Электрическое напряжение. Измерение напряжения

Анализ анимации 3.13. Электрическое напряжение. Измерение напряжения

Внимание! Последующий разбор анимациимультимедиа учебника 3.13 Электрическое напряжение. Измерение напряжения с целью выявления его методических и образовательных достоинств или недостатков будем вести от имени среднестатистического ученика, поскольку подросток со способностями выше среднего разберется во всем и без нашего "анимирования", опираясь на стандартный учебник и поисковую строку своего браузера.

1Сцена 2. После перехода на второй слайд взгляд мгновенно выхватывает нижнюю строку текстового блока с выделенными словами: «Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока».

Чуть ниже расположена кнопка «Старт», сулящая сразу же после нажатия показать нам нечто, связанное с запоминающимся видеорядом, объясняющим новое понятие - работа тока. Понятное дело – которую жмем и, ... появляется формула: A = FS.

Напомню: в седьмом классе с помощью этой формулы вводили понятие механической работы, но на всякий случай открываем учебник А.В. Перышкина "Физика 7 класс", там черным по белому написано: "Механическую работу условились измерять произведением силы на путь, пройденный по направлению этой силы. А = Fs, где A - механическая работа, F - сила и s - пройденный путь "

Что за навождение, а нам с помощью этой флрмулы пытаются дать новое понятие - работа тока. В попытках поиска истины читаем строку, комментирующую рассматриваемую анимацию. Вот ее текст дословно: "Модель 3.50 Движение частица под действием электрической силы."

Но при этом возникает еще больше вопросов, что это за такая частица, похожая на голубой воздушный шарик и почему-то с палочкой, а не с крестиком скажем или плюсиком? И каким динамометром будем измерять силу, действующую на эту частица и, главное, как ее можно будет измерить? А если она не одна, то как подсчитать их количество? И какой линейкой можно будет измерять проходимые ими микроскопические пути и т.д и т.п...

Сцена 3 ... Предыдущий слайд только что утверждал - работа тока зависит от электрических сил, под действием которых заряженная частица перемещается из одной точки проводника в другую, при этом электрические силы совершают работу, которую, опять же, как следует из анимации, определяют по формуле A = Fs. А что еще остается думать ученику после просмотра второго слайда, если иного там не оговорено.

(А вот например, в механике есть сила тяжести, сила упругости, сила трения, сила реакция опоры, вес и так далее, интересно было бы узнать, что это за электрические силы на которые ссылается вторая сцена, сколько их и как они называются)

Но не будем о грустном, поскольку здесь можно найти не мене интересные и сходу завораживающие мысли, чего только стоит вот эта: «…В другой цепи включена обычная лампа, используемая для освещения помещений. Источником тока в этой цепи является аккумулятор»

3Может быть, кто-то и действительно освещает помещение обычными лампами, подключая их к аккумуляторам, но большинство разумных людей включают их в городскую сеть, поскольку очень уж тяжелым будет этот аккумулятор. Судите сами, обычная лампа для освещения помещения в России рассчитана на 220 В. Автомобильный аккумулятор выдает всего 12 В. Стало быть нужно будет около 20 аккумуляторов массой, в зависимости от емкости аккумулятора, так например, 100 А/ч около 30 кг., итого получается больше чем пол тонны. Накладно, однако - тяжело, да и дороговато!

Но и это еще не все, поскольку не вызывает доверие и следующая строка: «Амперметры, включенные в цепи, показывают одинаковую силу тока в обеих цепях».

Во-первых, можно было бы написать предложение без причастного оборота и проще, да и короче: «Амперметры показывают одинаковую силу тока в обеих цепях»

А во-вторых, лично я бы не стал торопиться и замыкать цепь с амперметром, включенным в цепь с аккумулятором, поскольку это противоречило бы технике безопасности...

Сцена 4 - утерждает: "...Именно поэтому при одной и той же силе тока лампа, включенная в цепь аккумулятора, дает меньше света и тепла...". Но позвольте, как же вас понять, если на предыдущей сцене вы утверждали обратное, а именно: "...Однако лампа, включенная в цепь, источником тока которой является аккумулятор, дает гораздо больше света и тепла…" Вы уж определитесь хотя бы в пределах одного ролика, все же больше или меньше...

Возможно, что стоило бы после вывода формулы напряжения показать, как из нее можно получить работу тока следующим образом: «по определению I = q/t => q = It откуда получаем А = UIt»

Сцена 9 начинается с рекомендации или инструкции следующего содержания: "При измерении напряжения зажимы вольтметра подключают к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение, т.е. параллельно этому участку цепи." Прочитав данную инструкцию, ученик долго будет ломать голову, к чему же все-таки нужно подключать клеммы вольтметра к точкам цепи или к участку цепи. Тем более, что с понятием участок цепи его познакомят позже при изучении законов Ома.

измеряем силу токаПоэтому, скорее всего свой эксперимент многие начнут с инструкции: "С помощью амперметра измерьте силу тока проходящего через проводник" поскольку это уже проходили на одном из предыдущих уроков и помнят, что плюс надо соединять с плюсом, а минус с минусом.

Понимая, что в этом возрасте подросткам свойственно экспериментировать, можно предположить, что у одних получится собрать цепь так, как и предполагали авторы, но вполне возможно, что другие произведут сборку цепи по иному алгоритму: "Минус батареи соединяем с правой клеммой лампочки, которую соединяем с минусовой клеммой амперметра. Остается соединить плюс аккумулятора с плюсом амперметра."

И о чудо - лампочка горит, и амперметр показывает вполне реальную силу тока 0,2 А. Смотри скрин справа.

Можно только пожелать, чтобы в этот момент рядом оказался учитель, хотя сами авторы интерактвного учебнка на страницах пятого слайда демоверсии под заголовком "Формы организации учебного процесса" предполагают кроме всего прочего:

1231. Самостоятельную работу учеников с ИУМК во внеурочное время в компьютерном классе.

2. Самостоятельное использование при работе на домашнем компьютере для подготовки к урокам и и.т.п.

Понятно, что воодушевленный или можно даже сказать окрыленный своей кажущейся продвинотостью в деле измерения силы тока без посторонней помощи и подсказок, он т.е. среднестатистический ученик без страха и упрека возьмется за освоение нового дела т.е. измерение напряжения. "Да и чего тут сложного, только знай соединяй плюс с плюсом, минус с минусом да и все."

Алгоритм соединения созревает в голове творческой натуры мгновенно без всяких раздумий и рассуждений, если даже что-то пойдет не так, виртуальные приборы все равно не сгорят даже если что напутать.

Поэтому производим следующие действия плюс батареи пускаем на ключ, другую клемму которого соединяем с плюсовой клеммой вольтметра, а его минусовую клемму соединяем с клеммой лампочки. 1Другую клемму лампочки соединяем с минусом батареи - делов-то.

Замыкаем ключ, вольтметр как миленький показывает 4,5 В., лампочка горит - ляпота!

Да, и тут возникает новая мысль, а почему бы не попробовать измерить силу тока и напряжение одновременно.

Сказано сделано, объединяем полученные виртуально знания и быстренько соединяем все приборы в одну цепь без рассуждений и одним ударом убиваем двух зайцев, и силу тока измеряем, и напряжение, так сказать и волки сыты и овцы целы.

Можно только догадываться, какой величины достигает воспитательный и образовательный эффект в результате применения данного мультимедийного учебника учеником!

Познакомиться с альтернативным виртуальным оборудованием и его условным обозначением для определения внутреннего сопротивления и ЭДС аккумулятора можно здесь

  © Северобайкальск, Russia
Александр Козлов, 2006-2019