Електричний опір. Залежність опору провідника від його довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу. Питомий опір провідника.
Мета: сформувати уявлення про електричний опір, питомий опір, одиниці їх вимірювання; формувати й розвивати уміння розв'язувати задачі на застосування формули залежності опору провідника від його довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу; розвивати уяву та логічне мислення; виховувати любов до народної творчості.
Основні поняття: електричний опір, питомий опір, ом.
Обладнання: радіоприймач, джерело струму, вимикач, амперметр, вольтметр, різні провідники.
Тип уроку: засвоєння нових знань.
Приказка:
Перемагай труднощі розумом,
а небезпеку — досвідом.
8 клас УРОК №___ ________________
Електричний опір. Залежність опору провідника від його довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу. Питомий опір провідника.
Мета: сформувати уявлення про електричний опір, питомий опір, одиниці їх вимірювання; формувати й розвивати уміння розв'язувати задачі на застосування формули залежності опору провідника від його довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу; розвивати уяву та логічне мислення; виховувати любов до народної творчості.
Основні поняття: електричний опір, питомий опір, ом.
Обладнання: радіоприймач, джерело струму, вимикач, амперметр, вольтметр, різні провідники.
Тип уроку: засвоєння нових знань.
Перемагай труднощі розумом,
а небезпеку — досвідом.
Приказка
Хід уроку
I. Розминка
Вправа «Підбери слово»
Із розсипаних слів складіть народну приказку:
Небезпеку перемагай досвідом, розумом, а ..., — труднощі.
Відповідь: Перемагай труднощі розумом, а небезпеку — досвідом!
Ця приказка буде сьогодні на уроці нашим девізом!
II. Актуалізація опорних знань
1. Інтерактивна вправа «Мозковий штурм»
Назвіть усе, що пов'язуєте з електричним струмом. Наприклад:
2. Перевірка домашніх задач.
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності
Візьмемо радіоприймач, налаштуємо його на певну хвилю і будемо змінювати гучність. Яким чином я змінюю гучність звуку?
IV. Сприйняття та засвоєння нового матеріалу .
1. Поняття електричного опору
Ми знаємо, що електричний струму у колі — це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. Чим сильніша дія електричного поля на ці частинки, тим, очевидно, і більша сила струму в колі.
Якщо на певному провіднику збільшити напругу, наприклад, у 5 разів, то в стільки ж разів збільшиться й сила струму в ньому (бажано продемонструвати на демонстраційному електричному приладі, який містить амперметр і вольтметр), а відношення напруги до сили струму не зміниться. Але якщо в коло якого-небудь джерела струму вмикати різні провідники, то сила струму в цьому колі неоднакова, хоча вольтметр, який під'єднаний до кінців цих провідників, показує однакову напругу.
Отже, сила струму в колі залежить не тільки від напруги, а й від властивостей провідників, увімкнених у коло. Ця залежність пояснюється тим, що різні провідники мають різні електричні опори.
В чому причина електричного опору? (Взаємодія електронів з іонами кристалічної решітки металу.)
Отже, опір – це внутрішня протидія іонів до впорядкованого руху електронів.
2. Від чого залежить опір провідника?
Як ви вважаєте, від чого він може залежати?
Для перевірки висунутих гіпотез виконаємо дослідження. У коло джерела струму по черзі вмикають різні провідники, наприклад:
• нікелінові дротини однакової товщини, але різної довжини;
• нікелінові дротини однакової довжини, але різної товщини;
• нікелінову і ніхромову дротини однакової довжини і товщини.
Силу струму в колі вимірюють амперметром, напругу — вольтметром. Учні самостійно роблять висновок.
Залежність опору провідника від його розмірів і речовини, з якої він виготовлений, уперше дослідним шляхом встановив Ом:
Електричний опір прямо пропорційний довжині провідника, обернено пропорційний площі поперечного перерізу й залежить від речовини провідника.
,
де R – опір провідника, l – довжина, S – площа поперечного перерізу, ρ – питомий опір речовини.
3. Одиниці вимірювання опору
За одиницю опору прийнято 1 Ом – опір такого провідника, в якому за напруги 1 В на його кінцях сила струму дорівнює 1 А
На практиці часто використовують кратні одиниці: 1 кОм = 100 Ом
1МОм = 1000000 Ом
1 мОм = 0,001 Ом
4. Питомий опір
Питомий опір речовини – опір провідника з певної речовини завдовжки 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2.
Зручніше подавати площу поперечного перерізу провідника в квадратних міліметрах, оскільки вона найчастіше буває невеликою. Тоді одиницею питомого опору буде: 1 Ом ∙ мм2/ м. Розглянемо таблицю, в якій подано питомий електричний опір деяких речовин. Ви можете бачити дві колонки значень питомого опору, які відрізняються в мільйон разів Ом∙м менша одиниця в мільйон разів за
Розгляньте таблицю і визначте з-поміж цих металів ті, які мають найменший питомий опір (срібло, мідь, золото, алюміній). То які речовини доцільно використовувати для виготовлення ліній електропередачі? (Мідь, алюміній) Чому не використовують срібло і золото? Які речовини можна використовувати як ізолятори? (Фарфор, гума, порцеляна, ебоніт тощо)
V. Осмислення об'єктивних зв'язків
1. Скласти сенкан до слова «опір»
2. Розв'язати задачі
1. Довжина одного провідника становить 20 см, а іншого – 1,6 м. Провідники виготовлені з однакової речовини і мають однаковий переріз. У якого провідника опір більший і у скільки разів? (Відповідь у другого у 8 разів)
2. Для заземлення використовують закопаний у землю сталевий дріт перерізом не менше 48 мм2; завдовжки 15–40 м. Яка верхня і нижня межі опору цього заземлення? Чи відповідають ці розміри вимогам техніки безпеки, відповідно до яких опір захисного заземлення не повинен перевищувати 4Ом? (Відповідь ≈0,0313 Ом , ≈ 0,084 Ом, так відповідає)
3. Опір алюмінієвого дроту завдовжки 10 м і площею поперечного перерізу 1 мм2 дорівнює 0,28 Ом. Визначте питомий опір алюмінію. (Відповідь 2,8∙10-8 Ом∙м)
Звіртеся із таблицею
4. Знайти площу поперечного перерізу провідника з хромелю, якщо його опір 28 Ом, а довжина 5 м. (Відповідь 0,25∙мм2)
VI. Узагальнення знань
Доповнити таблицю «Фізичні величини».
№ |
Назва фізичної величини |
Позна-чення |
Основна одиниця |
Формула |
Вимірювальний прилад |
6 |
Електричний опір |
R |
Ом |
|
Омметр |
7 |
Питомий опір |
ρ |
Ом∙м |
|
|
VII. Підсумки уроку
Повернемося до запитання, поставленого на початку уроку: яким чином змінюють гучність звуку?
VIII. Домашнє завдання
1. § _____
2. Виконати експериментальне завдання: виготовити зі сталевого дроту резистор, що має опір 0,1 Ом. Опишіть свої дії.
3. Підготувати повідомлення: «Куди вдарить блискавка?»