Razrabotka issledovanya

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №2»
Методическая разработка демонстрационного
эксперимента по физике
«Исследование сопротивления проводника»
8 класс
Выполнила:
Кульгавеня Лариса Павловна
Балаково 2016г.
Введение: Достаточно большое количество учащихся при изучении темы 8-го класса
«Электрические явления», проводя математический анализ формулы закона Ома, делают вывод,
что сопротивление обратно пропорционально силе тока и прямо пропорционально напряжению.
Для лучшего понимания Закона Ома, на данном этапе обучения, целесообразно провести
демонстрационный эксперимент. Он позволяет наглядно доказать, что сопротивление
проводника зависит от материала, длины проводника и площади поперечного сечения и не
зависит ни от силы тока, ни от напряжения.
Следовательно, при изменении силы тока и
напряжения в цепи, сопротивление остается неизменным.
Теоретические основы:
Сила тока равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное
сечение проводника, ко времени его прохождения. Сила тока измеряется с помощью амперметра,
включенного
в
цепь
последовательно.
При
последовательном
соединении
элементов
электрической цепи сила тока во всех участках одинакова.
Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении
единичного положительного заряда из одной точки в другую. Для измерения напряжения
используют вольтметр, который включается в цепь параллельно с тем элементом, напряжение на
котором требуется измерить.
При протекании электрического тока через проводник электроны взаимодействуют с
ионами кристаллической решетки металла. При этом происходит замедление упорядоченного
движения
электронов
через
поперечное
сечение
проводника.
Каждый
проводник
противодействует электрическому току, оказывая ему сопротивление. Разные проводники
обладают разным сопротивлением из-за различия в строении их кристаллической решетки, из-за
разной длины и площади поперечного сечения.
Сила тока, напряжение и сопротивление связаны между собой законом Ома для участка
цепи.
Цель эксперимента: овладение умениями проводить наблюдения электрических
явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать измерительные приборы
для изучения физических явлений; представлять результаты измерений с помощью таблиц и
выявлять на этой основе эмпирические зависимости: вывод формулы для расчета сопротивления
проводника.
Задачи эксперимента: подготовить учащихся к выполнению обязательных лабораторных
работ по программе «Измерение сопротивления при помощи амперметра и вольтметра»,
«Изучение зависимости электрического сопротивления проводника от его длины, площади
поперечного сечения и материала. Удельное сопротивление», «Регулирование силы тока
реостатом»
Оборудование: Демонстрационный вольтметр – 1 шт, демонстрационный амперметр –
1шт., источник питания 4В, панель «ρ, l, S», нихромовый проводник длины 𝑙1 и сечением 𝑆1 ,
нихромовый проводник длины 2𝑙1 и сечением 𝑆1, нихромовый проводник длины 𝑙1 и сечением 𝑆2 ,
константановый проводник длины 𝑙1 и сечением 𝑆1, реостат, ключ, рабочий лист приложение №1.
Опыт №1. Используя магнитную панель «ρ, l, S», источник питания, демонстрационный
амперметр, демонстрационный вольтметр, ключ, реостат и два одинаковым сечением проводника из
нихрома, но разной длины собирается схема (рис.1).
рис.1
1.
Два одинаковых сечением проводника из нихрома, но разной длины. Данные
эксперимента заносятся в таблицу. В столбец 5 записывается вывод.
Длина
Сила тока Напряжение Сопротивление Во
проводника I, А
сколько
раз
U на лампе, проводника
сопротивление
В
проводника больше, чем
R,Ом
второго
первого
1
2
3
4
5
l
2l
2.
Два проводника из нихрома, одинаковой длины, но с разным диаметром проволоки.
Собирается схема (рис.2). Данные эксперимента заносятся в таблицу. В столбец 5 записывается
вывод.
рис.2
Диаметр
Площадь
Сила
проводника, поперечного тока I, А
мм
Напряжение Сопротивление Во
U, В
сечения, мм2
сколько
раз
проводника
сопротивление первого
R,Ом
проводника
больше,
чем второго
0,25
0,05
0,36
0,01
3.
нихрома.
Два проводника одинаковой длины и диаметра, один из константана, другой из
Собирается схема (рис.3). Данные эксперимента заносятся в таблицу. В столбец 5
записывается вывод.
рис.3
Материал
Удельное
Сила
проводника сопротивление тока
ρ, Ом мм2/м
Напряжение Сопротивление Во сколько раз
I, U, В
А
проводника
сопротивление
R,Ом
второго
проводника
больше,
чем
первого
константан
0.5
нихром
1.1
Опыт №2.
Используя
реостат,
источник
демонстрационный вольтметр, ключ
питания 4 В,
собирается схема
демонстрационный
амперметр,
(рис.4) для измерения силы тока и
напряжения на реостате. Перемещая ползунок реостата, производятся замеры, данные заносятся в
таблицу.
рис.4
№ опыта
Сила тока I, А
Напряжение U, В
Сопротивление
реостата R,Ом
1
2
3
4
Выводы из опытов: сопротивление не зависит от силы тока и напряжения, а зависит от длины
проводника, площади поперечного сечения и материала проводника. Сопротивление реостата
может меняться, т. к. меняется длина проводника по которому протекает электрический ток.
Список литературы:
Перышкин А.В., Физика. 8 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений.- М.: Дрофа,
2010г.
Приложение №1
Рабочий лист к демонстрационному эксперименту
«Исследование сопротивления проводников»
Фамилия, Имя_____________________________________ Класс 8 ___
Дата проведения эксперимента________________________________
Опыт №1
1. Два одинаковых проводника из нихрома, но разной длины.
Длина
Сила тока Напряжение Сопротивление
Во сколько раз
проводника
I, А
U на лампе,
проводника
сопротивление второго
В
R,Ом
проводника больше, чем
первого
l
2l
2. Два проводника из нихрома, одинаковой длины, но с разным диаметром проволоки
Диаметр
Площадь
Сила
Напряжение Сопротивление
Во сколько раз
проводника, поперечного тока I, А
U, В
проводника
сопротивление первого
мм
сечения, мм2
R,Ом
проводника больше,
чем второго
0,25
0,05
0,36
0,01
3. Два проводника одинаковой длины и диаметра, один из константана, другой из нихрома.
Материал
Удельное
Сила тока I, Напряжение Сопротивление
Во сколько раз
проводника сопротивление
А
U, В
проводника
сопротивление
ρ, Ом мм2/м
R,Ом
второго проводника
больше, чем первого
константан
0.5
нихром
1.1
Вывод:________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
Опыт №2
№ опыта
Сила тока I, А
Напряжение U, В
Сопротивление
реостата R,Ом
1
2
3
4
Вывод:________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
Приложение1
Тест
1. Реостат применяют для регулирования в цепи …
А) напряжения
Б) силы тока
В) напряжения и силы тока
2. При увеличении длины проводника его электрическое сопротивление…
А) уменьшится
Б) увеличится
В) не изменится
3. Сила тока в электрической цепи 2 А при напряжении на его концах 5 В. Найдите
сопротивление проводника.
А) 10 Ом
Б) 0,4 Ом
В) 2,5 Ом
Г) 4 Ом
4. Какая величина равна отношению работы электрического поля при перемещении
единичного положительного заряда к этому заряду?
А) сила тока
Б) напряжение
В) сопротивление
Г) работа тока
5. Сила тока в проводнике…
А) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению
Б) обратно пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению
В) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его
сопротивлению
Г) прямо пропорциональна сопротивлению проводника и обратно пропорциональна напряжению
6. При увеличении поперечного сечения проводника его электрическое сопротивление…
А) уменьшится
Б) увеличится
В) не изменится
7. Найдите верное соотношение:
А) 1 В = 1 А * 1 Ом
Б) 1 Кл = 1 А * 1 с
В) 1 Ом = 1 А * 1 В
Г) 1 Кл = 1 А / 1 с
8. Укажите верную формулу:
А) l = R * ρ / S
Б) l = R * S / ρ
В) l = ρ * S / R
Г) l = ρ / (R * S)