Конспект урока «Закон Ома для участка цепи. Сопротивление»

План-конспект урока по физике

по теме: «Закон Ома для участка цепи. Сопротивление»  

Цели урока:

Образовательная: сформировать у учащихся понятия «сопротивление», «удельное сопротивление»; доказать зависимость силы тока от приложенного напряжения, показать значение закона Ома.

Развивающая: формирование у учащихся умений и навыков экспериментировании, наблюдении, обобщении полученных результатов.

Воспитательная: способствовать развитию интереса к предмету, практическому эксперименту.

Методическая: Активизация познавательной деятельности учащихся на уроке
Тип урока: комбинированный

Методы проведения: работа с тестами, объяснение учителя, проведение эксперимента, решение задач, выступление учащегося  (на основе опережающего задания), фронтальный опрос.

Методическое оснащение и оборудование:

Высказывание на доске:

Науку всё глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснёт тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.  (Фирдоуси)

вольтметр, гальванометр, соединительные провода, ключ, электрическое сопротивление, источник электрической энергии, тестовые задания. 

Межпредметные связи:

математика (решение уравнений 1 степени),

физика (измерение напряжения в электрической цепи)
новейшая история (наука и образование 19 века)

ХОД УРОКА

I.Организационный момент (объявление темы, задач и целей урока ).

II.Актуализация опорных знаний.

Выполните тестовую работу:

ВАРИАНТ-l

1.Электрическим током называют ...

    А ........ упорядоченное движение заряженных частиц.

    Б ........ хаотическое движение заряженных частиц.

    В ........ направленное движение частиц.

2.Количественной характеристикой электрического тока является

    А ........ электрический заряд.

    Б ........ сила тока.

    В ......... скорость.

З.Для возникновения и существования постоянного электрического
тока в веществе необходимо ...

    А ......... нагреть проводник.

    Б ........ наличие свободных заряженных частиц.

    В ........ изменить химический состав проводника.

4.Прибор для измерения силы тока называется ...

А. вольтметр.
Б. динамометр.
В. амперметр.

5.За направление электрического тока принимают направление
движения ...

    А ......... положительно заряженных частиц.

    Б ........ отрицательно заряженных частиц.

    В ........ любых частиц (заряд частиц не имеет значения).

6.За 30 мин в проводнике протекает электрический заряд 1800 Кл. 
Определите силу тока.

А.2А.

Б. 0,1 А .
В.1 А.

ВАРИАНТ-2

1.Электрический ток сопровождается следующими действиями или
явлениями:

А. поляризация, нагрев, силовое воздействие на соседние токи.
Б. охлаждение, изменение химического состава, испарение.

В. нагрев, изменение химического состава, силовое воздействие
на соседние токи.

2.Единицей измерения силы тока является ...

А. вольт.
Б. ампер.
В. кулон.

3.Для создания и поддержания упорядоченного движения
заряженных частиц ...

А. ... необходима сила, действующая на заряды в определённом
направлении.

    Б ........ необходимо зарядить тело.

    В ......... необходимо разделить положительные и отрицательные

заряды.

4.Формула для определения силы тока.

А. I = q / U.
Б. I = ∆q / ∆t.
В. I = q Е· d.

5.В металлах свободными носителями зарядов являются ...

    А ......... электроны.

    Б ........ положительно заряженные ионы.

    В ....... протоны.

6.Какое количество электричества проходит через поперечное
сечение проводника в течение 5 с, если за это время ток равномерно возрастает от нуля до 12 А?

А. БО Кл. 
Б. б Кл. 
В. 2,4 Кл.

III.0бъяснение нового материала.

1)Вступительное слово учителя.

Ранее вы изучали закон Ома. Этот закон прост, однако столь важен, что его необходимо повторить.
   Вольт-амперная характеристика. В предыдущем параграфе было установлено, что для существования тока в проводнике необходимо создать разность потенциалов на его концах. Сила тока в проводнике определяется этой разностью потенциалов. Чем больше разность потенциалов, тем больше напряженность электрического поля в проводнике и, следовательно, тем большую скорость направленного движения приобретают заряженные частицы. Согласно формуле это означает увеличение силы тока.
   Для каждого проводника - твердого, жидкого и газообразного - существует определенная зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов на концах проводника. Эту зависимость выражает так называемая вольт-амперная характеристика проводника. Ее находят, измеряя силу тока в проводнике при различных значениях напряжения. Знание вольт-амперной характеристики играет большую роль при изучении электрического тока.
   Закон Ома. Наиболее простой вид имеет вольт-амперная характеристика металлических проводников и растворов электролитов. Впервые (для металлов) ее установил немецкий ученый Георг Ом, поэтому зависимость силы тока от напряжения носит название закона Ома.
   На участке цепи, изображенной на рисунке , ток направлен от точки 1 к точке 2. Разность потенциалов (напряжение) на концах проводника равна  U=φ₁-φ₂.

   Закон Ома для участка цепи:
   Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка R:

I=U/R

   Закон Ома имеет очень простую форму, но доказать экспериментально его справедливость довольно трудно. Дело в том, что разность потенциалов на участке металлического проводника даже при большой силе тока мала, так как мало сопротивление проводника.
   Обычный электрометр непригоден для измерения столь малых напряжений: его чувствительность слишком мала. Нужен несравненно более чувствительный прибор. Вот тогда, измеряя силу тока амперметром, а напряжение чувствительным электрометром, можно убедиться в том, что сила тока прямо пропорциональна напряжению.
   Применение обычных приборов для измерения напряжения - вольтметров - основано на использовании закона Ома. Принцип устройства вольтметра такой же, как у амперметра. Угол поворота стрелки прибора пропорционален силе тока. Сила тока, проходящего по вольтметру, определяется напряжением между точками цепи, к которой он подключен. Поэтому, зная сопротивление вольтметра, можно по силе тока определить напряжение. На практике прибор градуируют так, чтобы он сразу показывал напряжение в вольтах.
 

  Сопротивление. Основная электрическая характеристика проводника - сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Сопротивление проводника представляет собой как бы меру противодействия проводника направленному движению электрических зарядов. С помощью закона Ома  можно определить сопротивление проводника:R=U/I

   Для этого нужно измерить напряжение на концах проводника и силу тока через него.
   Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров. Сопротивление проводника длиной l с постоянной площадью поперечного сечения S равно:

R=ρl/S

где ρ - величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). Величину ρ называют удельным сопротивлением проводника. Удельное сопротивление материала численно равно сопротивлению проводника из этого материала длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².
   Единицу сопротивления проводника устанавливают на основе закона Ома и называют ее омом. Проводник имеет сопротивление 1 Ом, если при разности потенциалов 1 В сила тока в нем 1 А.
   Единицей удельного сопротивления является 1 Ом•м. Удельное сопротивление металлов мало. А вот диэлектрики обладают очень большим удельным сопротивлением. В справочных таблицах приводятся значения удельного сопротивления некоторых веществ.
   Значение закона Ома. Закон Ома для участка цепи определяет силу тока на участке электрической цепи при заданном напряжении между его концами и известном сопротивлении. Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока. Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Сила тока может оказаться настолько большой, что это может иметь тяжелые последствия.
 2)Сообщение учащегося об учёном (историческая справка)

3)Проведение эксперимента. Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах Учащиеся делятся на две группы. По схеме, изображённой на доске, они собирают электрическую цепь (электрические сопротивления в группах различны), измеряют силу тока. Делают вывод.

IV.Углубление знаний и умений

Решение задач (в тетрадях и у доски)

ЗАДАЧА 1. Напряжение на концах проводника 0,15 кВ, сопротивление
проводника равно 0,2 кОм. Определите силу тока в проводнике.

ЗАДАЧА 2. Определите сопротивление изоляции тэна при напряжении 220 В и силе тока 12 А.

ЗАДАЧА 3. Нагревательный элемент изготовлен из нихромовой проволоки длиной 50 м и площадью поперечного сечения 1 мм². Определите сопротивление нагревательного элемента. Удельное сопротивление нихрома 1,1 ∙10^-6 Ом·м.

ЗАДАЧА 4. в спирали электронагревателя, изготовленного из никелиновой
проволоки площадью поперечного сечения 0,1 мм², при напряжении
220 В сила тока 4 А.Какова длина проволоки, составляющей спираль?
Удельное сопротивление никелина 0,42 10^-6 Ом·м.

V.Закрепление изученного материала с помощью
фронтального опроса.

Вопросы:

-Как читается закон Ома? Как он был установлен?

-Какие            приборы              были           использованы                 при проведении эксперимента?

-Какой параметр является основной характеристикой проводника?

- Как зависит сопротивление проводника от его длины и от площади

поперечного сечения?

VI.Подведение итогов урока . 

VII.Задание на дом: П.106 Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев «ФИЗИКА 10».

Список  литературы:

1) Рабочая программа учебной дисциплины ОДП.16. Физика

2)Учебник «Физика 10», автор – Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., издательство «Просвещение», г.Москва, 2008г. 

3) Сборник задач. Рымкевич.

4)«Физика 10» Сборник  тестовых заданий «Интелект-центр» г.Москва 

5)Поурочные планы «Физика 10» издательство «Учитель»

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/273801-konspekt-uroka-zakon-oma-dlja-uchastka-cepi-s