Урока на тему «Расчет сопротивления проводника»

Физика.8 класс.УМК А.В.Перышкина.

Учитель: Т.В.Милостивенко

Образовательная цель: закрепить знания учащихся об электрическом сопротивлении проводников как физической величине, путем анализа опытных данных, сделать вывод о зависимости сопротивления от длины проводника, площади поперечного сечения проводника и материала, из которого изготовлен проводник

Цель по развитию учащихся: подготовка учащихся по усвоению следующих видов деятельности: формулирование и экспериментальное подтверждение зависимости сопротивления проводника от его длины, площади сечения и материала, из которого он изготовлен.

Оборудование: персональный компьютер, проектор, экран, презентация “Расчет сопротивления проводников”, диск “Школьный физический эксперимент”, источник тока, амперметр, вольтметр, резисторы различного поперечного сечения и удельного сопротивления, соединительные провода.

Ход урока

Действия (объяснения, вопросы, выводы) учителя

Действия (ответы) учащихся

Актуализация знаний и действий

На предыдущем уроке мы с вами выяснили, какие величины характеризуют протекание электрического тока в цепи. Перечислите их.

Сила тока – физическая величина, характеризующая интенсивность протекание электрического тока в цепи.

Напряжение - физическая величина, характеризующая электрическое поле, под действием которого движутся заряженные частицы, создавая электрический ток.

Как связаны между собой эти величины?

Сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи.

Какой закон мы «открыли» на прошлом уроке, устанавливающий эту взаимосвязь?

Закон Ома для участка цепи.

Проведя ряд опытов, мы выяснили, что сила тока может меняться в проводнике, даже если напряжение остается постоянным. От чего это зависит?

Мы предположили, что сила тока в цепи зависит от свойств проводников, и объясняли это тем, что разные проводники оказывают разное противодействие току, т.е. оказывают сопротивление.

Сопротивление обозначается буквой R. В системе СИ единицей измерения сопротивления является Ом, в честь Георга Ома, немецкого учёного, который впервые ввёл это понятие в физику.

За единицу сопротивления принимают сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В сила тока равна 1А.

В чем причина сопротивления?

В действительности электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решётки металла. При этом замедляется упорядоченное движение электронов и сквозь поперечное сечение проводника проходит за 1 с меньше их число. Соответственно и переносимый электронами за 1 с заряд, т.е. уменьшается сила тока. Таким образом, каждый проводник как бы противодействует электрическому току, оказывает ему сопротивление. Вывод: причина сопротивления – взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки.

Мотивационный этап

Как вы думаете, от каких свойств проводника зависит сопротивление?

Учащиеся предлагают различные свойства, в том числе длину, площадь поперечного сечения, материал проводника. Иногда одним из свойств предлагают форму проводника.

Как это можно проверить?

Взять разные проводники, подключить их в электрическую цепь, состоящую из источника тока, реостата, снять показания вольтметра, амперметра, рассчитать сопротивление, проанализировать и сделать выводы.

Организация деятельности учащихся по определению зависимости сопротивления от свойств проводника

Давайте попробуем это сделать – решить данную ПЗ экспериментальным методом (приборы находятся на партах, в том числе и панель с разными проводниками). Разделимся на группы: первая группа собирает цепь по предложенной вами схеме и определяет, зависит ли сопротивление от длины проводника; вторая группа – от площади поперечного сечения, третья группа – от материала, четвертая группа – от формы.

Учащиеся собирают установку, производят необходимые измерения, записывают показания приборов в тетрадь

Рассчитывают сопротивление.

Итак, давайте посмотрим, что у вас получилось.

Первая группа: Включили в цепь проволоки из одинакового материала, одинаковой площадью поперечного сечения, но разной длины. Записали показания приборов: I1 = 1 A, I2 = 2 А, U1= 2 В, U2= 2 В. Рассчитали: R1=2Ом, R2= 1 Ом. В первом случае проволока была длиннее.

Какой вывод мы можем с вами сделать?

Чем длиннее проводник, тем больше его сопротивление.

Определите, какая это зависимость. Что нужно сделать?

Проведем еще ряд опытов, меняя длину проводника.

Что получилось у второй группы?

Вторая группа: Из двух одинаковых медных проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока с меньшим поперечным сечением.

Проведите еще ряд опытов, определите, какая получилась зависимость.

Проводят дополнительные опыты, делают выводы.

Какой вывод сделает третья группа?

Третья группа: Никелированная и медная проволоки одинаковой площадью поперечного сечения и длины имеют разное сопротивление.

А четвертая группа?

Четвертая группа: Включили в цепь проволоки из одинакового материала, одинаковой площадью поперечного сечения, длины, сняли показания приборов, а затем свернули проволоку в спираль, и опять сняли показания приборов. Сопротивление не изменилось.

Какой вывод можно сделать?

От формы проводника сопротивление не зависит.

Если первая и вторая группа закончили измерения, то постройте на доске графики зависимости сопротивления от длины проводника и площади поперечного сечения.

Учащиеся строят графики. Вместе с учителем делают вывод: сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения. А так зависит от материала проводника.

Запишем формулу для расчёта сопротивления проводника:

Где ρ – удельное сопротивление вещества.

Каков физический смысл данной величины?

Физический смысл удельного сопротивления: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 мм2.

Определите единицу измерения данной величины.

Единица измерения (СИ): 1 Ом*мм2/м или 1 Ом*м.

Поскольку R металлов зависит от температуры (R увеличивается при повышении температуры), то в таблице приводятся значения при 20 °С. Давайте выясним какие вещества хорошо проводят электрический ток

Лучшие проводники электричества: серебро, медь.

Как вы это определили?

При одинаковой длине и площади поперечного сечения у них самое маленькое удельное сопротивление.

Закрепление материала урока

Выполнение интерактивных заданий различных типов с возможностью автоматизированной проверки в парах

Выполняют самостоятельно задания с использованием инструментов ИКТ и осуществляют взаимопроверку.

Выбирают основания и критерия для сравнения, классификации объектов, установление причинно-следственных связей, представление цепочек объектов и явлений.

Домашнее задание

1.При устройстве молниеотвода использовали стальной провод сечением 35 мм2 и длиной 25 м. Определите его сопротивление.

2.Ртуть заполняет стеклянную трубку с внутренним сечением 1 мм2 и имеет сопротивление 2 Ом. Вычислите длину столбика ртути. 3.Какое напряжение нужно приложить к свинцовой проволоке длиной 2 м, чтобы сила тока в проволоке равнялась 2 А? Площадь поперечного сечения проволоки 0,3 мм2.

Записывают домашнее задание, слушают коментарии учителя.

Рефлексия (Подведение итогов урока)

Продолжите, пожалуйста, фразу:

- Сегодня на уроке я узнал …

- Сегодня на уроке я познакомился …

Учащиеся отвечают