«Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Для просмотра загруженных проектов необходимо установить программное обеспечение mimio® Studio . Все материалы к проектам упакованы в архивы формата.rar, после загрузки их требуется распаковать, например, с помощью программы WinRAR .

Тип проекта: для школьников

Классы: 8 класс, 9 класс

Разделы: Физика

Преподаватель: Попова Надежда Анатольевна — учитель физики

Образовательное учреждение: МБОУ Бударинской СОШ Новоаннинского района Волгоградской области

Добавлено: воскресенье, 11.08.2013

Описание:

Тема урока: Расчет сопротивления проводников. Удельное сопротивление

Урок в 8 классе

Учитель физики – Попова Надежда Анатольевна МБОУ Бударинской СОШ Новоаннинского района Волгоградской области

Цель.

Обучающая:

Создать условия, побуждающие самообразовательную активность учащихся, применять свои знания в новой ситуации, формировать навыки работы с интерактивной приставкой Mimio, умение решать расчетные, экспериментальные 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.

Структура урока.

1. Организационный этап.

2. Актуализация знаний.

3. Решение задач на применение закона Ома для участка цепи.

4. Изучение новой темы.

5. Расчет удельного сопротивления проводника.

6. Повторение соединения амперметра и вольтметра

7. Практическая работа.

8. Подведение итогов.

9. Домашнее задание

Оборудование: Амперметр и вольтметр (демонстрационные), источники тока, амперметры, вольтметры лабораторные, исследуемые проводники, соединительные провода, ключи, комплект Mimio

Этап урока	Использование Mimio	Деятельность учителя	Деятельность ученика
1. Организационный этап.		Объявляется тема урока и цели	Записывают тему в тетрадь
2. Актуализация знаний.		Учитель предлагает учащимся знания формул и законов, используя игровую ситуацию. 1.Под шариками спрятались буквы зашифрованного слова. Необходимо установить соответствие между физической величиной и прикрепленной к шарику формулы, лопнув шар открыть букву и записать маркером ее в таблицу 2. Аналогичная ситуация, задание для проверки единиц измерения физических величин	Работа с интерактивной доской
3. Повторение закона Ома для участка цепи.		Сформулируйте закон Ома для участка цепи. Как вычислить напряжение, используя закон Ома? Сопротивление? Применяя закон Ома для участка цепи, заполните таблицу. Решение задач на применение закона Ома для участка цепи проводится с помощью заполнения таблицы. Для проверки выдвигаем спрятанные ответы	Отвечают на вопросы. Ученик заносит результаты в таблицу.
4. Изучение новой темы.		На предыдущем уроке мы выяснили, что является причиной сопротивления проводника. Назовите её. Выясним: от чего зависит сопротивление проводника? Демонстрация ЭОР со 2 страницы Страница 3 Установим зависимость сопротивления от длины проводника Сила тока увеличилась, напряжение осталось прежним. Следовательно: сопротивление зависит от длины проводника. Страница 4 Установим зависимость от площади поперечного сечения. Сила тока увеличивается. Делаем вывод. Сопротивление проводника зависит от площади поперечного сечения: чем больше площадь, тем меньше сопротивление (и наоборот, чем меньше площадь сечения проводника, тем больше сопротивление). Страница 5 Установим зависимость сопротивления от рода вещества. Сопротивление проводника зависит от рода вещества (материала), из которого он изготовлен. Страница 6 Зависимость сопротивления от геометрических размеров проводника (длины и площади поперечного сечения) и вещества, из которого он изготовлен, впервые установил Георг Ом. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника. Сопротивление проводника из данного вещества длиной 1метр, площадью поперечного сечения 1 квадратный миллиметр называется удельным сопротивлением проводника. 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)	Учащиеся: 1. Электрическое поле положительных ионов действует на электроны и уменьшает их скорость. В результате уменьшается сила тока, увеличивается сопротивление проводника. 2. Электрическое поле, созданное электронами, тоже влияет на соседние электроны, уменьшая их скорость, а значит и уменьшает силу тока, увеличивает сопротивление проводника. Записывают в тетрадь зависимости сопротивления Ученики по очереди у доски работают с интерактивным стендом
5. Решение задачи на расчет удельного сопротивления проводника		Задача. Определите сопротивление телефонного провода между городами Южно-Сахалинском и Томари, если расстояние между ними 180 километров, а провода сделаны из железной проволоки поперечного сечения 12 квадратных миллиметров. Для проверки записи условия выдвигаем готовое за «книгу». Ответ спрятан за ширмой.	Учащиеся записывают условие задачи в тетрадь Учитель приглашает ученика к доске записать маркером решение задачи.
6. Повторение соединения амперметра и вольтметра		Повторим, как соединяют амперметр и вольтметр в цепи. Посмотрите на схемы и найдите, в какой схеме ошибка. Повторяем, как определить цену деления приборов.	Ученик выбирает правильные рисунок и ответ автоматически проверяется. Результаты измерений приборов записывают в тетрадь.
7. Практическая работа	Если есть документ-камера и недостаточное количество приборов на класс, можно провести практическую работу на демонстрационном столе спроецировав опыт на доску.	Ребята, на столах у вас находятся приборы: амперметр, вольтметр, проводник в виде спирали, соединительные провода, источник тока. Проводник изготовлен из железа, площадь поперечного сечения 1 квадратный миллиметр. Как можно определить длину проводника? В результате обсуждения приходим к выводу: 1) Растянуть проводник и измерить его длину. Затем, чтобы проводник принял форму спирали, намотать его на карандаш. 2) Измерить с помощью амперметра и вольтметра силу тока и напряжение на проводнике, вычислить его сопротивление. Затем, используя удельное сопротивление и площадь поперечного сечения, вычислить длину проводника	Учащиеся выполняют практическую работу вторым способом.. Результаты работы проверяет учитель.
8. Рефлексия. (Подведение итогов.)		Сопоставить вопросы и ответы, подтягивая их в нужное место. В результате получаем радугу, которая сама говорит о благоприятном исходе урока. Озвучиваются оценки за работу.	Работа с доской
9. Домашнее задание:		П. 45, 46, упражнение 20 № 2 (а), 4.	Записывают задания в дневник

Технологическая карта урока

ФИО учителя: Шимонаева Е.Н.

Класс: 8

УМК: «А.В. Перышкин»

Предмет: Физика

Тема: Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление.

Тип урока: Урок открытия нового знания

Место и роль урока в изучаемой теме: Глава «Электрические явления», 11 урок

Цель: Установить зависимость сопротивления проводника от длины, площади поперечного сечения, рода вещества и ввести понятие удельного электрического сопротивления.

*Планируемые результаты

Предметные знания, предметные действия	УУД
Предметные знания, предметные действия	регулятивные	познавательные	коммуникативные	личностные
Умеют определять удельное сопротивление, пользоваться таблицей удельных сопротивлений; применяют полученные знания при решении задач; умеют сопоставлять и систематизировать экспериментальные и теоретические знания; выполняют эксперимент, умеют пользоваться инструкцией. Вывели формулу для расчета сопротивления проводника.	Умеют выполнять действия по инструкции; оценивать и корректировать результаты; ставить цели на урок и планировать свои действия по достижению цели; делать выводы.	Умеют анализировать данные полученные экспериментальным путем; обобщать; делать выводы.	Умеют строить продуктивное взаимодействие в группе, участвовать в коллективном обсуждении; слушать, аргументировать свой ответ.	Представляют закономерность связи явлений природы; сформирован познавательный интерес; умеют самостоятельно приобретать знания и практические умения.

Ход урока

**Название этапа урока	Задача, которая должна быть решена (в рамках достижения планируемых результатов урока)	Формы организации деятельности учащихся	Действия учителя по организации деятельности учащихся	Действия учащихся (предметные, познавательные, регулятивные)	Результат взаимодействия учителя и учащихся по достижению планируемых результатов урока	Диагностика достижения планируемых результатов урока
Мотивация (самоопределение к учебной деятельности)	Выработка внутренней готовности к учебной деятельности. организовать самооценивание на уроке.	Беседа	Создаю проблемную ситуацию	Анализируют проблемную ситуацию	Установлено взаимодействие на учебную деятельность	100% готовность обучающихся к уроку
Актуализация знаний	Фиксирование индивидуального затруднения.	Взаимоопрос (прием тонких и толстых вопросов)	Организую и регулирую взаимодействие обучающихся		Знают определения силы тока, напряжения, сопротивления	Количество верных ответов, среди опрошенных, составляет - 100%
Выявление места и причин затруднения	Организация анализа сложившейся ситуации, выявления места и причин затруднения	Фронтальный опрос	Задаю вопрос	Фиксируют шаг, на котором возникло затруднение
Построение проекта выхода из затруднения	Создать проблемную ситуацию Определить задачи урока. Создать план выхода из проблемной ситуации	Опрос Беседа	Создаю проблемную ситуацию Предлагаю обучающимся высказать задачи урока	Разрешают проблемную ситуацию. Высказывают задачи урока Формулируют определение «Влажность воздуха», записывают в тетради.	Определены задачи урока Сформулировано определение «Влажности воздуха», выведена формула.	100 % опрошенных обучающихся высказали задачи урока и планы по разрешению задач. 100 % опрошенных обучающихся
Реализация плана выхода из затруднения	Подтвердить теоретические данные через эксперимент. Ввести новую физическую величину	Работают индивидуально, или в парах, группах/парах Рассказ	Организую работу в группе. Контролирую правильность выполнения работы Даю определение новой физической величине, обозначение	Проводят измерения, вычисления, формулируют вывод Записывают	Определили зависимость сопротивления от различных свойств проводника, сформулировали вывод. Введена новая физическая величина, дано определение, обозначение, единица измерения	100 % Обучающихся выполнили задание, сформулировали выводы
Закрепление	Применить полученные знания при практическом решении задач	Работают индивидуально, или в парах, группах/парах.	Контролирую правильность выполнения работы	Решают расчетные задачи	Правильно решены расчетные задачи с применением новой формулы	100 % обучающихся правильно решили задачи
Подведение итогов, рефлексия.	Обобщить полученные знания, сделать выводы	Беседа	Обобщаю ответы учащихся.

Мы знаем, что причиной электрического сопротивления проводника является взаимодействие электронов с ионами кристаллической решётки металла (§ 43). Поэтому можно предположить, что сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, а также от вещества, из которого он изготовлен.

На рисунке 74 изображена установка для проведения такого опыта. В цепь источника тока по очереди включают различные проводники, например:

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.

Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение - вольтметром.

Зная напряжение на концах проводника и силу тока в нём, по закону Ома можно определить сопротивление каждого из проводников.

Рис. 74. Зависимость сопротивления проводника от его размеров и рода вещества

Выполнив указанные опыты, мы установим, что:

из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;
из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока, поперечное сечение которой меньше;
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 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 м 2 .

Введём буквенные обозначения: ρ - удельное сопротивление проводника, I - длина проводника, S - площадь его поперечного сечения. Тогда сопротивление проводника R выразится формулой

Из неё получим, что:

Из последней формулы можно определить единицу удельного сопротивления. Так как единицей сопротивления является 1 Ом, единицей площади поперечного сечения - 1 м2, а единицей длины - 1 м, то единицей удельного сопротивления будет:

Удобнее выражать площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметpax, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:

В таблице 8 приведены значения удельных сопротивлений некоторых веществ при 20 °С. Удельное сопротивление с изменением температуры меняется. Опытным путём было установлено, что у металлов, например, удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Таблица 8. Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ (при t = 20 °С)

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением 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 большее, чем алюминий.

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

Вопросы

Как зависит сопротивление проводника от его длины и от площади поперечного сечения?
Как показать на опыте зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен?
Что называется удельным сопротивлением проводника?
По какой формуле можно рассчитывать сопротивление проводников?
каких единицах выражается удельное сопротивление проводника?
Из каких веществ изготавливают проводники, применяемые на практике?

\ Для учителя физики

При использовании материалов этого сайта - и размещение баннера -ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!

Тема урока: "Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление"

Цель урока: Установить зависимость сопротивления от длины и площади поперечного сечения проводника. Познакомиться с понятием удельного сопротивления, и его единицами измерения, на уровне понимания.

Задачи урока:

Образовательная : На опыте показать зависимость сопротивления от длины и площади поперечного сечения проводника. Ввести понятие удельное сопротивление.

Воспитательная: Подчеркнуть взаимосвязь сопротивления от длины и площади поперечного сечения как проявления одного из признаков метода диалектического познания явлений. Продолжить работу по развитию самостоятельности, аккуратности и внимания учащихся.

Развивающая: Продолжить работу по развитию внимания и умения логически и творчески мыслить. Продолжить формировать умение решать задачи

Оборудование: Источника тока, амперметр, проводники с разным сопротивлением, ключ, вольтметр.