Залежність опору провідника від температури.

Про матеріал
Мета: З’ясувати залежність опору металів від температури. Розглянути практичне застосування цієї залежності для обґрунтування висновків та розв’язування задач. Тип уроку: комбінований.
Перегляд файлу
_________
План-конспект

уроку фізики у 9 класі

Тема: Залежність опору провідника від температури.

Мета: З’ясувати залежність опору металів від температури. Розглянути практичне застосування цієї залежності для обґрунтування висновків та розв’язування задач.

Тип уроку: комбінований.

Демонстрація: джерело живлення, ампер, з’єднувальні проводи, електролампочки різної потужності.

Хід уроку.

І. Актуалізація знань учнів:

1. Під час вивчення розділу ”Закони постійного струму” ми ознайомились з деякими фізичними явищами, термінами, величинами. Повторимо деякі з них.

1. Що таке електричний струм?

– Впорядкований рух заряджених частинок.

2.Яка фізична величина характеризує струм?

– Сила струму.

3.Що характеризує опір R?

– R- характеризує провідник.

4. Які ви знаєте дії струму?

     – теплова

  • хімічна
  • магнітна
  • світлова
  • фізіологічна

5. Щ називають силою струму?

І=;                   І=qonvs;                         v=.

6. Що називають постійним струмом?

– якщо сила струму не змінюється,то струм називається постійним.

7. Що потрібно для існування електричного струму?

– Наявність заряджених частинок.

  • Сила, що діє на заряджені частинки в певному напрямі?

8. Сформулювати Закон Ома для ділянки кола?

Сила струму на ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі і обернено пропорційна опору провідника.

9. Від чого залежить опір?

- від роду речовини, геометричних розмірів.

10. Що таке ρ?

-величина, що залежить від роду речовини I температури.

II. Які ви знаєте речовини, щодо здатності проводити електричний 

струм.

-провідники/ срібло ,мідь ,алюміній/

-напівпровідники

-діелектрики/ скло ,пластмаси ,гума/

12. що називається ел. струмом в металах?

-впорядкований рух електронів.

13 яка швидкість руху в електронів більша впорядкованого чи теплового руху?

Швидкість теплового руху електронів більша в сотні мільйонів разів.

14 що зумовлює опір в провіднику?

-зіткнення електронів провідності з іонами кристалічної решітки.

 

ІІ. Вивчення нового матеріалу

І створюється проблемна ситуація перед вивченням теми про залежність опору провідника від температури. Під’єднуємо послідовно дві лампочки напругою 36 в І потужністю 25 ват і лампочку від кишенькового ліхтарика напругою 6,3 в. Якщо включити до джерела струму  то маленька лампочка загориться вмить а великі з деяким запізненням.       Коли включати і виключати дуже часто, то великі лампочки засвічуватися не будуть.

Ставиться запитання: Чому?

2.Опір в провіднику зумовлює зіткнення електронів провідності з іонами кристалічної решітки. При підвищенні температури провідника зростає середня швидкість теплового руху електронів і збільшується амплітуда коливань іонів у вузлах решітки. А це веде до збільшення зіткнень електронів з іонами. Тому можна припустити залежність опору провідника від температури.

     Приєднаємо до джерела живлення металеву спіраль, послідовно з нею увімкнемо гальванометр. Нагріваючи спіраль, спостерігаємо зменшення сили струму в колі. Отже , опір зростає. Замінюючи спіраль іншими металевими провідниками можна переконатись,  що при підвищенні температури опір усіх металів зростає пропорційно температури.

           Для характеристики залежності опору від температури вводиться

Коефіцієнт опору – число, яке показує наскільки змінюється кожна одиниця питомого опору речовини  при зміні температури на 1 кельвін.

Нехай ρ при температурі То=274К 

Ρ - T

ρ-ρ0              ΔT=T-T0

 

Тоді

 

Таким чином питомний опір лінійно залежить від температури при сталому температурному коефіцієнті:

    =(1+)

Графічно ця залежність зображується прямою лінією:

Якщо врахувати, що R=

то     R=R(1+)

Ми знаємо, що T=t+273 і t,   тому дані формули можуть мати

І такий вигляд:    

                                R=Rt)

Якщо інтервал зміни температури невеликий,то температурний коефіцієнт вважають сталим.

Отже питомий опір металів зростає лінійно з підвищенням температури.

 

    3. А зараз повернемось до проблемного запитання. Учні дають відповідь:

       Спіральки великих ламп прогріваються довше, ніж малої, і великий початковий струм дає миттєве світіння малої лампочки.      

  4.У деяких сплавів, наприклад у сплаву міді з нікелем температурний коефіцієнт опору                дуже малий:

    Питомий опір константану великий:   Ом*м. Такі сплави використовують для       виготовлення еталонних опорів.

    Залежність опору металів від температури використовують у термометрах опору.           Основним робочим елементом такого термометра є платиновий або мідний дріт,

    Залежність опору якого від температури добре відома. Такі термометри дають змогу     Вимірювати дуже низькі і дуже високі температури.

  5. А зараз розглянемо, чи залежить опір розчинів електролітів від температури.

      Під’єднаємо до джерела живлення два електроди /вугельні стержні/,опущені в розчин кухоної солі у воді. Послідовно в коло увімкнемо гальванометр. Нагріваючи посудину з розчином елкктролітів спостерігаємо помітне збільшення сили струму в колі.

Робимо висновок: У розчинні електролітів  з підвищеням температури опір зменшується.                                     Для розчинв електролітів

Наприклад: для  10%-ного розчину кухоної солі

                                  

 


ІІІ. Закріплення нового матеріалу. Розвязання задач.

Вправа 12.3

Дано:

t0 = 0 0C P = IU =I2R = P1 =

P0 = 5 кВт = 5000 Вт ρ =ρ0 (1+2∆t)

t = 60 0C R = R(1+άt ). ІІ Якщо І = const, що:

U = const I Якщо U = const: P0 =I2R0 ; P2 = I2R

λ = 0,0038 K-1 P0 = ; R1=   P2=; P2= P0(1+α∆t)

I = const U2 = P0R0; U2 = RT2 P2 = 5000 Bт (1+0,0038к-1*60 0С) = 6,1 Вт

P1 - ? P0R0 = RT

P2 - ? P1 =  P1= Відповідь: P1 = 4.1 кВт

 P2 = 6,1 кВт

 

 

 

 № 14.1

По мідному провідникові тече струм. Густина струму j = 6 А/мм2. Знайдіть середню швидкість упорядкованого руху електрон ів, вважаючи, що на кожний атом міді припадає один вільний електрон.

 Дано:

J = 6 А/мм2 I = enSv                                  ν = 0.45 мм/с =4,5 .10-4м/с

Ρ = 8,3.103 кг/м3 n =                                     Відповідь : ν = 4,5.10-4м/с

NA= 6.02.1023 моль-1

М = 0,0635 кг/моль N = ρV NA/M

е = 1,6 .10-3км

 I = J S

ν - ?  ν =

 

 

 

 №10 ЕНІ

Для вимірювання температури застосували залізний дріт, який при температурі 10 0C має опір 13 Ом. Визначити температуру. При якій опір становить 18,25 Ом, якщо температура коефіцієнт заліза 0,006 К-1

Дано:

t = 10 0C R1 =R0 (1+ αt1)                                t2 =

R1 = 150 Ом R2 =R0 (1+ αt2)

R2 = 18,25 Ом R0 при 0 0C

α = 0,006 к-1  R =

 R2 =

t2 - ? 2 =

 t2 =  

У скільки разів зміниться сила струму, яка проходить через платинову піч при нагріванні від 20 0C до 1200 0C, якщо температурний коефіціент опору платини α = 3,65.103 k-1, а напруга на затискачах печі залишається незмінною.

Дано:

t =20 0C I1=;    U=IR = 

t = 1200 0C I0 =;   U= I0R0 

α = 3,65.103k-1 R=R0 (1+α∆T)

U =const 

 =

- ?

Відповідь: =0,2.

 

Завдання додому : вивчити конспект

 

 

 

1

 

doc
Пов’язані теми
Фізика, 9 клас, Розробки уроків
До підручника
Фізика 9 клас (Бар'яхтар В.Г., Довгий С.О., Божинова Ф.Я., Кирюхіна О.О. (за редакцією Баряхтара В.Г., Довгого С.О.))
До уроку
§ 12. Питомий опір речовини. Розрахунок опору провідника. Реостати
Додано
30 вересня
Переглядів
472
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку