zabika.ru 1

МОУ гимназия N41


Урок физики с применением информационных технологий:

«Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление».

8 класс

Учитель: Сёмина М. И.

Люберцы

2009


Урок на тему: Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление.

8 класс


Цели урока:


Образовательная: познакомить учащихся с электрическим сопротивлением проводников как физической

величиной; дать объяснение природе электрического сопротивления на основании

электронной теории; показать зависимость сопротивления от геометрических размеров

проводника.

Развивающая: развитие творческого мышления учащихся, умения наблюдать, сравнивать и обобщать

результаты экспериментов.

Воспитательная: развитие познавательного интереса к предмету.

Оборудование: демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, панель с разными

проводниками, реостат, ключ, соединительные провода, персональные компьютеры,

мультимедийный проектор, презентация учителя, презентация ученика.

План урока:

Этап

Длительность, мин

Формы и методы обучения

Актуализация знаний учащихся. Постановка задач урока.

5 мин

Фронтальный опрос. Беседа.

Объяснение нового материала.


10 мин

Демонстрационный эксперимент. Презентация учителя.

Формирование умений.

15 мин

Работа за компьютером (вычислительный эксперимент). Презентация ученика.

Закрепление.

10 мин

Тест.

Подведение итогов.

3 мин

Сообщение учителя. Выставление оценок.

Домашнее задание.

2 мин

Сообщение учителя.

Ход урока:

I. Актуализация знаний учащихся. Постановка задач урока.

Учитель: Ребята, вашему вниманию предлагаются анаграммы. Разгадайте их и найдите лишнее понятие. Это понятие и будет темой сегодняшнего урока.

АИЛС ОТКА

ДЯАЗР

ЯРМЕВ

НЕЕИРТСПИЛОВ

(Слайд 1)

Ответ: Сила тока, заряд, время, сопротивление. Лишнее понятие – сопротивление. Остальные величины связаны с определением силы тока.

Наводящие вопросы: Что такое сила тока? Каков физический смысл этой величины? Чем и каким образом измеряется сила тока? Какое свойство проводника характеризует сопротивление?


Учитель: Вы правильно разгадали анаграммы и определили лишнее слово. Это – сопротивление. Таким образом, вы отгадали тему сегодняшнего урока. Мы с вами продолжим разговор о сопротивлении. Запишем тему в тетрадях и на доске:

Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление. (Слайд 2).

Объяснение нового материала и презентация учителя

Учитель: Итак, что мы уже знаем о сопротивлении?

Ученики:

- Обозначается: R.

- Определяется: R =

- Единица измерения (СИ): Ом.

- Георг Ом – немецкий учёный, который впервые ввёл это понятие в физику в 1827 году.

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

1 Ом =

- На практике используются и другие единицы сопротивления:

1 кОм = 1000 Ом,

1 мОм = 0,001 Ом,

1 МОм = 1000000 Ом (Слайд 3).

Учитель: Молодцы, вы практически всё вспомнили, но не определили сущность явления. В чём причина сопротивления? Что было бы, если бы электроны в проводнике не испытывали никаких помех в своём движении? (Слайд 4).

Ученики: Они бы двигались по инерции неограниченно долго.

Учитель: А в действительности что происходит? (Слайд 5).

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


Учитель: Зависит ли сопротивление от напряжения? от силы тока?

Ученики: Нет, сопротивление не зависит ни от напряжения, ни от силы тока, потому что согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению. Значит, во сколько раз увеличивается напряжение, во столько раз увеличивается сила тока, поэтому отношение напряжения к силе тока, т.е. сопротивление, при этом не изменится.

Учитель: Да, совершенно верно, сопротивление определяется как отношение напряжения к силе тока, но от этих величин не зависит. Так какой же вопрос у нас в этой связи возникает?

Ученики: А от чего же тогда зависит сопротивление? (Слайд 6)

Учитель: Вот вы и определили цель сегодняшнего урока: выяснить от чего зависит сопротивление проводника и получить формулу для его вычисления.

Опыт №1. Соберём электрическую цепь по рисунку 74 (из учебника), в которую включена панель с разными проводниками. Включим в цепь по очереди две никелиновые проволоки разной длины, но одинаковой толщины, т.е. с одинаковой площадью поперечного сечения. Запишем показания приборов: I1 = … A, I2 = … А, U1=…В, U2=…В и определим сопротивления проводников: R1 =…Ом, R2 =…Ом.



Слайд 7.

1) Вывод: сопротивление проводника зависит от его длины; чем длиннее проводник, тем больше сопротивление.

Опыт №2. Включим в цепь по очереди две никелиновые проволоки одинаковой длины, но с разной площадью поперечного сечения. Запишем показания приборов. I1 = … A, I2 = … А, U1=…В, U2=…В и определим сопротивления проводников: R1 =…Ом, R2 =…Ом.

2) Вывод: сопротивление проводника зависит от площади поперечного сечения; чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление.


Опыт №3. Подключим по очереди никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и с одинаковой площадью поперечного сечения. Запишем показания приборов: I1 = … A, I2 = … А, U1=…В, U2=…В и определим сопротивления проводников: R1 =…Ом, R2 =…Ом

3)Вывод: Сопротивление зависит от вещества, из которого изготовлен проводник.

Учитель: Сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м2 называется удельным сопротивлением этого вещества. (Слайд 8).

Введём буквенные обозначения: ρ – удельное сопротивление проводника, l- его длина, S – площадь поперечного сечения проводника. Тогда сопротивление проводника R выразится формулой:

http://festival.1september.ru/articles/419842/image395.jpg

Из формулы следует:

http://festival.1september.ru/articles/419842/image396.jpg

Единица измерения удельного сопротивления (СИ):

1 Ом *м

На практике часто площадь поперечного сечения выражают в мм2. Поэтому удобно пользоваться единицей

http://festival.1september.ru/articles/419842/image397.gif

Выразим длину проводника и площадь поперечного сечения:

l = ; S = (Слайд 9).

Учитель: Рассмотрим таблицу 8 (учебник с.105): «Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ». Поскольку ρ металлов зависит от температуры (ρ увеличивается при повышении температуры), то в таблице приводятся значения ρ при 20 °С. Посмотрите чему равняется удельное сопротивление меди?


Ученики: Удельное сопротивление меди 0,017 .

Учитель: Что это означает в соответствии с определением удельного сопротивления?

Ученики: Это значит, что медный проводник длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 имеет сопротивление 0,017 Ом.

Учитель: Какие вещества лучше всего проводят электрический ток? А какие относятся к диэлектрикам?

Ученики: Лучшие проводники электричества: серебро, медь. К диэлектрикам относятся: фарфор, эбонит.

III.Формирование умений. Индивидуальная работа за компьютером. Проведение вычислительного эксперимента.

Класс делится на три группы. Каждый учащийся открывает задание для той группы, к которой он относится, и выполняет его.

а) Задание для первой группы: Исследуйте зависимость сопротивления константановой проволоки площадью поперечного сечения 0,2 мм2 от её длины: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 м. Постройте график зависимости.

Результат работы:

S площадь поперечного сечения , мм2

ρ удельное сопротивление, Ом*мм2

l длина проводника, м

R сопротивление, Ом

0,2

0,5

0,1

0,25








0,2

0,5







0,3

0,75







0,4

1







0,5

1,25

б) Задание для второй группы: исследуйте зависимость сопротивления константановой поволоки длиной 50 см от площади её поперечного сечения: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 мм2. Постройте график зависимости.

Результат работы:

ρ удельное сопротивление, Ом*мм2

l длина проводника, м

S площадь поперечного сечения, мм2

R сопротивление, Ом

0,5


0,5

0,2

1,25







0,4

0,625







0,6

0,416666667







0,8

0,3125







1

0,25







1,2

0,208333333

в) Задание для третьей группы: исследуйте зависимость сопротивления проводника от рода вещества, из которого изготовлен проводник (золото, константан, нихром), если площадь его поперечного сечения 1 мм2, а длина 50 см. Постройте график зависимости.

Результат работы:

l длина проводника, м


S площадь поперечного сечения, мм2

Вещество проводника

ρ удельное сопротивление, Ом*мм2

R сопротивление, Ом

0,5

1

золото

0,024

0,012

0,5

1

константан

0,5

0,25

0,5

1

нихром

1,1

0,55

Учитель: Итак, мы установили, от чего зависит сопротивление проводника и как его рассчитать. И сейчас, я думаю, каждый из вас справился бы с таким, например, заданием: «Определить сопротивление мотка медной проволоки, не разматывая его». Ученик А. получил такое индивидуальное задание и сейчас познакомит нас с полученными результатами.

г) Презентация ученика.

IV.Закрепление.

Выполнение учащимися теста по теме урока. Индивидуальная работа за компьютером с выставлением рейтинга.

V.Домашнее задание.

- § 45,46; упр.20(2а,3,4).

- Подготовить сообщение о жизни и научных исследованиях Георга Ома.

Всем спасибо за урок!

Учитель Сёмина М. И.

Mariy-syomina@yandex.ru