Формирование знаний учащихся по теме «Сила тока» в 8 кл. физ.-мат. профиля

Тема «Сила тока» изучается учащимися 8-го класса в разделе «Электрические явления». Традиционная методика изучения данной темы ориентирована на учебник А.В. Перышкина. На момент изучения этой темы учащиеся 8-го класса должны владеть понятиями: электрический заряд, электрическое поле, источник электрического тока, электрический ток, электрическая цепь. Также учащиеся должны знать: два рода зарядов, направление электрического поля, классификацию веществ по способности проводить электрический заряд, действия электрического тока, направление электрического тока, строение атома.

Перед тем, как ввести понятие силы тока, необходимо представить проводник, по которому движутся заряды со средней скоростью v. Пусть N — количество зарядов, прошедших через поперечное сечение проводника за промежуток времени Δt, а q₀ — заряд одной частицы. Очевидно, что N ~ Δt. Поскольку Δq = Nq₀, то Δq ~ Δt. Вводится коэффициент пропорциональности (обозначенный далее как I): Δq = IΔt , где I — сила тока. Анализируя выражение для I, формулируется определение силы тока. Сила тока — это физическая величина, которая показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Далее анализируя то же выражение, вводится единица измерения силы тока: [I] = 1 Кл/с = 1А.

Далее учащиеся должны аналитически выяснить, от чего зависит сила тока. Рассматривают поток частиц с зарядом q₀, текущих по проводнику сечением S. Пусть средняя скорость их движения v (для простоты можно предположить, что скорость движения зарядов постоянна). За время Δt эти заряды проходят путь ΔL. Вводится концентрация частиц в единице объёма n = N / V, где V — объём рассматриваемой части проводника длиной ΔL. Проводятся преобразования:

Анализируя полученное выражение, делается вывод, что I ~ S, I ~ v, I ~ n, что и без того очевидно.

Объясняется применение амперметра для измерения силы тока. При этом вводится условное обозначение амперметра и демонстрируется порядок его включения в цепь.

Закрепляется материал решением задач по теме. Желательно, чтобы задачи были не просто на расчёт силы тока, но и, например, на расчёт количества электронов, которые прошли через сечение проводника.

P.S. Составлено по материалам открытого урока, проводимого автором 13.02.2010 г. в 8-м профильном классе ГОУ СОШ № 102.