Закон Ома для участка электрической цепи - Электрические явления

Цели: установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.

Демонстрации: зависимость силы тока от сопротивления проводника при постоянном напряжении; зависимость силы тока от напряжения при постоянном сопротивлении участка цепи.

Ход урока

I. Проверка знаний

С целью проверки качества усвоения знаний учитель может провести в начале урока фронтальный опрос по изученной теме либо письменную проверочную работу. Можно провести и комбинированную проверку: учитель фронтально работает с классом в то время, когда несколько учеников выполняют индивидуальные задания по карточкам.

Можно предложить следующие варианты индивидуальных заданий:

Уровень 1

1. Кусок медной проволоки разрезали пополам. Изменилось ли сопротивление проволоки? Во сколько раз?

2. Размеры медного и железного проводов одинаковы. Сопротивление какого провода больше?

Уровень 2

1. Имеются две проволоки одинакового сечения и длины. Одна проволока - из меди, другая - из никелина. Какая из них имеет большее сопротивление? Почему? Во сколько раз?

2. Удельное сопротивление нихрома Что это значит? Каково сопротивление проволоки длиной 1 м и поперечным сечением 10 мм²?

Уровень 3

1. Чему равно сопротивление 100 м медного провода сечением 1 мм²?

2. Сколько метров никелинового провода сечением 0,1 мм² потребуется для изготовления реостата сопротивлением 180 Ом?

Уровень 4

1. Какой проводник представляет большее сопротивление для постоянного тока: медный сплошной стержень или медная трубка, имеющая внешний диаметр, равный диаметру стержня? Длину обоих проводников считать одинаковой.

2. Шнур телефонной трубки состоит из 20 медных проволочек сечением 0,05 мм² каждая. Определите сопротивление 5 м такого шнура.

3. Как определить длину изолированного медного провода, свернутого в большой моток, не разматывая его?

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

2. Закон Ома.

3. Применение закона Ома.

1. Электрический ток в цепи - это направленное движение заряженных частиц в электрическом поле. Чем сильнее действие электрического поля на эти частицы, тем и больше сила тока в цепи. Но действие поля характеризуется напряжением. Поэтому можно предположить, что сила тока зависит от напряжения. Эту зависимость можно установить экспериментально.

Эксперимент показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нем. Эту зависимость желательно проиллюстрировать графически - построить график зависимости I = f(U).

2. Закон Ома для участка Цепи можно установить экспериментально:

Существует много описаний соответствующих опытов и установок, которые можно сгруппировать следующим образом:

а) опыты с установкой, в которой осуществляется замена резисторов;

б) опыты с демонстрационным магазином сопротивлений;

в) опыты с демонстрационным реохордом.

Во всех этих опытах применяют демонстрационные амперметр и вольтметр. Демонстрации проводят в два этапа. Сначала устанавливают зависимость силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на данном участке цепи. По результатам этого опыта обнаруживают обратно пропорциональную зависимость силы тока от сопротивления проводника:

На втором этапе, не меняя сопротивления, измеряют силу тока при разных значениях напряжения на данном участке цепи. По результатам этого опыта устанавливают прямую пропорциональную зависимость силы тока от напряжения:

I ~ U.

Результаты обоих опытов обобщают и формулируют закон Ома для участка цепи:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

3. Применение закона Ома. После установления закона Ома целесообразно закрепить его понимание решением соответствующих задач. Учащиеся должны из закона Ома получать производные формулы:

Кроме того, необходимо научить учащихся решать комбинированные задачи с использованием зависимостей

III. Решение задач

Для самостоятельного решения в классе можно предложить следующие несложные задачи:

Задача 1

При напряжении 220 В сила тока в спирали лампы равна 0,3 А. Какой будет сила тока, если напряжение уменьшится на 10 В?

Задача 2

На цоколе электрической лампы написано 3,5 В; 0,28 А. Что это значит? Найдите сопротивление спирали лампы.

Задача 3

Какое напряжение надо создать на концах проводника сопротивлением 20 Ом, чтобы в нем возникла сила тока 0,5 А?

Задача 4

Какое напряжение нужно приложить к свинцовой проволоке длиной 2 м, чтобы сила тока в проволоке равнялась 2 А? Площадь поперечного сечения проволоки 0,3 мм².

Домашнее задание

1. § 42, 44 учебника; вопросы и задания к параграфам.

2. Выполнить упражнение 19 (1-4), с. 102-103 учебника.