Електричний опір. Питомий опір провідника

Тема уроку: Електричний опір. Питомий опір провідника

Мета уроку:

Навчальна: ввести поняття електричного опору, установити залежність від матеріалу, з якого виготовлений провідник, довжиною провідника, та площею його поперечного перерізу; формування уміння аналізувати фізичні задачі та обчислювати опір провідника.

Розвиваюча: розвивати уміння розв’язувати задачі на обчислення опору провідника; розвивати логічне мислення, пізнавальний інтерес до вивчення фізики.

Тип уроку: комбінований

Обладнання: джерело струму, амперметр, вольтметр, вимикач, з’єднувальні  проводи,  дроти: мідний, залізний, нікеліновий, які мають однаковий переріз і довжину, ноутбук.

Хід уроку

І. Організаційний етап

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

ІІІ. Актуалізація опорних знань:

1. Що таке сила струму? (Сила струму- це фізична величина, яка дорівнює відношенню заряду, що проходить через поперечний переріз провідника до часу)
2. Якою літерою позначається сила струму? (І)
3. Одиниці вимірювання сили струму? (А)
4. Формула за якою можна визначити силу струму?(I=)
5. Яким приладом вимірюють силу струму? (Амперметр).
6. Як амперметр підключають в електричне коло? (послідовно).
7. Що таке електрична напруга? (Електрична напруга- це фізична величина, що дорівнює відношенню роботи з перенесення одиничного заряду до часу).
8. Якою  літерою позначають напругу? (U).
9. Одиниці вимірювання електричної напруги? (В).
10. Формула для визначення електричної напруги? (U=).
11. Яким приладом вимірюють напругу? (Вольтметр).
12. Як вольтметр підключають в електричне коло?( паралельно до тої ділянки де необхідно виміряти напругу).
13. Через провідник протікає струм силою 3А. Визначити скільки електронів пройде через поперечний переріз провідника за 0,3 хв?
14. Лампочка працює за напруги 220В. визначити скільки електронів пройшло через поперечний переріз провідника, якщо електричне поле виконало роботу 14кДж?

IV. Вивчення нового матеріалу

1. На вашу думку: що таке опір?
2. Що таке протидія?

Давайте ми з вами розглянемо декілька випадків та проаналізуємо два види рухів:

А) ви йдете по дорозі у безвітряну погоду.

Б) ви йдете по дорозі і вам вітер дме в лице.

У якому із цих випадків вам буде важче іти?  Чому?

(У випадку Б, тому що вітер чинить протидію вашому рухові.

Давайте розглянемо ще один випадок:

А) ви їдете на велосипеді по гарній дорозі без вибоїн

Б) ви їдете на велосипеді по дорозі із вибоїнами

У якому із цих випадків вам буде легше рухатись? ( так звичайно у А. тому що вибоїни чинять вам протидію).

Те саме відбувається і в провіднику по якому тече струм. Частинки з яких складається провідник чинять протидію частинкам, що переносять електричний заряд.

 Ця протидія і називається електричним опором.

Отже:

Електричний опір- це протидія, яку чинить провідник ( його частинки) електричному струмові.

А зараз ми розглянемо якою літерою позначають електричний опір, одиниці вимірювання, та від яких фізичних величин саме залежить електричний опір?

Давайте ми з вами розглянемо рух велосипедиста:

А) по дорозі де немає вибоїн

Б) по дорозі із невеликою кількістю вибоїн

В) по дорозі із великою кількістю вибоїн

Робимо висновок, чи залежить рух від наявності і кількості вибоїн?

 Так залежить ми бачимо чим їх  більше, тим з меншою швидкістю ми будемо рухатися.

Те саме відбувається і в провіднику: різні провідники виготовлені з різних матеріалів, кожен має свою густину, а отже і різний атомно-молекулярний склад і будову, у яких десь більше частинок, у котромусь менше, що в свою чергу впливатиме на швидкість руху частинки, що переносить електричний струм. Тобто чим більша густина речовини, тим буде більший опір.

Проводимо дослід беремо мідний і алюмінієвий провідники однакової площі поперечного перерізу, та однакової довжини.

Робимо висновок: чи залежить електричний опір від матеріалу, з якого виготовлений провідник? Так залежить.

Тут ми вводимо поняття питомого опору провідника ρ.

Щоб з’ясувати чи залежить  електричний опір від довжини та площі поперечного перерізу провідника беремо три мідні провідники. Для початку однаковою площею поперечного перерізу, але різної довжини проводимо дослід. Робимо висновок: чим довший провідник, тим більший опір.

Проводимо наступний дослід: беремо мідні провідники однакового поперечної довжини, але різного поперечного перерізу. Робимо висновок: чим більша площа поперечного перерізу провідника, тим опір менший

https://phet.colorado.edu/sims/html/resistance-in-a-wire/latest/resistance-in-a-wire_uk.html

R= ρ*

[R]=Ом

[ρ]=

[l]=м

[S]=мм^2

V. Закріплення вивченого матеріалу

 Кросворд: https://learningapps.org/display?v=pi23gp7pk23

Розв’язування задач

1. Який опір має мідний дріт довжиною 8м і площею поперечного перерізу 0,017 мм^2?

2. Алюмінієвий і мідний дроти мають однакову довжину та площу поперечного перерізу. Опір якого із цих провідників є більшим? У скільки разів?

3. Два алюмінієвих дроти мають однакову довжину, але їхні площі поперечних перерізів відрізняються втричі. У якого із них більший опір? У скільки разів?

4. Два залізних дроти мають одинакові довжини, проте відрізняються вдвічі поперечними перерізами. Опір якого із них більший?  У скільки разів?

5. Алюмінієвий дріт площею поперечного перерізу 0,2мм^2, замінюють мідним провідником такої самої довжини та опором. Визначити площу поперечного поперечного перерізу мідного провідника.

6. Мідний провідник довжиною 2м замінюють залізним провідником з таким самим опором і поперечним перерізом. Визначити довжину залізного провідника.

VI. Домашнє завдання: параграф 30,  вправи: 14.32, 14.56