывает электрический ток. Ниже приведен пример

разработанной технологической карты учебного предмета физики, где можно продемонстрировать

данное устройство

Предмет: Физика

Тема урока: Получение и передача переменного электрического тока

Класс: 9

УМК: Физика. 9кл.: учебник/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа,

2016. – 319, [[1] с.: ил.

Цель урока: создание условий для формирования представлений о переменном электрическом

токе; трансформаторе.

Планируемые результаты:

Знать устройство работы генератора переменного тока; знать

принцип действия трансформатора.

Тип урока: изучение нового материала

Методы

и

приемы

организации

учебной

деятельности

обучающихся:

объяснительно-

иллюстративный, частично-поисковый

Оборудование урока: мультимедиа, мультиметр, генератор, катушка индуктивности, магнит

Структура и ход урока

Этапы урока,

содержание

учебного

материала

Цель этапа

Деятельность учителя

Деятельность

обучающихся

Планируемые

результаты

Организацион

ный

3 мин

Вовлечение

учащихся в

учебную

деятельность

Практически вся жизнь

человека в быту связана с

электричеством. Как вы

думаете что будет, если

его не станет?

А ведь было время, когда

люди жили без света.

За время существования

нашей цивилизации

много раз происходила

смена традиционных

источников энергии на

новые, более

совершенные. И не

потому, что старый

источник был исчерпан.

Солнце светило и

обогревало человека

Настраиваются

на

работу,

получают

позитивный

заряд,

концентрируют

внимание

Личностные:

самоопределяют

ся,

настраиваются

на урок

Познавательны

е: ставят перед

собой цель: «Что

я хочу получить

сегодня от

урока»

Коммуникатив

ные: планируют

учебное

сотрудничество с

учителем и

одноклассникам

и

всегда: и тем не менее

однажды люди

приручили огонь, начали

жечь древесину. Затем

древесина уступила

место каменному углю.

Затем уголь уступил

лидерство на

энергетическом рынке

нефти. Благодаря

открытию явления

электромагнитной

индукции, стало

возможным получение

электроэнергии с

помощью генераторов.

Как вы думаете, какой

теме будет посвящен

сегодняшний урок?

Целеполагание

6 мин

Самостоятель

ная

постановка

целей урока.

Актуализация

опорных

знаний и

жизненного

опыта.

Постановка

учебной

задачи

Предлагает учащимся

найти ассоциации к слову

«генератор».

Помогает учащимся

проанализировать

полученные слова и

сделать вывод о

понимании слова

«герератор».

Вопрос запуска

постановки учебной

задачи: понимаете вы

значение понятия

«переменный ток»?

Формулирует учебную

задачу: исследовать

процесс получения и

передачи переменного

электрического тока.

Выяснить как работает

генератор.

Электрическая

энергия обладает

неоспоримыми

преимуществами перед

всеми другими видами

энергии. Ее можно

передавать по проводам на

огромные расстояния со

сравнительно малыми

потерями и удобно

распределять между

потребителями. Главное

Ассоциативны

й ряд: ток,

электричество,

напряжение,

гудение,

провода,

предостережен

ие.

Осознают

возможность

решения

поставленной

учебной задачи

Записывают в

тетрадь тему

урока.

Участвуют в

формировании

целей и задач

урока:

Личностные:

понимают

необходимость

изучения нового

материала

Познавательны

е:

самостоятельно

формулируют

цели урока

Коммуникатив

ные:

внимательно

слушают учителя

и

одноклассников

же в том, что эту энергию

с помощью достаточно

простых устройств легко

превратить в любые другие

формы: механическую,

внутреннюю (нагревание

тел), энергию света и т. д.

Переменный ток в отличие

от постоянного имеет то

преимущество, что

напряжение и силу тока

можно в очень широких

пределах преобразовывать

(трансформировать) почти

без потерь энергии. Такие

преобразования

необходимы во многих

электро- и

радиотехнических

устройствах. Но особенно

необходима

трансформация

напряжения и тока при

передаче электроэнергии

на большие расстояния.

Сообщает тему урока.

Какие цели на уроке для

себя мы поставим?

Организует совместное с

обучающимися

формулирование целей и

задач урока:



Внимательно

прочитайте тему

урока.



Что от вас

ожидается на

уроке?



Какие цели и

задачи вы можете

перед собой

поставить?

Предлагает продолжить

предложения:



Мне интересно

узнать…



Мне необходимо

на уроке…



Сегодня я

настроен…



Я приложу усилия

для…



Я готов…

1.

Изучить

физические основы

производства,

передачи и

использования

электрической

энергии.

2.

Выяснить, какие

существуют виды

электростанций,

принципы

трансформации

тока на пути от

производителя к

потребителю.

3.

Изучить и

объяснить схему

передачи

электроэнергии, её

влияние на

экологию, узнать

об альтернативных

источниках

энергии.

Узнать

историю

становления

и

развития

электроэнергетической

отрасли

в

республике

Хакассия

Изучение

нового

материала

30 мин

Организует обсуждение

проблемного вопроса: что

будет происходить, если

мы будем периодически в

катушке двигать магнит

вверх и вниз в течение

нескольких секунд?

Объясняет учащимся:

Электрический ток,

периодически

меняющийся со временем

по модулю и направлению,

называется переменным

током.

Для получения

переменного тока

используют в основном

электромеханические

индукционные генераторы.

То есть устройства, в

которых механическая

энергия преобразуется в

электрическую.

Организует исследование

устройства генератора.

Работа с учебником.

Создают

условия

для

успешной

деятельности.

Принимают

участие в

обсуждении

проблемного

вопроса.

Проводят

необходимые

эксперименты.

Приходят к

выводу:

стрелка

гальванометра

отклоняется от

нулевого

деления то в

одну, то в

другую

сторону.

Делают записи

в рабочей

тетради.

Задают

вопросы

Познавательны

е: анализируя и

сравнивая

задания,

извлекают

необходимую

информацию для

подготовки

сообщения

Регулятивные:

в ситуации

затруднения

регулируют ход

мыслей

Коммуникатив

ные:

выражают

свои

мысли

с

достаточной

полнотой

и

точностью,

аргументируют

свое мнение

Объясняет учащимся: на

тепловых электростанциях

ротор генератора

вращается с помощью

паровой турбины,

гидроэлектростанциях – с

помощью водяной

турбины.

Задает вопрос: А

производится ли в нашем

регионе электрическая

энергия? Рассказывает про

историю Саяно-

Шушенской ГЭС

Показывает видео

принципа работы ГЭС

Проводит опыт по

получению электричества

с использованием

оборудования центра

«Точка роста»

Стандартная частота

переменного тока в России

50 Гц.

Организует обсуждение

проблемного вопроса: как

уменьшить потери

электроэнергии при ее

передаче от

электростанции к

потребителю?

Способствует изучению

схемы передачи

электроэнергии от

электростанции к

потребителю.

Ток с электростанции

сначала подается на

трансформаторную

подстанцию, где

напряжение повышается, и

подается в ЛЭП. В конце

линии напряжение подают

на несколько

трансформаторных

подстанций, а затем - на

предприятия или в жилье.

Потребители

электроэнергии имеются

учителю.

Проводят

исследование.

Отвечают на

вопрос

учителя.

Смотрят видео

фрагмент

Наблюдают за

проведением

опыта

Делают записи

в рабочей

тетради.

Задают

вопросы

учителю.

Приходят к

выводу: сила

тока,

вырабатываемо

го

генераторами

переменного

тока, меняется

по

гармоническом

у закону

(синуса или

косинуса).

Принимают

участие в

обсуждении.

Предлагают

свои идеи.

Результат:

из

закона Джоуля

–

Ленца

следует,

что

уменьшить

потери

можно

за

счет

повсюду. Производится

она в сравнительно

немногих местах, близких

к источникам топлива и

гидроресурсов.

Электроэнергию не

удается консервировать в

больших масштабах, она

должна быть потреблена

сразу же после получения.

Поэтому возникает

необходимость в передаче

электроэнергии на

расстояния, осуществить

передачу эл. энергии на

расстояние без потерь и

затрат удается лишь

уменьшая силу тока в сети

и увеличивая напряжение

(до 500 кВ), но в домах у

напряжение 220 В. Каким

же образом происходит

регулирование напряжения

в сети, от электрической

станции до потребителя?

Сообщения и презентации

учащихся по темам:

1.

«Энергосбережени

е»;

2.

«Электростанции»;

«Энергетика республики

Хакассия».

уменьшения

сопротивления

проводов

и

силы

тока

в

них.

Сопротивление

проводов будет

тем

меньше,

чем

больше

площадь

их

поперечного

сечения и чем

меньше

удельное

сопротивление

металла,

из

которого

они

изготовлены.

Решение

проблемы

–

изобретение

трасформатора.

Рефлексия

3 мин

Обеспечение

осознания

учащимися

своей

учебной

деятельности

на уроке

В начале урока мы с вами

поставили для себя цели.

Давайте, еще раз

посмотрим на них, и

подумаем, на все ли

поставленные вопросы мы

смогли найти ответы.

Организует беседу по

вопросам:



Какой

электрический ток

называется

переменным?



Где используют

переменный

электрический ток?



Чем приводится во

вращение ротор

генератора на

тепловой

электростанции?

На

Отвечают на

вопросы.

Личностные:

проводят

взаимоконтроль,

учатся адекватно

принимать

причины успеха

(неуспеха)

Познавательны

е:

проводят

рефлексию

способов

и

условий

своих

действий

Коммуникатив

ные:

планируют

сотрудничество,

используют

критерии

для

обоснования

своих суждений

гидроэлектростанц

ии?



Для чего при

уменьшении силы

тока во столько же

раз повышают его

напряжение перед

подачей в ЛЭП?

Организует

самостоятельную работу.

1.

Электростанции

России

вырабатывают

переменный ток

частотой 50 Гц.

Определите период

этого тока.

2.

№1821-1825 по

сборнику задач

Организует подведение

итогов урока

обучающихся.

Способствует

размышлению

обучающихся над

вопросами:



Можно ли сказать,

что я достиг

поставленных

задач урока?



Что нового я узнал

на уроке?

Могу

ли

я

объяснить

устройство

и

принцип

действия трансформатора?

Самостоятель

но решают

задания.

Т=1/

ν=1/50=0,02Гц

Подводят

итоги

своей

работы

на

уроке.

Проводят

самооценку,

рефлексию.

Домашнее

задание

3 мин

§46, упр.43 (§42, упр.39)

Записывают

домашнее

задание.

Используя ресурсы центра «Точка роста» можно самостоятельно создать оборудование для

демонстрации физических процессов и явлений.

Библиографический список

1. Физика. 9кл.: учебник/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа,

2016. – 319, [[1] с.: ил