Урок на тему: "Электрическое сопротивление. Резисторы" в 9-м классе (по программе С.В. Громова, Н.А. Родиной)

Актуализация опорных знаний. (Рисунок 1), (Рисунок 2).

Изучение нового материала.

Опыт №1. Соберём электрическую цепь по рисунку 33 (из учебника), в которую включена панель с разными проводниками. Подключим по очереди проводники одинаковой длины и с одинаковой площадью поперечного сечения, но из разных материалов. Запишем показания приборов: I1 = … A, I2 = … А, U1=…В, U2=…В.

Вывод: сила тока зависит не только от напряжения, но и от свойств проводников.

Это означает, что разные проводники оказывают разное противодействие току, т.е. оказывают сопротивление (определение с.34).

Обозначение: R.

Единица измерения (СИ): Ом.

Георг Ом – немецкий учёный, который впервые ввёл это понятие в физику.

За единицу сопротивления принимают сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В сила тока равна 1 А:

На практике используются и другие единицы сопротивления:

1 МОм = 1000000 Ом,

Выясним: что же является причиной, ограничивающей силу тока в проводнике?

Вспомним, что представляет собой электрический ток в металлах?

- направленное движение электронов.

Рассмотрим модельные представления электрического тока в металле.

Вывод: причина сопротивления – взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки.

Таким образом, сопротивление проводников зависит от:

рода вещества, из которого он изготовлен.

Опыт №2. Включим в цепь проволоки из одинакового материала, но разной длины и разной площадью поперечного сечения. Запишем показания приборов.

2) Вывод: сопротивление проводника зависит от его длины; чем длиннее проводник, тем больше сопротивление.

Опыт №3. Включим в цепь проволоки из одинакового материала и одинаковой длины, но с разной площадью поперечного сечения. Запишем показания приборов.

3) Вывод: сопротивление проводника зависит от площади поперечного сечения; чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление.

Запишем формулу для расчёта сопротивления проводника:

где p - удельное сопротивление вещества.

Определение (учебник, с.35).

Из формулы следует:

Единица измерения (СИ):

1 Ом . мм 2 /м, или 1 Ом . м.

На практике часто площадь поперечного сечения выражают в мм 2 . Поэтому удобно пользоваться единицей

Выразим длину проводника и площадь поперечного сечения.

Рассмотрим таблицу 3 (учебник с.35). Поскольку R металлов зависит от температуры

(R увеличивается при повышении температуры), то в таблице приводятся значения ? при 20 °С. (Раскрыть физическое содержание).

Лучшие проводники электричества: серебро, медь.

Диэлектрики: фарфор, нихром.

Силу тока на практике приходится менять (уменьшать или увеличивать). Например, изменяя силу тока в динамике радиоприёмника, мы регулируем громкость; в электродвигателе швейной машины – скорость вращения.

Прибор для регулирования силы тока называется реостатом.

Условное обозначение реостата:

Конструкция реостатов позволяет изменять длину проводника, по которому идёт ток, изменяя при этом сопротивление в цепи. Путём изменения сопротивления цепи можно влиять на силу тока в ней. От неё, в свою очередь, зависит действие, оказываемое током на различные устройства в цепи.

Различают рычажные и ползунковые реостаты (рис.35,36 учебника).

В ползунковых реостатах используют проволоку с большим удельным сопротивлением – никелиновую или нихромовую - покрытую тонким слоем окалины, т.е. витки такого реостата изолированы. Её наматывают на керамический цилиндр. По металлическому стержню перемещается ползунок. Реостат рассчитан на определённое сопротивление (наибольшую силу тока).

В современных радиоэлектронных устройствах используют резисторы – детали, обеспечивающие заданное (номинальное) электрическое сопротивление цепи (рис.34 учебника, набор резисторов).

Обобщение изученного материала. Осмысление.

Закрепление изученного материала. Решение задачи №41(учебник).

§ 12; вопрос 6 (письменно), № 44.

Подготовить сообщение о жизни и деятельности Г.Ома (по желанию учащихся).

Проверка знаний. Тест (индивидуальная работа за компьютером с выдачей оценки и правильного ответа).

Расчёт сопротивления проводников. Тест.

1. Для изготовления спиралей электрических плиток используют проводники с большим удельным сопротивлением. Какой проводник пригоден для этого?

2. Из каких веществ изготавливают проводники, применяемые на практике?

3. Удельное сопротивление константана 0,5 Ом мм 2 /м.

Это значит, что константановый проводник длиной …

А) 0,5 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 имеет сопротивление 1 Ом. Б) 1 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм 2 имеет сопротивление 1 Ом. В) 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 имеет сопротивление 0,5 Ом.

4. Длина одного провода 20 см, другого – 1,6 м. площадь сечения и материал проводов одинаковы. У какого провода сопротивление больше и во сколько раз?

А) Второго; в 8 раз. Б) Второго; в 4 раза. В) Первого; в 8 раз.

5. Медная, железная и никелиновая проволоки имеют равные размеры. Какая их них имеет наименьшее сопротивление?

6. Какие вещества используют в качестве изоляторов?

7. Удельное сопротивление никелина 0,4 Ом мм 2 /м.

Это значит, что никелиновый проводник длиной …

А) 0,4 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 имеет сопротивление 1 Ом. Б) 1 м и площадью поперечного сечения 0,4 мм 2 имеет сопротивление 1 Ом. В) 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 имеет сопротивление 0,4 Ом.

8. Проволоку разрезали пополам и сложили вдвое. Изменится ли её сопротивление?

А) Не изменится. Б) Уменьшится в 4 раза. В) Увеличится в 4 раза.

Для более успешных учеников можно предложить задание сложнее на отдельных карточках.

Расчёт сопротивления проводников.

1. Из каких веществ изготавливают проводники, применяемые на практике?

2. Удельное сопротивление константана 0,5 Ом мм 2 /м. Что это значит?

3. Какого сечения нужно взять константановую проволоку длиной 8 м, чтобы она имела сопротивление 5 Ом? Удельное сопротивление константана 0,5 Ом мм 2 /м.

1. Какие вещества используют в качестве изоляторов?

2. Удельное сопротивление никелина 0,4 Ом мм 2 /м. Что это значит?

3. Какой длины нужно взять нихромовый проводник площадью поперечного сечения 0,2 мм 2 для изготовления спирали нагревательного элемента сопротивлением 22 Ом?