Педагогика \ Методика преподавания физики в средней школе

Сила струму, напруга, опір: Плани-конспекти урокiв з фізики, страница 5

Властивість провідника обмежувати силу струму в колі називають його опором.

Для кращого розуміння учнями природи електричного опору необхід­но розглянути модельні представлення електричного струму в металі, звернувши увагу учнів на взаємодію електронів, що рухаються, з йонами кристалічних ґраток.

Ставимо перед учнями питання: що є причиною, яка обмежує силу струму в провіднику? Шляхом логічних міркувань підводимо учнів до висновку, що таких причин дві:

1) електричне поле позитивно заряджених йонів кристалічних ґраток діє з силою на електрони, зменшуючи їхню швидкість спрямованого руху, а отже, й силу струму;

2) електричне поле електронів впливає на сусідні електрони, що також приводить до зменшення швидкості їхнього спрямованого руху.

З'ясувавши причини, що обмежують силу струму в провіднику, переходимо до формулювання узагальненого визначення величини опору. Для цього виконуємо низку дослідів із провідниками різної довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу. Учні, аналізуючи отримані результати, самостійно доходять висновку, що опір провідника прямо пропорційний довжині, обернено пропорційний площі поперечного перерізу і залежить від матеріалу.

Потім вводимо поняття питомого опору і його одиницю, що дорівнює

Узявши за основу визначення питомого опору, дістаємо формулу опору:

.

На завершення уроку необхідно познайомити учнів із таблицею пито­мих електричних опорів деяких речовин. Оскільки опір металевих прові­дників залежить від температури (він збільшується, якщо температура підвищується), у таблиці наводяться значення питомих опорів для тем­ператури 20 °С.

З таблиці випливає, що срібло і мідь — найкращі провідники елект­рики. Для нагрівальних елементів зручно використовувати речовини з великим питомим опором, наприклад ніхром.

Питання до учнів у ході викладання нового матеріалу

1. Як на досліді показати, що сила струму в колі залежить від властивос­тей провідника?

2.  Як показати на досліді залежність опору провідника від його довжини та площі поперечного перерізу?

3.  Як можна показати, що опір провідника залежить від характеру речовини, з якої він виготовлений?

4.  Питомий опір нікеліну 0,4. Що це означає?

Задачі, що розв'язують на уроці

1.  Яким є опір мідного проводу довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм2?

2.  Є два мідні дроти однакової довжини. В одного площа поперечного перерізу 1 мм2, а в другого — 5 мм2. У якого дроту опір менший і в скільки разів?

3.  Коли робили блискавковідвід, використали сталевий провід перерізом 35 мм2 і довжиною 25 м. Визначте його опір.

4.  Ртуть заповнює скляну трубку з внутрішнім перерізом 1 мм2 і має опір 2 Ом. Обчисліть довжину стовпчика ртуті в трубці.

До конспекту учня

Властивість провідника обмежувати силу струму в колі називається опором.

За одиницю опору взято опір такого провідника, у якому за напруги на його кінцях 1 В сила струму дорівнює 1 А:

.

Опір прямо пропорційний довжині провідника, обернено пропорційний площі його поперечного перерізу і залежить від речовини провідника:

.

Домашнє завдання

Основне:

1. У: § 35.

2. У: № 1, 2, 3 (завдання 17).

3. Д: підготуватися до самостійної роботи № 13.
Додаткове: 3: № 10.41, 10.42, 10.45.

Самостійна робота № 13 ЕЛЕКТРИЧНИЙ ОПІР. ПИТОМИЙ ОПІР

Початковий рівень

1.  Розміри мідного і залізного проводів однакові. Опір якого проводу є більшим?

2.  Яким є опір мідного проводу довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм2?

Середній рівень

1.  Є два дроти однакового перерізу та довжини. Один дріт — із міді, другий — з нікеліну. Який з них має менший опір? Чому? У скільки разів?

2.  Питомий опір ніхрому 1,1-. Що це означає? Ярим є опір дроту довжиною 1 м і поперечним перерізом 10 мм2?

Достатній рівень

1.  Чому дорівнює опір 100 м мідного проводу перерізом 1 мм2? (Відповідь: 1,7 Ом.)

2.  Скільки метрів нікелінового проводу перерізом 0,1 мм2 потрібно для виготовлення реостата опором 180 Ом? (Відповідь: 45 м.)

Високий рівень

1. а) Який провідник має більший опір для постійного струму: мідний суцільний стрижень чи мідна трубка, яка має зовнішній діаметр, що дорівнює діаметру стрижня? Довжину обох провідників вважати од­наковою.

б) Шнур телефонної слухавки складається з 20 мідних дротів перерізом 0,05 мм2 кожний. Визначте опір 5 м такого шнура. (Відповідь: 0,085 0м.)

2. а) Залізний і алюмінієвий дроти мають рівні маси й однакові довжини. Який з них має більший опір?

б) Константановий дріт довжиною 3 м і площею поперечного перерізу 0,25 мм2 має опір 6 Ом. Чому дорівнює питомий опір константану?

(Відповідь: 0,5.)

УРОК 8/37. ЗАКОНОМАДЛЯДІЛЯНКИЕЛЕКТРИЧНОГОКОЛА

Метауроку:   Установитизалежністьміжсилоюструму, напругоюна

одноріднійділянціелектричногоколатаопоромцієїділянки.

Типуроку:  Комбінованийурок.

Демонстрації:   1.  Залежністьсилиструмувідопорупровідника заумовисталоїнапруги.

2. Залежністьсилиструмувіднапругизаумовисталого опоруділянкикола.

Планвикладанняновогоматеріалу:1.  Залежністьсилиструмувіднапругитаопору.

2.  ЗаконОма.

3. ЗастосуваннязаконуОма.

Перевірка знань

Самостійна робота № 13 «Електричний опір. Питомий опір».

Викладання нового матеріалу

Закон Ома для ділянки кола встановлюється експериментально

у вигляді:

Існує багато описів відповідних дослідів і установок, які можна згру­пувати так:

• досліди з установкою, у якій здійснюється заміна резисторів;

• досліди з демонстраційним магазином опорів;

• досліди з демонстраційним реохордом.

В усіх цих дослідах застосовуються демонстраційні амперметри та вольтметри.

Демонстрації проводяться в два етапи. Спочатку встановлюється залежність сили струму від опору ділянки кола за умови сталої напруги на цій ділянці кола. За результатами цього досліду виявляється обернено пропорційна залежність сили струму від опору провідника:

На другому етапі, за умови незмінного опору, вимірюється сила стру­му за різних значень напруги на певній ділянці кола. За результатами цього досліду встановлюється прямо пропорційна залежність сили стру­му від напруги:

Скачать файл