План урока расчет сопротивления проводника удельное сопротивление. Конспект к уроку "Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление". Формирование новых знаний

Предварительный просмотр:

Разработка урока по теме

«Расчет сопротивление проводника. Удельное сопротивление»

Физика, 8 класс.

Разработала: Беловол Людмила Викторовна

Учитель физики МБОУ СОШ № 42

Город Краснодар

Наука начинается с тех пор, как начинают измерять.

Точная наука немыслима без меры.

Д.И.Менделеев

Цели урока :

Обучающая: Создать условия, побуждающие самообразовательную активность

Учащихся, применять свои знания в новой ситуации, формировать умение решать

Расчетные задачи. Установить зависимость сопротивления проводника от его длины,

Площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен.

Развивающая: Развивать элементы творческого поиска на основе приема обобщения знаний, умение анализировать, наблюдать, собирать электрические цепи, чертить схемы, развивать навыки практической работы, интерес к предмету путём выполнения разных заданий.

Воспитательная : Воспитание мировоззренческих понятий; познаваемость окружающего мира; воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, взаимопонимание, чувство ответственности, этики работы в парах.

Оборудование : источник тока, амперметр, вольтметр, линейка, ключ, исследуемые

Проводники, соединительные провода, компьютер, проектор.

Ход урока

I. Организационный этап. Определение целей урока . (1 мин.)

II. Этап актуализации опорных знаний (10 мин.) – работа со всем классом

1. Что такое сила тока? Кокой буквой она обозначается?

2. По какой формуле рассчитывается сила тока?

3. Как называется единица измерения силы тока? Как она обозначается?

4. Как называется прибор для измерения силы тока? Как он обозначается на схемах?

5. По какой формуле находится электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, если известны сила тока и время его прохождения?

6. Что такое электрическое напряжение? Кокой буквой оно обозначается?

7. По какой формуле рассчитывается электрическое напряжение?

8. Как называется единица измерения напряжения? Как она обозначается?

9. Как называется прибор для измерения электрического напряжения? Как он обозначается на схемах?

10. Какими правилами следует руководствоваться при включении вольтметра в цепь?

11. Какова зависимость силы тока от напряжения?

12. Как обозначается электрическое сопротивление?

13. Как зависит сила тока от сопротивления?

14. Сформулируйте закон Ома для участка цепи

III. Объяснение материала. (10 мин)

На предыдущем уроке мы выяснили, что причиной сопротивления проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.

Разные проводники обладают различным сопротивлением из – за различия в строении их кристаллической решетки, из – за разной длины и площади поперечного сечения.

Значит можно предположить, что сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, и от вещества, из которого он изготовлен.

Проведем опыт : Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение – вольтметром. Зная эти параметры и используя закон Ома можно определить сопротивление каждого из проводников. В цепь источника тока по очереди включают различные проводники:

Никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;

Никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения);

Никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.

Выводы :

1. Из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;

1. Из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока с меньшим поперечным сечением;

1. Никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.

Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом .

Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от его вещества проводника.

Как учесть зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник?

Для этого вычисляют так называемое удельное сопротивление вещества.

Удельное сопротивление – это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м2.

Единица удельного сопротивления в системе СИ является 1 Ом *м, или

Значения удельного сопротивления проводника приведены в таблице 8 (стр.105 учебник физика 8 класс, автор А.В.Пёрышкин).

Опытным путем было установлено, что у металлов удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивление обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь – лучшие проводники электричества. При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Во многих случаях бывают нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов – веществ с большим удельным сопротивлением.

Например, как видно из таблицы 8, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз больше, чем алюминий.

Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.

IV. Закрепление материала. (15 мин.)

Учащимся предлагается вариант заданий, составленный в соответствии с КИМами ГИА. Задания обсуждаются коллективно, у доски поочередно решаются задания №3, 4, 6.

Часть 1

1. Сопротивление проводника зависит от

1. приложенного к нему напряжения
2. от силы тока и приложенного напряжения
3. от материала проводника
4. от длины, площади поперечного сечения и материала проводника

1. сопротивление никелинового проводника длиной 0,4 м и площадью поперечного сечения 0,1 мм 2 равно 1 Ом
2. сопротивление никелинового проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 равно 0,4 Ом
3. сопротивление никелинового проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 0,4 мм 2 равно 1 Ом
4. сопротивление никелинового проводника длиной 0,1 м и площадью поперечного сечения 0,1 мм 2 равно 0,4 Ом

1. Как изменится сопротивление проводника, если его длину увеличить в 2 раза?

1. увеличится в 2 раза 3) не изменится
2. уменьшится в 2 раза 4) станет равным нулю

1. Медный провод имеет длину 240 см и площадь поперечного сечения 0,2 мм 2 . Вычислите сопротивление этого провода.

1) 0,204 Ом 2) 0,816 Ом 3) 2,04 Ом 4) 28,23 Ом

1. Для плавного изменения силы тока нужно использовать

1. Выключатель 3) рычажный реостат
2. ползунковый реостат 4) амперметр

1. Какой длины нужно взять никелиновую проволоку сечением 0,2 мм 2 для изготовления реостата сопротивлением 20 Ом?

1) 5 м 2) 10 м 3) 15 м 4) 20 М

Часть 2

1. Установите соответствие между физическими величинами и формулами для их вычисления. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Физические величины Формула

А) сила тока 1)

Б) напряжение 2)

Разработки уроков (конспекты уроков)

Линия УМК А. В. Перышкина. Физика (7-9)

Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Цель: исследовать зависимость сопротивления проводника от его характеристик.

Задачи

обучающие:

• исследовать зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен;
• сформировать первичные представления знаний о новой физической величине « удельное электрическое сопротивление»;
• продолжить формирование умений решать задачи;

развивающие:

• работать над формированием исследовательских компетенций учащихся путем организации фронтального виртуального мини-исследования с использованием электронных ресурсов;
• работать над формированием умений учащихся воспринимать и представлять информацию в словесной и символической формах через обсуждение результатов демонстрационного эксперимента и самостоятельных виртуальных экспериментов;
• формировать умения делать выводы на основе проведенного анализа;
• работать над формированием коммуникативных компетенций учащихся;

воспитательные:

• знакомить с экспериментальным методом научного познания природы; создать условия для развития самостоятельности учащихся;
• развивать познавательный интерес учащихся к предмету.

Тип урока : комбинированный.

Формы работы учащихся:

• групповая (исследовательская самостоятельная работа с электронными ресурсами)
• коллективное обсуждение результатов виртуальных экспериментов;
• индивидуальная (текущий контроль, самостоятельная работа с ЭОР К-типа)

Методы обучения, используемые на уроке: словесные,наглядные, практические.

Демонстрационное оборудование : источник питания ВС-24М,лампочки на 3В и 12 В, ключ, цифровой амперметр, реохорд, соединительные провода.

Средства ИКТ : ПК (для учителя), видеопроектор, интерактивная доска, нетбук (на индивидуальном рабочем месте каждого учащегося). Презентация SMART Notebook по теме «Расчет сопротивления проводников. Удельное сопротивление».

Структура и ход урока

1.Организационный этап

2. Проверка домашнего задания

3. Актуализация знаний

4. Создание проблемной ситуации

5. Постановка цели урока. Изучение новой темы

6. Этап первичного освоения знаний

7. Этап закрепления полученного материала

Конспект урока по теме «Расчет сопротивления проводников. Удельное сопротивление. Реостаты» Цель урока: Построение физической и математической модели сопротивления проводника и применение её для расчета характеристик электрического тока в цепи. Основной материал: Установление на опыте зависимости проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен. Удельное сопротивление. Единица удельного сопротивления. Формула для расчета сопротивления проводника. Назначение, устройство, действие и условное обозначение реостата. Эпиграф: Опыт – самый лучший наставник. Овидий (43 до н. э. – ок. 18 н. э.) Природа питает всю вселенную. Макробий (IV-V вв. н. э.) Модель урока 1.Актуализация познавательного опыта, лежащего в основе построения нового способа действия. Мотивация учебной деятельности. Вступление: «Все подчинено определенному закону» (Манилий). «Самой природой так заведено» (Тит Ливий). Не обращать внимания на законы природы глупо. Наши попытки изменить законы природы бессмысленны. Использовать их себе во благо и во вред врагам разумно. Но чтобы законы природы стали твоими союзниками, их надо знать и уметь применять для решения тех проблем, которые подкидывает тебе постоянно сама природа. 2.Изучение нового материала. Опыт №1: Между двумя штативами натянут провод, по которому пропускают электрический ток. Измеряют силу тока в цепи и напряжение на участке провода. Потом измеряют напряжение на участке провода, длина которого больше в 2 или 3 раза. В третий раз измеряют напряжение на всем участке провода. Вычисляют по закону Ома сопротивление во всех трех случаях. Примечание №1: При невозможности провести этот опыт на уроке, можно воспользоваться электронной лабораторной работой или заменить проволоку спаянными последовательно одинаковыми резисторами (рис. №1). Вывод: Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине. Опыт №2: Между двумя штативами натянута проволока, по которой пропускают ток. Измеряют её Рис. №1 сопротивление по величине силы тока и напряжению на этом участке провода. Во втором случае, измеряют сопротивление 2 скрученных между собой таких же проволок. В 3 случае скручивают 3 проволоки и измеряют их сопротивление. Примечание №2: При невозможности провести этот опыт на уроке, можно воспользоваться электронной лабораторной работой или заменить проволоку спаянными паралельно одинаковыми резисторами (рис. №1).   Вывод: Сопротивление провода обратно пропорционально его площади поперечного сечения. Опыт №3: Измеряют сопротивление проволоки медной, стальной и алюминиевой одинаковой длины и одинаковой площади поперечного сечения. Примечание №3: При невозможности провести этот опыт на уроке, можно воспользоваться электронной лабораторной работой или заменить проволоку резисторами из разных материалов (рис. №2 и №3). Вывод: Сопротивление проводника зависит от рода вещества, из которого изготовлен проводник. Рис. №2 Вопрос №1: Как учесть род вещества при расчете сопротивления проводника используемого в электрической цепи? Ответ: Нужно измерить сопротивления проводников из различных веществ стандартной длины (1 м) и стандартной площадью поперечного сечения (1 м2). Данная величина называется удельным электрическим сопротивлением. Вопрос №2: Как теперь рассчитать сопротивление проводника имеющего стандартную площадь Рис. №3 поперечного сечения из материала, удельное электрическое сопротивление которого известно, но длина которого в 2, в 3 или 5,5 раз больше стандартной длины? Ответ: Нужно умножить удельное электрическое сопротивление на длину проводника (СИ). Вопрос №3: Как теперь рассчитать сопротивление проводника имеющего стандартную длину из материала, удельное электрическое сопротивление которого известно, но площадь которого в 3, в 3,5 или 0,3 раз больше стандартной длины? Ответ: Нужно удельное электрическое сопротивление разделить на площадь проводника (СИ). Вопрос №4: Как рассчитать сопротивление проводника произвольной длины и произвольной площади поперечного сечения, если известен материал из которого изготовлен этот проводник? Вывод: R =ρl/S Вопрос №5: Какое влияние на прохождение электрического тока оказывает сопротивление проводника, по которому идет электрический ток? Ответ: Сопротивление проводника мешает прохождению электрического тока в цепи. Как следует из закона Ома, чем больше сопротивление проводника, тем меньше сила тока в нем при неизменном напряжении. Вопрос №6: Почему же в электрические цепи специально впаивают постоянные сопротивления Рис. №4   (резисторы) (рис. №4), если они мешают прохождению электрического тока в цепи? Ответ: С их помощью регулируют направление электрического тока и величину электрического тока на том или ином участке электрической цепи. Вопрос №7: Как при необходимости можно регулировать величину электрического тока в цепи? Ответ: Можно изменять напряжение на этом участке цепи при неизменном его сопротивлении или можно изменять сопротивление этого участка при неизменном напряжении на этом участке цепи. Эвристическая беседа: Устройство, с помощью которого можно регулировать силу тока в цепи, называется реостатом (рис. №5). Он представляет Рис. №5 собой керамический цилиндр, на который намотана в один слой нихромовая проволока покрытая в качестве изоляции окалиной. По этой проволоке может передвигаться скользящий контакт. В месте металлического контакта бегунка и проволоки изоляция истирается. Передвигая контакт, мы изменяем длину провода, по которому проходит Рис. №6 электрический ток, и этим самым изменяем силу тока в цепи (рис. №6). 3.Совокупная рефлексия учебной деятельности. Апробация полученной физической модели. На рисунке №7 изображены различные типы кристаллических решеток. Как объяснить сопротивление проводника с точки зрения молекулярно-кинетической теории строения вещества свойства? Как объяснить зависимость величины сопротивления проводника от рода вещества, из которого он изготовлен? от его длины? от площади его поперечного сечения? Рис. №7 4.Домашнее задание. § 45, 46, 47.   

Конспект урока

физики 8 класс

«Расчёт сопротивления проводника.

Удельное сопротивление»

Тема урока. Зависимость сопротивления проводника от других физических величин.

Цели урока (планируемые результаты обучения):

Личностные:

развитие самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;

формирование умения вести диалог на основе равноправных отношений и взаимного уважения.

Метапредметные: развитие у учащихся умений:

самостоятельно определять цель своей работы;

оценивать верность гипотез с точки зрения полученной информации в ходе исследования;

формулировать собственное мнение и позицию, аргументировать и координировать её с позициями партнёров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельности;

самостоятельно оценивать и анализировать собственную деятельность с позиции полученных результатов.

Предметные:

формирование представления о зависимости сопротивления проводника от физических величин;

формирование умения планировать и проводить эксперимент, на основании результатов эксперимента формулировать вывод;

формирование умения применять знания о зависимости сопротивления проводника от физических величин для объяснения физических явлений и решения прикладных задач.

Материалы и оборудование:

ноутбуки, проектор и экран;

компьютерная презентация «Зависимость сопротивления от физических величин»

рабочий лист для проведения экспериментального исследования (приложение №1);

рабочие листы, для заполнения на ноутбуках во время экспериментального исследования, выполненные в программе;

лист диагностической проверочной работы (приложение №2);

прикладные задачи для домашней работы (приложение №3)

маркеры и лист формата А3 в каждую группу.

наборы для экспериментального исследования: амперметр, вольтметр, источник тока, ключ, соединительные провода, металлические проводники:

равной длины и площади поперечного сечения, но разным удельным сопротивлением – 2 шт.;

изготовленный из одного материала, имеющие равные длины, но разные площади поперечного сечения – 2 шт.;

изготовленные из одного материала, имеющие равные площади поперечного сечения, но разные длины – 2 шт.

Ход урока.

Мотивация.

Цель: создание проблемной ситуации, связанной с отсутствием знаний о том, почему нельзя заменить соединительные провода, изготовленные из цветных металлов, на другие, которые бы не привлекали внимание злоумышленников

Результат: появилось несколько вариантов гипотез, что вызвало необходимость их проверки. Учащиеся вспомнили основные элементы электрической цепи и её характеристики, установили между ними взаимосвязь, обзор ранее изученного материала позволит им более уверенно планировать и проводить экспериментальное исследование на следующем этапе урока.

Исследование.

Цель: установление в ходе экспериментального исследования, как влияет на сопротивление та или иная характеристика проводника.

Учащиеся работают в группах. Две группы работают с проводниками имеющими равные длины и площади поперечного сечения и разное удельное сопротивление.

Две группы работают с проводниками из одного материала, имеющими равные длины, но разные площади поперечного сечения

Две группы работают с проводниками из одного материала, имеющими равные площади поперечного сечения, но разные длины

В зависимости от уровня сформированности умения составлять план исследования одним группам даётся план экспериментального исследования. Им необходимо выполнить задание, проанализировать полученные результаты и сделать вывод. Рабочий лист с планом исследования представлен в приложении 1.

План экспериментального исследования.

Собрать цепь, используя данное оборудование.

Снять показания амперметра и вольтметра при включении в цепь данных металлических проводов и вычислить сопротивление.

Данные занести в компьютер.

Сравнить сопротивления, выяснить, что повлияло на величину сопротивления.

Сделать вывод.

Проанализировать графические зависимости силы тока от напряжения и от сопротивления.

Другим группам предлагается задание более высокого уровня:

Проанализировать предложенное оборудование.

Составить план экспериментального исследования и реализовать его.

Полученные данные занести в компьютер.

Сделать вывод в соответствии с полученными данными.

Результат: учащиеся в группах провели экспериментальное исследование с проводники, имеющие различные характеристики, на основании результатов эксперимента сформулировали вывод о зависимости сопротивления проводника от физических величин, таких как длина проводника, площадь его поперечного сечения, а так же от рода вещества, из которого изготовлен проводник.

Обмен информацией .

Цель: дать возможность группам представить результаты своей работы всему классу и организовать обсуждение этих результатов.

Группы заполнили рабочие листы в ноутбуках. Во время представления группами результатов своей работы учащимся предлагалось обратить внимание на полноту и правильность формулировки вывода по результатам экспериментального исследования.

Группы, работающие с проводниками, которые различающимися только удельным сопротивлением пришли к выводу: Сопротивление зависит от вещества, из которого изготовлен проводник.

На доске появляется: R зависит от рода вещества

Группы, работающие с проводниками, отличающимися только площадью поперечного сечения, пришли к выводу: Чем больше площадь (S), тем больше ток (I), тем меньше сопротивление (R).

Сопротивление обратно пропорционально зависит от площади поперечного сечения: R ~ 1/ S

Группы, работающие с проводниками, отличающимися только длиной, пришли к выводу: Чем больше длина (l) , тем меньше ток (I), тем больше сопротивление (R).

Сопротивление прямо пропорционально зависит от длины проводника: R ~ l

Результат: представление результатов работы показало, что все группы успешно справились с экспериментальным исследованием. Выводы, сформулированные учащимися на основании результатов, в основном, представлены в полном объёме. Учащиеся вносили дополнения по ходу представления результатов, другие задавали уточняющие вопросы.

Организация и связывание информации .

Цель: связать данные, полученные во время выступления групп для формулировки вывода о зависимости сопротивления проводника от физических величин. Установить физический смысл удельного сопротивления проводника и сформулировать вывод о том, что цветные металлы имеют меньшее удельное сопротивление, а значит, при равных других характеристиках сопротивление проводов из цветных металлов будет меньше. Сделать вывод о верности гипотез.

Результат: был сформулирован общий вывод урока и учащиеся пришли к единому мнению о том, что цветные металлы при равных других характеристиках, в отличие от других имеют меньшее сопротивление.

Рефлексия.

Цель: получение обратной связи и акцентирование внимания учащихся на значении изучения данной темы.

Результат: осознание учащимися значимости изучения данной темы .

Применение.

Цель: использование нового знания для решения прикладных задач. Контроль и самоконтроль усвоения нового материала.

Учащимся предлагается выполнить задания (приложение №2) представленные на компьютерах, которые позволяют осуществлять самопроверку. Затем осуществляется оценка своей работы по шкале, применяемой для оценивания подобного задания на ГИА -9 по физике: 1 балла – в работе ошибок нет и 0 баллов – допущена ошибка.

Результат: актуализация полученных знаний в ходе решения прикладных задач. После выполнения работы обсудили её результаты: 93% учащихся безошибочно выполнили задания. Это говорит о достаточно высоком уровне усвоения учащимися учебного материала на первоначальном этапе.

Домашнее задание.

Учащимся предлагается подготовить опорный конспект по теме урока с использованием § 45 и решить конструкторскую задачу:

Использование электрического тока, или, как говорят, электроэнергии, достаточно дорого, поэтому мы ее должны использовать рационально. Например, когда наступают сумерки, мы начинаем прибегать к искусственному освещению, чем темнее на улице, тем больше требуется освещения. Но наши осветительные приборы работают постоянно в одном режиме. (Учитель подошёл к выключателю и продемонстрировал процесс освещения класса).

Вам предлагается, используя материал сегодняшнего урока, придумать прибор, с помощью которого можно было бы изменить накал лампы.

Для применения знаний, полученных на уроке, учащимся на выбор предлагаются 2-3 задачи прикладного характера (приложение №3), например:

Три проволочки одинакового сечения и длины – медная, вольфрамовая и свинцовая – подключены в цепь батарейки параллельно. По какой из них пойдет большой ток?

Моток константановой проволоки имеет длину 10 м. Как, не разматывая проволоки, при помощи амперметра и вольтметра определить площадь ее поперечного сечения?

Имеются два проводника из одного и того же материала. Один проводник в три раза длиннее другого. Короткий проводник имеет в два раза большую площадь поперечного сечения. Какой из проводников имеет большее сопротивление?