На уроці докладно розкриваються анонсовані раніше параметри провідника, яких залежить його опір. Виявляється, що для розрахунку опору провідника є важливими його довжина, площа поперечного перерізу та матеріал, з якого він виготовлений. Вводиться поняття питомого опору провідника, що характеризує речовину провідника.
Тема:Електромагнітні явища
Урок: Розрахунок опору провідника. Питомий опір
На попередніх уроках ми вже порушували питання про те, яким чином електричний опір впливає на силу струму в ланцюзі, але не обговорювали, від яких конкретно факторів залежить опір провідника. На сьогоднішньому уроці ми дізнаємося про параметри провідника, які визначають його опір, і дізнаємося, як Георг Ом у своїх експериментах досліджував опір провідників.
Для отримання залежності сили струму в ланцюзі від опору Ому довелося провести безліч експериментів, в яких необхідно було змінювати опір провідника. У зв'язку з цим він зіштовхнувся із проблемою вивчення опору провідника залежно від його окремо взятих параметрів. Насамперед, Георг Ом звернув увагу на залежність опору провідника від його довжини, про яку вже побіжно йшлося на попередніх уроках. Він зробив висновок, що зі збільшенням довжини провідника прямо пропорційно збільшується і його опір. Крім того, було з'ясовано, що на опір впливає ще й переріз провідника, тобто площа фігури, що виходить при поперечному розрізі. При цьому чим площа перерізу більше, тим опір менше. З цього можна дійти невтішного висновку, що чим провід товщі, тим його опір менше. Усі ці факти було отримано досвідченим шляхом.
Крім геометричних параметрів на опір провідника впливає ще й величина, що описує рід речовини, з якої складається провідник. У своїх дослідах Ом використовував провідники з різних матеріалів. При використанні мідних проводів опір був якимсь одним, срібних - іншим, залізних - третім і т. д. Величину, яка характеризує рід речовини в такому випадку, називають питомим опором.
Таким чином, можна отримати такі залежності для опору провідника (рис. 1):
1. Опір прямо пропорційно довжині провідника, яку в СІ вимірюють в м;
2. Опір обернено пропорційно площі перерізу провідника , яку ми вимірюватимемо в мм 2 через небагато;
3. Опір залежить від питомого опору речовини (читається «ро»), яке є табличною величиною і вимірюється зазвичай.
Мал. 1. Провідник
Наприклад наведемо таблицю значень питомих опорів деяких металів, які отримані дослідним шляхом:
Питомий опір,
Варто відзначити, що серед хороших провідників, якими є метали, найкращими є дорогоцінні метали, при цьому срібло вважається найкращим провідником, тому що у нього найменший питомий опір. Цим пояснюється використання дорогоцінних металів при паянні особливо важливих елементів електротехніки. Зі значень питомих опорів речовин можна робити висновки про їх практичне застосування - речовини з великим питомим опором підійдуть для виготовлення ізоляційних матеріалів, а з невеликим - для провідників.
Зауваження.У багатьох таблицях питомий опір вимірюють в , що пов'язано з вимірюванням площі м 2 в СІ.
Фізичний сенс питомого опору- Опір провідника довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм 2 .
Формула для обчислення електричного опору провідника, виходячи із зазначених вище міркувань, виглядає так:
Якщо звернути увагу на цю формулу, то можна зробити висновок, що з неї виражається питомий опір провідника, тобто, визначивши силу струму та напругу на провіднику та вимірявши його довжину з площею поперечного перерізу, можна за допомогою закону Ома та зазначеної формули обчислити питомий опір. Потім його значення можна звірити з даними таблиці і визначити, з якої речовини виготовлений провідник.
Усі параметри, що впливають на опір провідників, необхідно враховувати при конструюванні складних електричних кіл, таких як лінії електропередач, наприклад. У таких проектах важливо збалансовано підібрати співвідношення довжин, перерізів та матеріалів провідників для ефективного компенсування теплової дії струму.
На наступному уроці буде розглянуто пристрій та принцип роботи приладу, що називається реостат, основною характеристикою якого є опір.
Список літератури
- Генденштейн Л.Е, Кайдалов А.Б., Кожевніков В.Б. Фізика 8/За ред. Орлова В.А., Ройзена І.І. - М: Мнемозіна.
- Перишкін А.В. Фізика 8. – М.: Дрофа, 2010.
- Фадєєва А.А., Засов А.В., Кисельов Д.Ф. Фізика 8. - М: Просвітництво.
- Інтернет-портал Exir.ru().
- Класна фізика ().
Домашнє завдання
- Стор. 103-106: питання №1-6. Перишкін А.В. Фізика 8. – М.: Дрофа, 2010.
- Довжина та площа поперечного перерізу алюмінієвого та залізного проводів однакові. Який із провідників має більший опір?
- Який опір має мідний провід довжиною 10 м та площею поперечного перерізу 0,17 мм 2 ?
- Який із суцільних залізних стрижнів різного діаметра має більший електричний опір? Маси стрижнів однакові.
Конспект уроку
фізики 8 клас
«Розрахунок опору провідника.
Питомий опір"
Тема урока. Залежність опору провідника з інших фізичних величин.
Цілі уроку (плановані результати навчання):
Особистісні:
розвиток самостійності у придбанні нових знань та практичних умінь;
формування вміння вести діалог на основі рівноправних відносин та взаємної поваги.
Метапредметні:розвиток у учнів умінь:
самостійно визначати мету своєї роботи;
оцінювати вірність гіпотез з погляду отриманої інформації під час дослідження;
формулювати власну думку та позицію, аргументувати та координувати її з позиціями партнерів у співпраці при виробленні спільного рішення у спільній діяльності;
самостійно оцінювати та аналізувати власну діяльність з позиції отриманих результатів.
Предметні:
формування уявлення про залежність опору провідника від фізичних величин;
формування вміння планувати та проводити експеримент, на підставі результатів експерименту формулювати висновок;
формування вміння застосовувати знання про залежність опору провідника від фізичних величин пояснення фізичних явищ і розв'язання прикладних завдань.
Матеріали та обладнання:
ноутбуки, проектор та екран;
комп'ютерна презентація «Залежність опору від фізичних величин»
робочий лист щодо експериментального дослідження (додаток №1);
робочі листи для заповнення на ноутбуках під час експериментального дослідження, виконані в програмі;
листок діагностичної перевірочної роботи (додаток №2);
прикладні завдання для домашньої роботи (додаток №3)
маркери та аркуш формату А3 у кожну групу.
набори для експериментального дослідження: амперметр, вольтметр, джерело струму, ключ, з'єднувальні дроти, металеві провідники:
рівної довжини та площі поперечного перерізу, але різним питомим опором – 2 шт.;
виготовлений з одного матеріалу, що мають рівні довжини, але різні площі поперечного перерізу – 2 шт.;
виготовлені з одного матеріалу, що мають рівні площі поперечного перерізу, але різні довжини – 2 шт.
Хід уроку.
Мотивація.
Мета: створення проблемної ситуації, пов'язаної з відсутністю знань про те, чому не можна замінити з'єднувальні дроти, виготовлені з кольорових металів, на інші, які не привертали б увагу зловмисників
| Учні |
|
| Що зображено на екрані? | Схема електричного кола. |
| Що є основними елементами електричного кола? | Джерело струму, споживачі електричної енергії, замикаючі пристрої, з'єднувальні дроти. |
| Якими трьома величинами характеризується електричний ланцюг? На екрані з'являються символи: I, U, R | Сила струму, електрична напруга та електричний опір. |
| Який зв'язок існує між цими величинами? Хто встановив цей зв'язок? (Як читається закон Ома?) Заслуховуються відповіді учнів, на екрані з'являються залежності сили струму від напруги та опору та формула закону Ома. | Сила струму прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника. Сила струму у провіднику обернено пропорційна опору провідника. Залежність сили струму від напруги та опору встановив Георг Ом у 1827р. |
| Для передачі електричного струму з відривом застосовують з'єднувальні дроти, які переважно виготовляють із кольорових металів, наприклад – алюмінію. Непоодинокі випадки розкрадання кольорових металів. Ось що пишуть в Обласній газеті «На зміну»: «Одна з головних причин виникнення аварійних та передаварійних ситуацій на газопроводах, залізниці та в енергетичній галузі сьогодні – крадіжка. Цінність для викрадачів представляє електрична схема, в якій багато міді та елементів, що містять міді, а також цінність складають алюмінієві дроти ліній електропередач». | |
| Держава витрачає великі гроші на заміну, охорону. Може, цю проблему можна вирішити по-іншому, замінивши з'єднувальні дроти, виготовлені з кольорових металів, на інші, які не привернуть увагу зловмисників? Свої припущення ми записуватимемо на «хмаринці». Воно перед вами. Ми бачимо різні погляди. Вчитель зачитує кілька варіантів гіпотез. | Учні записують різні варіанти гіпотез, серед яких, наприклад, такі: Провід замінити не можна, так як кольорові метали, на відміну від інших, мають менший опір, а значить кращу провідність. Провід замінити можна, тому що провідність не залежить від того, з якого матеріалу зроблений провідник. Провід замінити не можна, оскільки кольорові метали мають особливі характеристики, які впливають підвищення електропровідності. |
| Можливо, робота, яку ми виконаємо на наступному етапі, допоможе нам перевірити наші припущення та вирішити проблемну ситуацію. Що для цього потрібно зробити? | Провести дослідження. |
Результат: з'явилося кілька варіантів гіпотез, що викликало необхідність їхньої перевірки. Учні згадали основні елементи електричної ланцюга та його характеристики, встановили з-поміж них взаємозв'язок, огляд раніше вивченого матеріалу дозволить їм впевненіше планувати і проводити експериментальне дослідження наступному етапі уроку.
Дослідження.
Мета: встановлення під час експериментального дослідження, як впливає опір та чи інша характеристика провідника.
| Учні |
|
| З чого ви пропонуєте розпочати дослідження? (Які будуть ваші дії?) | Встановити, чого залежить опір провідників? Від яких фізичних величин? |
| На уроках фізики ми застосовуємо два види дослідження: теоретичне та експериментальне. Яке дослідження вам подобається проводити більше? Сьогодні Вам надається можливість провести самостійне експериментальне дослідження. | Більше подобається проводити експериментальне дослідження. |
Учні працюють у групах. Дві групи працюють з провідниками мають рівні довжини та площі поперечного перерізу та різний питомий опір.
Дві групи працюють з провідниками з одного матеріалу, що мають рівні довжини, але різні площі поперечного перерізу
Дві групи працюють з провідниками з одного матеріалу, що мають рівні площі поперечного перерізу, але різні довжини
Залежно від рівня сформованості вміння складати план дослідження одним групам надається план експериментального дослідження. Їм необхідно виконати завдання, проаналізувати отримані результати та зробити висновок. Робочий лист із планом дослідження представлений у додатку 1.
План експериментального дослідження.
Зібрати ланцюг за допомогою даного обладнання.
Зняти показання амперметра та вольтметра при включенні в ланцюг даних металевих проводів та обчислити опір.
Дані занести на комп'ютер.
Порівняти опору, з'ясувати, що вплинуло величину опору.
Зробити висновок.
Проаналізувати графічні залежності сили струму від напруги та опору.
Іншим групам пропонується завдання вищого рівня:
Проаналізувати запропоноване встаткування.
Скласти план експериментального дослідження та реалізувати його.
Отримані дані занести на комп'ютер.
Зробити висновок відповідно до отриманих даних.
Результат: учні у групах провели експериментальне дослідження зпровідники, що мають різні характеристики, на підставірезультатів експерименту сформулювали висновокпро залежність опору провідника від фізичних величин, таких як довжина провідника, площа його поперечного перерізу, а також роду речовини, з якого виготовлений провідник.
Обмін інформацією .
Мета: дати можливість групам подати результати своєї роботи всьому класу та організувати обговорення цих результатів.
Групи заповнили робочі листи у ноутбуках. Під час подання групами результатів своєї роботи учням пропонувалося звернути увагу на повноту та правильність формулювання висновку за результатами експериментального дослідження.
Групи, які працюють із провідниками, які відрізняються лише питомим опором дійшли висновку: Опір залежить від речовини, з якої виготовлено провідника.
На дошці з'являється: Rзалежить від роду речовини
Групи, що працюють з провідниками, що відрізняються тільки площею поперечного перерізу, дійшли висновку: Чим більша площа (S), тим більший струм (I), тим менший опір (R).
Опір обернено пропорційно залежить від площі поперечного перерізу:R~ 1/ S
Групи, що працюють з провідниками, що відрізняються тільки довжиною, дійшли висновку: Чим більша довжина (l), тим менший струм (I), тим більший опір (R).
Опір прямо пропорційно залежить від довжини провідника:R~ l
Результат: уявлення результатів роботи показало, що це групи успішно впоралися з експериментальним дослідженням. Висновки, сформульовані учнями виходячи з результатів, переважно, представлені повному обсязі. Учні вносили доповнення у процесі подання результатів, інші ставили уточнюючі питання.
Організація та зв'язування інформації .
Мета: пов'язати дані, одержані під час виступу груп для формулювання висновку про залежність опору провідника від фізичних величин. Встановити фізичний зміст питомого опору провідника і сформулювати висновок у тому, що кольорові метали мають менший питомий опір, отже, за рівних інших характеристик опір проводів із кольорових металів буде менше. Зробити висновок про вірність гіпотез.
| Учні |
|
| Сформулюйте загальний висновок щодо залежності опору провідника від фізичних величин | Опір провідника прямо пропорційно залежить від речовини, з якої він виготовлений, від довжини провідника, обернено пропорційно – від площі поперечного перерізу. |
| Встановлюючи залежність опору від фізичних величин, чи ми врахували? | Учні погодилися, а окремі учні висловили припущення щодо залежності опору від температури. |
| Справді, лінійна залежність опору від температури існує. Про неї Ви можете дізнатися у науковій літературі, про цю залежність йтиметься у старших класах. | |
| Використовуючи дані, які ми отримали під час експериментального дослідження, чи можемо ми записати формулу для розрахунку опору? | Учні пропонують свої варіанти. R = k ____ , де k-коефіцієнт S пропорційності, який характеризує речовину, з якої зроблено провідник |
| Уточніть, які фізичні величини входять до формули, і які їх одиниці виміру? | R - Опір провідника, [R] = Ом; l - Довжина провідника, [ l] = м; S – площа поперечного перерізу, [S] = мм 2, [S] = м 2 . |
| Вчитель звертається до презентації. Використовуючи матеріал презентації, вчитель запроваджує поняття питомого опору провідника r - питомий опір провідника. Запишіть формулу для розрахунку питомого опору. | r = RS / l |
| Які одиниці виміру цієї величини? | [r] = Ом · мм 2 / м; [r] = Ом · м 2 / м = Ом · м |
| Нам потрібно розібратися, який фізичний зміст цієї величини? Що визначає ця величина у формулі? | Залежність опору роду речовини |
| Одна з груп у нас працювала із цією залежністю (вчитель посилається на результати дослідження). Щоб сталося з опором мідного провідника, якби ми взяли його довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм2? | Опір провідника дорівнював питомому опору |
| Що таке питомий опір провідника? | Питомий опір провідника – це опір провідника даної речовини, взятої довжиною 1 м та площею поперечного перерізу 1 мм 2 |
| Звернемося до таблиці на екрані (таблиця значень питомого опору різних металів). Визначте по таблиці питомий опір міді, алюмінію, заліза. Порівняйте їх. | r міді = 0,0175 Ом · мм 2 /м r алюмінію = 0,03 Ом · мм 2 /м r заліза = 0,13 Ом · мм 2 /м Кольорові метали мають менший питомий опір, а отже, при рівних інших характеристиках опір проводів із кольорових металів буде меншим. |
Результат: був сформульований загальний висновок уроку і учні дійшли єдиної думки у тому, що кольорові метали при рівних інших характеристиках, на відміну інших мають менший опір.
Рефлексія.
Мета: отримання зворотний зв'язок та акцентування уваги учнів на значенні вивчення цієї теми.
| Учні |
|
| Повернемося до початку уроку. Хто виявився близьким до вірного вирішення проблемної ситуації? | Більш правим виявився той, хто висловив ідею про те, що кольорові метали, на відміну від інших, мають менший опір, а отже кращу провідність. |
| Чи є необхідність усунути деякі гіпотези? | Учні пропонують зняти деякі хмарки з гіпотезами. |
| У чому секрет вашої впевненості у відповідях? | Ми на початку уроку, чітко сформулювали мету, визначили план експериментального дослідження, були уважні під час проведення експерименту, змогли знайти залежність між фізичними величинами. |
| Які нові відомості ви собі відзначили? | На опір провідника впливають його довжина, площа поперечного перерізу та матеріал, з якого він виготовлений. Для передачі електроенергії на відстані можна використовувати провідники з кольорових металів, так як вони мають підвищену електропровідність. |
| Чи знадобляться вам у житті знання, отримані сьогодні на уроці? | Учні висловлюють різні погляди, наприклад: Знання дозволять нам пояснювати, чому кольорові метали – найкращі провідники електрики. Знання допоможуть нам визначити матеріали, які можна використовуватиме збільшення чи зменшення опору провідника. |
Результат: усвідомлення учнями важливості вивчення цієї теми.
Застосування.
Мета: використання нового знання на вирішення прикладних завдань. Контроль та самоконтроль засвоєння нового матеріалу.
Учням пропонується виконати завдання (додаток №2), представлені на комп'ютерах, які дозволяють здійснювати самоперевірку. Потім здійснюється оцінка своєї роботи за шкалою, що застосовується для оцінювання подібного завдання на ГІА -9 з фізики: 1 бала – у роботі помилок немає та 0 балів – допущена помилка.
Результат: актуалізація отриманих знань під час вирішення прикладних завдань. Після виконання роботи обговорили її результати: 93% учнів безпомилково виконали завдання. Це свідчить про досить рівні засвоєння учнями навчального матеріалу на початковому етапі.
Домашнє завдання.
Учням пропонується підготувати опорний конспект на тему уроку з використанням § 45 і вирішити конструкторське завдання:
Використання електричного струму, або, як кажуть, електроенергії, досить дороге, тому ми її маємо використовувати раціонально. Наприклад, коли настає сутінки, ми починаємо вдаватися до штучного освітлення, чим темніше на вулиці, тим більше потрібно освітлення. Але наші освітлювальні прилади працюють постійно в одному режимі. (Вчитель підійшов до вимикача та продемонстрував процес освітлення класу).
Вам пропонується, використовуючи матеріал сьогоднішнього уроку, придумати прилад, за допомогою якого можна було б змінити напруження лампи.
Для застосування знань, отриманих на уроці, учням на вибір пропонуються 2-3 завдання прикладного характеру (додаток №3), наприклад:
Три тяганини однакового перерізу та довжини – мідна, вольфрамова та свинцева – підключені в ланцюг батарейки паралельно. Якою з них піде великий струм?
Моток константанового дроту має довжину 10 м. Як, не розмотуючи дроту, за допомогою амперметра та вольтметра визначити площу його поперечного перерізу?
Є два провідники з одного й того самого матеріалу. Один провідник утричі довший за інший. Короткий провідник має вдвічі більшу площу поперечного перерізу. Який із провідників має більший опір?
Тема уроку: «Розрахунок опору провідника. Питомий опір."
Мета уроку: З'ясувати, як залежить опір провідника від його геометричних розмірів та матеріалу, з якого виготовлений провідник.
освітні:
вивчити залежність опору провідника від довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу з якого виготовлений даний провідник; запровадити поняття "питомий опір" та його одиниці виміру;
розвиваючі:
формування умінь проводити узагальнення; розвиток мисленнєвої діяльності учнів за допомогою вирішення дослідницьких завдань; розвиток практичних умінь та навичок;
виховні:
виховання уважності, акуратності у поводженні з вимірювальними приладами; виховання пізнавального інтересу до предмета; формування вміння будувати логічний ланцюжок міркувань.
Тип уроку, педагогічна технологія
Урок формування нових знань, здоров'язберігаюча, проблемне навчання, особистісно-орієнтоване навчання.
Обладнання уроку
персональний комп'ютер, проектор, екран, презентація "Розрахунок опору провідників", джерело струму, амперметр, вольтметр, резистори різного поперечного перерізу та питомого опору, сполучні дроти, трубки різного діаметру, склянка з водою.
Етап уроку
Діяльність вчителя
Діяльність учнів
Актуалізація знань
Діти ми з вами вже з'ясували, що опір провідника залежить від сили струму та напруги. Але як ви вважаєте, від яких ще властивостей залежить опір провідника?
Це ми з'ясуємо сьогодні на уроці. Але спершу виконаємо невелику самостійну роботу.
Відповідають на запитання.
Постановка мети уроку
Проведемо лабораторний досвід. Мета: визначити опір провідника.
Запитання: Чи однаковий вийшов опір?
Чи збігається воно з написаним? Чи залежить воно від напруги та сили струму?
Як ви вважаєте, чому воно залежить?
Учні виконують лабораторний досвід у парах. «Визначення опору провідника» Вимірюють силу струму в ланцюзі та напругу. Далі використовують закон Ома.
(Оформляють як завдання)
Учні відповідають питання.
Формулюють мету уроку. Дізнатися, чому залежить опір.
Формування нових знань.
1. Перевіримо, чи залежить опір від довжини провідника. (Ділова гра)
Модель провідника – учні.
2.Як залежить опір від поперечного перерізу. Струм аналогічний воді у трубі. Пропоную воду пропустити трубками різного діаметру.
3.Що станеться, якщо помістити в трубку вату і знову пропустити воду?
Що сталося із опором?
Висновок: Опір залежить від роду речовини.
Складемо формулу.
Введемо поняття питомого опору провідника. Вчитель показує провідник довжиною 1 м і вводить визначення.
1.Учні поділяються на дві групи нерівного числа.
Струм «передається» потисканням руки. У якій групі струм «передається» швидше?
Учні роблять висновок.
Опір прямо пропорційний довжині провідника.
2.Учні наливають воду в трубки і роблять висновок, що опір обернено пропорційно площі поперечного перерізу.
3.Відповідають на запитання та роблять висновок.
Учні записують формулу. Працюють з підручником. (Знаходять визначення питомого опору провідника).
Формування умінь та навичок
Сьогодні у школі проходить день здорового харчування, тож завдання буде про їдальню. Які електричні прилади є у їдальні?
Запропонована задача.
Яка довжина спіралі електроплити в їдальні, виготовленої з ніхрому товщиною 2 мм і опором 110 Ом.
Дано – на екрані. Вчитель розбирає рішення.
Запитання:На яку силу струму розрахована ця плита?(2А)
Яка сила струму є безпечною для людини? (До 1 мА)
Учні відповідають питання.
Вирішують завдання.
На екрані перевіряємо рішення.
Учні відповідають питання.
Техніка безпеки під час роботи з електричними приладами.
Значить необхідно дотримуватись правил техніки безпеки.
Які правила ви знаєте?
Я пропоную скласти пам'ятку, яку можна повісити у школі.
Вчитель роздає картинки, учні мають зробити підписи.
Учні відповідають.
Учні виготовляють пам'ятку.
Підбиття підсумків
«Три шляхи ведуть до знання: шлях роздумів – це шлях найблагородніший, шлях наслідування – це шлях найлегший, і шлях досвіду – це шлях найгірший». Так сказав давній китайський філософ Конфуцій. Я сподіваюся, що сьогодні на уроці ви пройшли всіма шляхами до своїх знань і отримали саме той результат, на який чекали. Дякую вам за урок та плідну роботу.
Домашнє завдання
Додаток 1
У картці відповіді розташовані у довільному порядку. Необхідно привести їх у відповідність до питань.
Електричним струмом у металах називається...
Сила струму обчислюється за формулою
Амперметр вмикається в ланцюг
Одиниця виміру напруги
Гальванічний елемент на схемі позначається
Електрична лампа на схемі позначається
Вольтметр прилад для вимірювання.
упорядкований рух вільних електронів
Попередній перегляд:
Розробка уроку на тему
«Розрахунок опір провідника. Питомий опір"
Фізика, 8 клас.
Розробила: Біловіл Людмила Вікторівна
Вчитель фізики МБОУ ЗОШ №42
Місто Краснодар
Наука починається з того часу, як починають вимірювати.
Точна наука немислима без міри.
Д.І.Менделєєв
Цілі уроку:
Навчальна: Створити умови, що спонукають до самоосвітньої активності
Учнів, застосовувати свої знання у новій ситуації, формувати вміння вирішувати
Розрахункові завдання. Встановити залежність опору провідника від його довжини,
Площі поперечного перерізу та речовини, з якої він виготовлений.
Розвиваюча: Розвивати елементи творчого пошуку з урахуванням прийому узагальнення знань, вміння аналізувати, спостерігати, збирати електричні ланцюги, креслити схеми, розвивати навички практичної роботи, інтерес до предмета шляхом виконання різних завдань.
Виховна: Виховання світоглядних понять; пізнаваність навколишнього світу; виховання почуття товариської взаємодопомоги, взаєморозуміння, почуття відповідальності, етики роботи в парах.
Устаткування : джерело струму, амперметр, вольтметр, лінійка, ключ, досліджувані
Провідники, з'єднувальні дроти, комп'ютер, проектор.
Хід уроку
I. Організаційний етап. Визначення цілей уроку. (1 хв.)
ІІ. Етап актуалізації опорних знань(10 хв.) – робота з усім класом
1. Що таке сила струму? Якою літерою вона позначається?
2. За якою формулою розраховується сила струму?
3. Як називається одиниця виміру сили струму? Як вона позначається?
4. Як називається прилад для виміру сили струму? Як він позначається на схемах?
5. За якою формулою знаходиться електричний заряд, що проходить через поперечний переріз провідника, якщо відомі сила струму та час його проходження?
6. Що таке електричне напруження? Якою літерою воно позначається?
7. За якою формулою розраховується електрична напруга?
8. Як називається одиниця виміру напруги? Як вона позначається?
9. Як називається прилад для вимірювання електричної напруги? Як він позначається на схемах?
10. Якими правилами слід керуватися при включенні вольтметра до ланцюга?
11. Яка залежність сили струму від напруги?
12. Як позначається електричний опір?
13. Як залежить сила струму від опору?
14. Сформулюйте закон Ома для ділянки ланцюга
ІІІ. Пояснення матеріалу. ( 10 хв)
На попередньому уроці ми з'ясували, що причиною опору провідникає взаємодія електронів, що рухаються, з іонами кристалічної решітки.
Різні провідники мають різний опір з-за відмінності в будові їх кристалічної решітки, з-за різної довжини і площі поперечного перерізу.
Отже можна припустити, що опір провідника залежить від його довжини та площі поперечного перерізу, і від речовини, з якої він виготовлений.
Проведемо досвід : Силу струму в ланцюзі вимірюють амперметром, напруга - вольтметром. Знаючи ці параметри та використовуючи закон Ома можна визначити опір кожного з провідників. У ланцюг джерела струму по черзі включають різні провідники:
Нікелінові дроти однакової товщини, але різної довжини;
Нікелінові дроти однакової довжини, але різної товщини (різної площі поперечного перерізу);
Нікеліновий і ніхромовий дроти однакової довжини і товщини.
Висновки:
- З двох нікелінових дротів однакової товщини довша дріт має більший опір;
- З двох нікелінових дротів однакової довжини більший опір має дріт із меншим поперечним перерізом;
- Нікеліновий і ніхромовий дроти однакових розмірів мають різний опір.
Залежність опору провідника від його розмірів та речовини, з якої виготовлений провідник, вперше на дослідах вивчивОм.
Він встановив, що опір прямо пропорційно довжині провідника, обернено пропорційно площі його поперечного перерізу і залежить від його речовини провідника.
Як врахувати залежність опору від речовини, з якої виготовляють провідник?
Для цього обчислюють так званий питомий опір речовини.
Питомий опір– це фізична величина, яка визначає опір провідника з цієї речовини завдовжки 1 м, площею поперечного перерізу 1 м2.
Одиниця питомого опору у системі СІ є 1 Ом *м, або
Значення питомого опору провідника наведено у таблиці 8 (стор.105 підручник фізика 8 клас, автор А.В.Перышкін).
Досвідченим шляхом було встановлено, що у металів питомий опір із підвищенням температури збільшується.
З усіх металів найменший питомий опір мають срібло та мідь. Отже, срібло та мідь – найкращі провідники електрики. При проведенні електричних ланцюгів використовують алюмінієві, мідні та залізні дроти.
У багатьох випадках бувають потрібні прилади, які мають великий опір. Їх виготовляють із спеціально створених сплавів – речовин із великим питомим опором.
Наприклад, як видно з таблиці 8, сплав ніхром має питомий опір майже в 40 разів більше, ніж алюміній.
Порцеляна та ебоніт мають такий великий питомий опір, що майже зовсім не проводять електричний струм, їх використовують як ізолятори.
IV. Закріплення матеріалу.(15 хв.)
Учням пропонується варіант завдань, складений відповідно до КІМ ГІА. Завдання обговорюються колективно, біля дошки вирішуються завдання по черзі завдання №3, 4, 6.
Частина 1
- Опір провідника залежить від
- доданої до нього напруги
- від сили струму та прикладеної напруги
- від матеріалу провідника
- від довжини, площі поперечного перерізу та матеріалу провідника
- опір нікелінового провідника довжиною 0,4 м та площею поперечного перерізу 0,1 мм. 2 дорівнює 1 Ом
- опір нікелінового провідника довжиною 1 м та площею поперечного перерізу 1 мм. 2 дорівнює 0,4 Ом
- опір нікелінового провідника довжиною 1 м та площею поперечного перерізу 0,4 мм. 2 дорівнює 1 Ом
- опір нікелінового провідника довжиною 0,1 м та площею поперечного перерізу 0,1 мм 2 дорівнює 0,4 Ом
- Як зміниться опір провідника, якщо його довжину збільшити у 2 рази?
- збільшиться у 2 рази 3) не зміниться
- зменшиться у 2 рази 4) стане рівним нулю
- Мідний дріт має довжину 240 см і площу поперечного перерізу 0,2 мм. 2 . Обчисліть опір цього дроту.
1) 0,204 Ом 2) 0,816 Ом 3) 2,04 Ом 4) 28,23 Ом
- Для плавної зміни сили струму потрібно використовувати
- Вимикач 3) важільний реостат
- повзунковий реостат 4) амперметр
- Який довжини потрібно взяти нікеліновий дріт перетином 0,2 мм 2 для виготовлення реостату опором 20 Ом?
1) 5 м 2) 10 м 3) 15 м 4) 20 М
Частина 2
- Встановіть відповідність між фізичними величинами та формулами для їх обчислення. До кожної позиції першого стовпця підберіть відповідну позицію другого та запишіть у таблицю вибрані цифри під відповідними літерами
Фізичні величиниФормула
а) сила струму 1)
Б) напруга 2)
Фізика 8 клас. Урок №38.
Тема урока: Розрахунок опору провідників. Питомий опір.
УМК: Перишкіна А. В.
Тип уроку: Вивчення нового матеріалу.
Мета уроку: формування у школярів теоретичного, творчого та операційного мислення, спрямованого на вибір оптимальних рішень.
Завдання уроку:
Освітня: формування уявлень про питомий опір, організація засвоєння основних понять з цієї теми, формування наукового світогляду учнів; узагальнити знання на тему «Закон Ома. Опір». Закріпити прийоми складання електричних кіл, включення амперметра та вольтметра.
Розвиваюча: сприяти розвитку вміння генерувати ідеї, виявляти причинно-наслідкові зв'язки, працювати в команді, користуватися альтернативними джерелами інформації, формувати вміння аналізувати факти при спостереженні та поясненні явищ, під час роботи з текстом підручника.
Виховна: створити умови для формування умінь керувати своєю навчальною діяльністю, формування інтересу до фізики, розкриття зв'язку теорії та досвіду, розвиток уваги, пам'яті, логічного та творчого мислення.
Методи навчання: репродуктивний, проблемний, евристичний.
Форми організації пізнавальної діяльності учнів: колективна, індивідуальна, групова.
Засоби навчання: підручник, обладнання, необхідне проведення фізичного експерименту на тему «Питомий опір провідника», раздаточный материал.
Хід уроку
Діяльність вчителя
Діяльність учнів
Організаційний момент.
Здрастуйте хлопці. Я рада бачити вас сьогодні на уроці, тому що урок у нас буде дуже цікавим і дещо незвичайним. Це з тим, що ви сьогодні виступите у ролі дослідників. Для цього нам знадобляться не лише обладнання для фізичного експерименту, а й комп'ютери. Повторимо техніку безпеки під час роботи в кабінеті, під час роботи з обладнанням для фізичного експерименту.
Привітання, фіксація відсутніх, короткий інструктаж з техніки безпеки у комп'ютерному класі та під час проведення фізичних експериментів, початкові записи у зошитах.
Відповідають на вітання вчителя, повторення техніки безпеки під час роботи з фізичними приладами та комп'ютерами
Постановка мети та завдань уроку
Я сподіваюся, що наша з вами робота буде плідною, і ви сьогодні дізнаєтесь багато нового, цікавого та корисного для себе. Отже, відкрийте зошити та запишіть тему уроку.
Тема урока.
Як ви зрозуміли, ми продовжуємо роботу на тему «Електричні явища», а саме продовжуємо знайомитися з характеристиками електричного струму (сила струму, напруга та опір).
Оголошує тему уроку
Записують тему уроку у зошит
Актуалізація знань .
Епіграфом до уроку я взяла слова давньокитайського філософа Конфуція, який говорив: «Вчитися і не розмірковувати - даремно гаяти час, розмірковувати і не вчитися - згубно». Як ви розумієте ці слова? Він обраний невипадково. Нам відомо, що вчені-фізики усі теоретичні гіпотези перевіряють шляхом проведення численних дослідів. Спостерігаючи, порівнюючи, аналізуючи, вони підтверджують, або спростовують висунуту гіпотезу. Сьогодні ви виступите у ролі фізиків-експериментаторів. Однак, ви повинні підтвердити свою теоретичну підготовку. Перевіримо ваші знання. У цьому нам допоможе комп'ютерний тест та робота біля дошки. Для цього нам потрібно розділитись на 2 групи: 1 група – робота з комп'ютерними тестами, 2 група – робота біля дошки (1 група «теоретики», 2 група «практики»).
Робота біля дошки: збери схему ланцюга, збери формули. Робота з приладами: збери ланцюг за схемою, збери формули. Робота за комп'ютерами: виконання комп'ютерного тесту (з самоперевіркою). Молодці! Я бачу, що теорію ви знаєте, а тепер перейдемо до практики.
Дає завдання учням. Слідкує за самостійністю виконання завдань. Перевіряє правильність виконання.
Діляться на дві групи. Працюють із комп'ютерними тестами, інтерактивною дошкою, фізичними приладами – збирають електричний ланцюг.
4. Первинне засвоєння нових знань
У житті постійно виникають проблеми, які людині потрібно вирішувати. Як це він робить? Наприклад, є проблема – як використовувати дві години вільного часу?
На прикладі учнів пояснюється ланцюжок дій щодо вирішення проблеми. Спершу з'явилася ідея. Потім починаються міркування, розрахунки. Здійснення практично. Отже, який ланцюжок дій щодо вирішення проблеми у нас з'явився? Проблема – ідея – розрахунки – практика. Запам'ятаємо ці щаблі. За ними людина завжди йде, вирішуючи завдання, що постають перед нею в житті та на роботі. А тепер я хочу запропонувати вам одне з таких завдань. Подивимося, чи допоможуть вам впоратися з нею ваші знання.Завдання.
Хлопці, а що буде, якщо провідники не матимуть опору?Надпровідність. (Знайомство з явищем надпровідності) А як можна досягти надпровідності? Для цього нам потрібно знати, від чого залежить опір провідників! Давайте проведемо дослідження. Тож яка перед нами проблема?Якщо є опір провідника, то чого він залежить? Ми знаємо, що причиною електричного опору провідника є взаємодія електронів з іонами кристалічних ґрат металів. Тому можна припустити, що опір провідника залежить від довжини, площі перерізу, роду речовини провідника. Яка мета нашого дослідження?Вивчити залежність опору різних властивостей провідника. Давайте визначимо завдання:
Висунути та записати гіпотезу.
Замалювати схему ланцюга, яку потрібно зібрати для досвіду.
Зібрати ланцюг та провести дослідження.
Заповнити таблицю результатів.
Накреслити графік залежності опору від властивостей
провідника.
Зробити висновок.
Які ж гіпотези? Запис на дошці гіпотез. Опір залежить від довжини провідника, площі поперечного перерізу, роду речовини, з якої зроблено провідник. Проблему названо, мету поставлено, завдання – визначено. Нам залишилося лише провести дослідження та підтвердити чи спростувати висунуті гіпотези. Перед вами на столах є листи, в які ви заноситимете результати свого дослідження і на основі яких зробите висновки.Проведення дослідницької роботи. Для роботи нам потрібно буде знову розділитися на 2 групи: теоретики та практики. Група теоретики: ви будете працювати в режимі Інтернету. Сьогодні ми з вами скористаємося пошуковою системою Яндекс. За запитом вийдемо на сайт «Класна фізика» 8 клас, виберемо тему Питомий опір, відкриємо сторінки 3,4,5 та виконаємо комп'ютерний експеримент.
Група "Практики" залишається для роботи з обладнанням для фізичного експерименту. Ви також маєте бланки-звіти, в які ви занесете результати свого дослідження. Аналіз фактів.
Введення поняття питомого опору. Одиниці виміру (робота з підручником за таблицею).
Постановка проблемного питання.
Запроваджує поняття питомого опору. Одиниці виміру питомого опору.
Відповідають питання вчителя. Визначають завдання, висувають гіпотези, аналізують факти.
Первинне закріплення
Вирішення якісних та кількісних завдань (робота в робочих зошитах)
Контроль за правильним розв'язанням задач.
Вирішення задач.
Домашнє завдання
п. 45,46, упр.20 (1,2(б)), упр.20(3)*
Підготувати повідомлення «Цікаві факти про надпровідність провідників».
Формулювання домашнього завдання, інструктаж щодо його виконання
Слухають вчителі та записують домашнє завдання у зошиті.
Підбиття підсумку уроку.
«Отже, що нового ви дізналися сьогодні на уроці?»
Виставлення оцінок за роботу на уроці
Формулює питання
Відповідають питанням, повторюють висновки дослідницької роботи
Рефлексія.
Продовжи пропозиції:
На уроці я дізнався...
Я хочу сказати…
Проводить рефлексію
Рефлексують.
Література
Фізика 8 кл.: навч. для загальноосвіт. установ/А.В. Перишкін. - М.: Дрофа. 2010 р.
Робочий зошит з фізики: 8 клас: до підручника А.В. Перишкіна «Фізика. 8клас»/В.А. Касьянов, В.Ф Дмитрієва. - М.: Видавництво «Іспит». 2012 р.
Збірник завдань із фізики: 7-9 кл.: до підручників А.В. Перышкина та інших.- М: Видавництво «Іспит». 2013 р.
