Постоянный электрический ток · урок 4 из 20

Электрический ток в жидкостях и газах

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика» (базовый уровень), Москва – 2025 · строка R04 · PHY8-039

Паспорт: R04 «2.2 Постоянный электрический ток» (20 ч), урок 4/20, единица R04.5 «Электрический ток в жидкостях и газах». Тип урока — Н. Опора: PHY8-036 (ток, условия его существования), PHY8-038 (действия тока, в том числе химическое).
Хронометраж: цели и актуализация 6 мин (сл. 2–3) · проблема и новый материал 16 мин (сл. 4–11) · закрепление 17 мин (сл. 12–15) · рефлексия и ДЗ 5 мин (сл. 16).
Оборудование для демонстраций: источник тока (4,5 В), ключ, лампа 3,5 В (или светодиод), провода, стакан с двумя угольными или медными электродами, дистиллированная вода, поваренная соль, сахар, медный купорос; электроскоп, эбонитовая палочка и мех, спиртовка.
Если не успеваете: сл. 10 («Дополнительно», виды разряда) — устно за 1 мин или пропустить; задания 5–6 со сл. 14 — в ДЗ.

R04.5

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Объяснять ток в растворах

как движение положительных и отрицательных ионов

Объяснять ток в газах

через ионизацию и газовый разряд

Различать носители тока

в металлах, электролитах и газах

Узнавать явления вокруг

электролиз, молния, сварка, лампы

REQ-1.1 «использовать понятия» (электролит, ион, ионизация, газовый разряд) — сл. 5, 6, 9. REQ-1.2 «различать явления по описанию их характерных свойств и на основе опытов» — сл. 4, 8. REQ-1.6 «объяснять физические процессы… строить объяснение из 1–2 логических шагов» — сл. 6, 9, 15.
REQ-1.3 «распознавать проявление изученных физических явлений в окружающем мире» — сл. 7, 10. REQ-1.7 «решать расчетные задачи» — задание 4 сл. 14. Элемент содержания EL-7.7 «…Электрический ток в жидкостях и газах».

повторение: R04.1–R04.4

Вспомним

Ток в металле — что движется?

вопрос	ответ
Что такое электрический ток?	упорядоченное движение заряженных частиц
Условия тока?	свободные заряды и электрическое поле
Действия тока?	тепловое, химическое, магнитное

Дистиллированная вода — диэлектрик. Почему же нельзя трогать розетку мокрыми руками?

R04.5

Опыт · проводит ли жидкость ток

Опускаем электроды в разные жидкости

Оборудование: источник тока, ключ, лампа, провода, стакан с двумя электродами, дистиллированная вода, соль, сахар, медный купорос.

в стакане	лампа
дистиллированная вода	не горит
вода + сахар	не горит
вода + поваренная соль	горит
раствор медного купороса	горит

Что появляется в воде вместе с солью?

Вид деятельности ФРП «Наблюдение… электрического тока в жидкости». Порядок: собрать цепь по схеме при разомкнутом ключе; налить дистиллированную воду, замкнуть ключ — лампа не горит; разомкнуть, растворить сахар — не горит; в чистой воде растворить ложку соли — горит; заменить на раствор медного купороса — горит.
Схема по ГОСТ: источник — длинная тонкая черта «+», короткая толстая «−»; ключ — разрыв с наклонной чертой; лампа — кружок с крестом. Провода — под прямым углом. Перед заменой жидкости ключ размыкать (техника безопасности, REQ-1.13).
Если лампа горит слабо, вместо неё — светодиод или амперметр. Вывод: одни растворы проводят ток, другие — нет. Вопрос классу: чем раствор соли отличается от раствора сахара?

R04.5

Модель · раствор соли

В воде соль распадается на ионы

NaCl \to N a^{+} + C l^{-}

CuS O_{4} \to C u^{2 +} + S O_{4}^{2 -}

Электролиты — растворы солей, кислот, щелочей

Ион — атом или группа атомов, которые потеряли или присоединили электроны. Na⁺ потерял один электрон, Cl⁻ присоединил один электрон.
Молекулы воды «растаскивают» кристалл соли: вещество распадается на положительные и отрицательные ионы — это электролитическая диссоциация (термин из химии 8 класса). В целом раствор нейтрален: зарядов «+» и «−» поровну.
Сахар на ионы не распадается — раствор сахара не проводит ток. Электролиты — также расплавы солей. Дистиллированная вода ионов почти не содержит, а водопроводная — содержит растворённые соли.

R04.5

Схема · включили источник

Ток в электролите — движение ионов

Ионы «+» → к катоду

катионы меди $C u^{2 +}$ идут к «−»

Ионы «−» → к аноду

анионы $S O_{4}^{2 -}$ идут к «+»

Ответ на вопрос урока

в водопроводной воде есть ионы — она проводит ток

Без поля ионы движутся хаотически (сл. 5). Источник создаёт поле: положительные ионы движутся к электроду, соединённому с «−» (катод), отрицательные — к «+» (анод). Упорядоченное движение ионов двух знаков — это и есть ток в электролите.
Названия: анод — электрод, соединённый с «+» источника; катод — с «−». Ионы, идущие к катоду, — катионы; к аноду — анионы (термины можно не требовать).
Ответ на проблему сл. 3: водопроводная вода и пот — растворы солей, то есть электролиты; через мокрую кожу ток идёт гораздо легче. Ошибка: «в растворе движутся электроны» — свободных электронов в электролите нет.

R04.5

Электролиз · химическое действие тока

На катоде оседает медь

Ток в электролите переносит вещество — это электролиз.

Покрытие металлом

хромирование, никелирование, золочение

Чистая медь

для проводов (рафинирование)

Копии предметов

медные копии монет, барельефов

Получение металлов

алюминий — из расплава

Ионы Cu²⁺ подходят к катоду, получают по 2 электрона и становятся атомами меди — катод покрывается красноватым слоем. Это то самое химическое действие тока (PHY8-038).
Отличие от металлов: при токе в металлическом проводе вещество не переносится, в электролите — переносится. Электролиз открыл М. Фарадей; гальванопластику (копии предметов) изобрёл Б. С. Якоби (Петербург, 1838).
Вопрос: где в быту встречается электролиз? (хромированные детали, позолоченные украшения, аккумулятор телефона заряжается за счёт химических процессов).

R04.5

Опыт · проводит ли воздух ток

Заряженный электроскоп и пламя

Оборудование: электроскоп, эбонитовая палочка, мех, спиртовка (свеча).

Вид деятельности ФРП «Наблюдение возникновения газового разряда…». Порядок: 1) зарядить электроскоп от эбонитовой палочки; 2) подождать 1–2 мин — листочки почти не опадают: сухой холодный воздух — диэлектрик; 3) поднести пламя спиртовки к шару (не касаясь!) — листочки быстро опадают.
Вывод: нагретый пламенем воздух проводит заряд — в нём появились заряженные частицы. Тот же эффект даёт ультрафиолетовое или рентгеновское излучение.
Техника безопасности: спиртовку зажигать спичкой, гасить колпачком, не наклонять. Вопрос классу: откуда в воздухе взялись заряженные частицы?

R04.5

Модель · ионизация

Ионизатор рождает ионы и электроны

Ионизация — отрыв электрона от молекулы (атома) газа; получаются положительный ион и свободный электрон. Ионизаторы: пламя (нагрев), ультрафиолетовое, рентгеновское излучение.
Ток в газе — газовый разряд: упорядоченное движение электронов (к «+») и положительных ионов (к «−»). Убрали ионизатор — ионы и электроны снова соединяются в нейтральные молекулы, ток прекращается.
Для сильного класса: при очень большом напряжении электроны разгоняются полем и сами выбивают электроны из молекул — разряд идёт без внешнего ионизатора (молния, искра). Ошибка: «газ проводит всегда» — обычный сухой воздух — хороший изолятор.

R04.5 · дополнительно

Дополнительно

Газовый разряд вокруг нас

Искровой

молния, искра при снятии свитера

Дуговой

электросварка, прожектор

Тлеющий

газосветные трубки, лампы дневного света

Коронный

свечение у проводов ЛЭП, «огни святого Эльма»

Материал сверх обязательного минимума: виды разряда только назвать и показать примеры; заучивать не требуется. Если не хватает времени — пропустить.
Искровой — кратковременный разряд при большом напряжении (молния: ток десятки тысяч ампер). Дуговой — яркий непрерывный разряд между раскалёнными электродами; электрическую дугу открыл В. В. Петров в 1802 г., электросварку изобрёл Н. Н. Бенардос.
Тлеющий — при пониженном давлении газа (неоновые трубки рекламы, лампы дневного света). Коронный — у тонких проводов под высоким напряжением, на нём теряется энергия ЛЭП.

R04.5

Сводная таблица · запомнить

Кто переносит заряд

	металлы	электролиты	газы
носители тока	свободные электроны	ионы «+» и «−»	электроны и ионы
откуда берутся	есть всегда	распад вещества в воде	ионизация: нагрев, излучение
переносится вещество?	нет	да — электролиз	нет
пример	провода	хромирование	молния, лампы

R04.5

Осторожно

Типичные ошибки

Неверно	Верно
В растворе соли движутся электроны	Движутся ионы двух знаков
Любая вода проводит ток	Проводит вода с растворёнными солями
Ионы «+» идут к аноду (+)	Ионы «+» идут к катоду (−)
Воздух всегда проводник	Проводит только ионизированный газ

R04.5

Закрепление · проверь себя

Проводит ли ток? Какие частицы?

вещество	проводит?	носители
медный провод	да	свободные электроны
раствор сахара	нет	—
морская вода	да	ионы $N a^{+}$ и $C l^{-}$
сухой воздух в комнате	нет	—
воздух в канале молнии	да	электроны и ионы

R04.5

Закрепление

Решите

базаКакие частицы создают ток: а) в стальной проволоке; б) в растворе медного купороса; в) в лампе дневного света?
базаПочему опасно трогать электроприборы мокрыми руками?
базаК какому электроду движутся ионы $C u^{2 +}$ ? Где выделится медь?

повыш.К катоду пришло $5 \cdot 1 0^{18}$ ионов $C u^{2 +}$ . Какой заряд они перенесли? $e = 1, 6 \cdot 1 0^{- 19}$ Кл.
повыш.Почему электроскоп в сухом воздухе держит заряд долго, а во влажном быстро разряжается?
практикаКак с помощью батарейки, светодиода и проводов узнать, электролит ли жидкость?

Ответы: 1) а) свободные электроны; б) ионы Cu²⁺ и SO₄²⁻; в) электроны и ионы (газовый разряд). 2) Водопроводная вода и пот — электролиты: через мокрую кожу пойдёт ток. 3) К катоду (−); медь выделится на катоде.
4) Заряд одного иона 2e = 3,2·10⁻¹⁹ Кл; q = 5·10¹⁸ · 3,2·10⁻¹⁹ = 1,6 Кл. Ошибка: забыть, что ион двухзарядный (ответ 0,8 Кл). 5) Во влажном воздухе на поверхности изоляции электроскопа оседает плёнка воды с растворёнными веществами — по ней уходит заряд; сухой воздух — хороший изолятор.
6) Собрать цепь: батарейка → светодиод (длинная ножка к «+») → электрод в жидкости → второй электрод → батарейка. Светится — жидкость проводит ток (электролит). 1–3 — все; 4–6 — по готовности.

R04.5 · ОГЭ

В формате ОГЭ

ОГЭ, линия 4: вставьте пропущенные слова

4Через раствор медного купороса пропускают ток. Раствор проводит ток, так как в воде молекулы $CuS O_{4}$ распадаются на (А). Ионы меди движутся к (Б), и на нём выделяется (В). Ток в растворе — упорядоченное движение (Г).

1) аноду2) ионы3) электроны4) катоду5) свободных электронов6) медь7) ионов8) водород

Ответ:

А	Б	В	Г

Ответ: 2467 (А — ионы, Б — катоду, В — медь, Г — ионов).
Объяснение: медный купорос в воде распадается на ионы Cu²⁺ и SO₄²⁻; положительные ионы меди притягиваются к отрицательному электроду — катоду — и оседают на нём медью. Носители тока в электролите — ионы, а не электроны.
Ловушки: «аноду» (путают знаки электродов), «свободных электронов» (переносят ответ для металлов), «водород» (выделяется при электролизе кислот, а не медного купороса).

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Что переносит заряд в электролите?
Как сделать газ проводником?
Что было сегодня самым трудным?

Домашнее задание

Почему раствор соли проводит ток, а раствор сахара — нет?
Найдите дома 3 примера электролиза или газового разряда.
Тренажёр: reknow.ru/8/physics/8_physics_zakon_oma.htm

Рефлексия: в электролите заряд переносят положительные и отрицательные ионы; газ становится проводником при ионизации (нагрев, излучение).
Ответы ДЗ: соль в воде распадается на ионы, сахар — нет, поэтому в растворе сахара нет свободных заряженных частиц. Примеры: хромированный кран, позолоченное украшение, лампа дневного света, неоновая вывеска, искра в зажигалке для плиты, молния.
Следующий урок — PHY8-040 «Электрическая цепь»: элементы цепи и их условные обозначения. Тренажёр — по всей строке R04 (сила тока, напряжение, закон Ома) — к нему вернёмся в следующих уроках.

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-039 · Электрический ток в жидкостях и газах

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R04 «2.2 Постоянный электрический ток», 20 ч · урок 4/20 · тип Н
Единицы → слайды	R04.5 «Электрический ток в жидкостях и газах» → 2, 4–15 · повторение R04.1–R04.4 → 3
Результаты	REQ-1.1 (понятия) → 5, 6, 9, 11 · REQ-1.2 (различать явления по опытам) → 4, 8, 13 · REQ-1.3 (явления в окружающем мире) → 7, 10, 13 · REQ-1.6 (объяснение в 1–2 шага) → 6, 9, 14, 15 · REQ-1.7 (расчётная задача) → 14 · REQ-1.13 (техника безопасности) → 4, 8
Элементы	EL-7.7 «Действия электрического тока (тепловое, химическое, магнитное). Электрический ток в жидкостях и газах» → 4–13
Виды деятельности	«Наблюдение возникновения газового разряда и электрического тока в жидкости» → 4, 8 · «Наблюдение различных видов действия электрического тока…» (химическое) → 7
ОГЭ	линия 4 (свойства явления по описанию опыта) → 15
Вне урока	электрическая цепь и условные обозначения — PHY8-040; сила тока — PHY8-041; закон Фарадея для электролиза, самостоятельный и несамостоятельный разряд, плазма, полупроводники — не включены (виды разряда — сл. 10 «Дополнительно»)
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending