Конспект урока по теме «Расчет сопротивления проводников. Удельное сопротивление. Реостаты»

Конспект урока по теме
«Расчет сопротивления проводников.
Удельное сопротивление. Реостаты»
Цель урока: Построение физической и математической модели сопротивления
проводника и применение её для расчета характеристик электрического тока в цепи.
Основной материал: Установление на опыте зависимости проводника от его длины,
площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен. Удельное
сопротивление. Единица удельного сопротивления. Формула для расчета сопротивления
проводника. Назначение, устройство, действие и условное обозначение реостата.
Эпиграф:
Опыт – самый лучший наставник.
Овидий (43 до н. э. – ок. 18 н. э.)
Природа питает всю вселенную.
Макробий (IV-V вв. н. э.)
Модель урока
1.Актуализация познавательного опыта, лежащего в основе построения нового
способа действия. Мотивация учебной деятельности.
Вступление: «Все подчинено определенному закону» (Манилий). «Самой природой
так заведено» (Тит Ливий). Не обращать внимания на законы природы глупо. Наши
попытки изменить законы природы бессмысленны. Использовать их себе во благо и во
вред врагам разумно. Но чтобы законы природы стали твоими союзниками, их надо
знать и уметь применять для решения тех проблем, которые подкидывает тебе
постоянно сама природа.
2.Изучение нового материала.
Опыт №1: Между двумя штативами натянут провод, по которому пропускают
электрический ток. Измеряют силу тока в цепи и напряжение на участке провода. Потом
измеряют напряжение на участке провода, длина которого больше в 2 или 3 раза. В
третий раз измеряют напряжение на всем участке провода. Вычисляют по закону Ома
сопротивление во всех трех случаях.
Примечание №1: При невозможности провести
этот опыт на уроке, можно воспользоваться
электронной лабораторной работой или заменить
проволоку
спаянными
последовательно
одинаковыми резисторами (рис. №1).
Вывод:
Сопротивление
проводника
прямо
пропорционально его длине.
Опыт №2: Между двумя штативами натянута
проволока, по которой пропускают ток. Измеряют её Рис. №1
сопротивление по величине силы тока и напряжению
на этом участке провода. Во втором случае, измеряют сопротивление 2 скрученных
между собой таких же проволок. В 3 случае скручивают 3 проволоки и измеряют их
сопротивление.
Примечание №2: При невозможности провести этот опыт на уроке, можно
воспользоваться электронной лабораторной работой или заменить проволоку
спаянными паралельно одинаковыми резисторами (рис. №1).


Вывод: Сопротивление провода обратно пропорционально его площади поперечного
сечения.
Опыт №3: Измеряют сопротивление проволоки
медной, стальной и алюминиевой одинаковой длины
и одинаковой площади поперечного сечения.
Примечание №3: При невозможности провести этот
опыт на уроке, можно воспользоваться электронной
лабораторной работой или заменить проволоку
резисторами из разных материалов (рис. №2 и №3).
Вывод: Сопротивление проводника зависит от рода
вещества, из которого изготовлен проводник.
Рис. №2
Вопрос №1: Как учесть род вещества при расчете
сопротивления
проводника
используемого
в
электрической цепи?
Ответ:
Нужно
измерить
сопротивления
проводников из различных веществ стандартной
длины (1 м) и стандартной площадью поперечного
сечения (1 м2).
Данная
величина
называется
удельным
электрическим сопротивлением.
Вопрос №2: Как теперь рассчитать сопротивление
проводника
имеющего
стандартную
площадь Рис. №3
поперечного сечения из материала, удельное
электрическое сопротивление которого известно, но длина которого в 2, в 3 или 5,5 раз
больше стандартной длины?
Ответ: Нужно умножить удельное электрическое сопротивление на длину проводника
(СИ).
Вопрос №3: Как теперь рассчитать сопротивление проводника имеющего стандартную
длину из материала, удельное электрическое сопротивление которого известно, но
площадь которого в 3, в 3,5 или 0,3 раз больше стандартной длины?
Ответ: Нужно удельное электрическое сопротивление разделить на площадь
проводника (СИ).
Вопрос №4: Как рассчитать сопротивление проводника произвольной длины и
произвольной площади поперечного сечения, если известен материал из которого
изготовлен этот проводник?
Вывод:
R =ρl/S
Вопрос №5: Какое влияние на прохождение электрического тока оказывает
сопротивление проводника, по которому идет электрический ток?
Ответ:
Сопротивление
проводника
мешает
прохождению электрического тока в цепи. Как
следует из закона Ома, чем больше сопротивление
проводника, тем меньше сила тока в нем при
неизменном напряжении.
Вопрос №6: Почему же в электрические цепи
специально впаивают постоянные сопротивления
Рис. №4


(резисторы) (рис. №4), если они мешают прохождению электрического тока в цепи?
Ответ: С их помощью регулируют направление электрического тока и величину
электрического тока на том или ином участке
электрической цепи.
Вопрос №7: Как при необходимости можно
регулировать величину электрического тока в цепи?
Ответ:
Можно изменять напряжение на этом
участке цепи при неизменном его сопротивлении
или можно изменять сопротивление этого участка
при неизменном напряжении на этом участке цепи.
Эвристическая беседа: Устройство, с помощью
которого можно регулировать силу тока в цепи,
называется реостатом (рис. №5). Он представляет Рис. №5
собой керамический цилиндр, на который намотана
в один слой нихромовая проволока покрытая в
качестве изоляции окалиной. По этой проволоке
может передвигаться скользящий контакт. В месте
металлического контакта бегунка и проволоки
изоляция истирается. Передвигая контакт, мы
изменяем длину провода, по которому проходит
Рис. №6
электрический ток, и этим самым изменяем силу
тока в цепи (рис. №6).
3.Совокупная рефлексия учебной деятельности.
Апробация полученной физической модели.
На рисунке №7 изображены различные типы
кристаллических
решеток.
Как
объяснить
сопротивление
проводника
с
точки
зрения
молекулярно-кинетической
теории
строения
вещества свойства? Как объяснить зависимость
величины сопротивления проводника от рода
вещества, из которого он изготовлен? от его длины?
от площади его поперечного сечения?
Рис. №7
4.Домашнее задание.
§ 45, 46, 47.


