Урок удельное сопротивление. Тема урока: "Расчет сопротивления проводника

Конспект урока

физики 8 класс

«Расчёт сопротивления проводника.

Удельное сопротивление»

Тема урока. Зависимость сопротивления проводника от других физических величин.

Цели урока (планируемые результаты обучения):

Личностные:

развитие самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;

формирование умения вести диалог на основе равноправных отношений и взаимного уважения.

Метапредметные: развитие у учащихся умений:

самостоятельно определять цель своей работы;

оценивать верность гипотез с точки зрения полученной информации в ходе исследования;

формулировать собственное мнение и позицию, аргументировать и координировать её с позициями партнёров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельности;

самостоятельно оценивать и анализировать собственную деятельность с позиции полученных результатов.

Предметные:

формирование представления о зависимости сопротивления проводника от физических величин;

формирование умения планировать и проводить эксперимент, на основании результатов эксперимента формулировать вывод;

формирование умения применять знания о зависимости сопротивления проводника от физических величин для объяснения физических явлений и решения прикладных задач.

Материалы и оборудование:

ноутбуки, проектор и экран;

компьютерная презентация «Зависимость сопротивления от физических величин»

рабочий лист для проведения экспериментального исследования (приложение №1);

рабочие листы, для заполнения на ноутбуках во время экспериментального исследования, выполненные в программе;

лист диагностической проверочной работы (приложение №2);

прикладные задачи для домашней работы (приложение №3)

маркеры и лист формата А3 в каждую группу.

наборы для экспериментального исследования: амперметр, вольтметр, источник тока, ключ, соединительные провода, металлические проводники:

равной длины и площади поперечного сечения, но разным удельным сопротивлением – 2 шт.;

изготовленный из одного материала, имеющие равные длины, но разные площади поперечного сечения – 2 шт.;

изготовленные из одного материала, имеющие равные площади поперечного сечения, но разные длины – 2 шт.

Ход урока.

Мотивация.

Цель: создание проблемной ситуации, связанной с отсутствием знаний о том, почему нельзя заменить соединительные провода, изготовленные из цветных металлов, на другие, которые бы не привлекали внимание злоумышленников

Результат: появилось несколько вариантов гипотез, что вызвало необходимость их проверки. Учащиеся вспомнили основные элементы электрической цепи и её характеристики, установили между ними взаимосвязь, обзор ранее изученного материала позволит им более уверенно планировать и проводить экспериментальное исследование на следующем этапе урока.

Исследование.

Цель: установление в ходе экспериментального исследования, как влияет на сопротивление та или иная характеристика проводника.

Учащиеся работают в группах. Две группы работают с проводниками имеющими равные длины и площади поперечного сечения и разное удельное сопротивление.

Две группы работают с проводниками из одного материала, имеющими равные длины, но разные площади поперечного сечения

Две группы работают с проводниками из одного материала, имеющими равные площади поперечного сечения, но разные длины

В зависимости от уровня сформированности умения составлять план исследования одним группам даётся план экспериментального исследования. Им необходимо выполнить задание, проанализировать полученные результаты и сделать вывод. Рабочий лист с планом исследования представлен в приложении 1.

План экспериментального исследования.

Собрать цепь, используя данное оборудование.

Снять показания амперметра и вольтметра при включении в цепь данных металлических проводов и вычислить сопротивление.

Данные занести в компьютер.

Сравнить сопротивления, выяснить, что повлияло на величину сопротивления.

Сделать вывод.

Проанализировать графические зависимости силы тока от напряжения и от сопротивления.

Другим группам предлагается задание более высокого уровня:

Проанализировать предложенное оборудование.

Составить план экспериментального исследования и реализовать его.

Полученные данные занести в компьютер.

Сделать вывод в соответствии с полученными данными.

Результат: учащиеся в группах провели экспериментальное исследование с проводники, имеющие различные характеристики, на основании результатов эксперимента сформулировали вывод о зависимости сопротивления проводника от физических величин, таких как длина проводника, площадь его поперечного сечения, а так же от рода вещества, из которого изготовлен проводник.

Обмен информацией .

Цель: дать возможность группам представить результаты своей работы всему классу и организовать обсуждение этих результатов.

Группы заполнили рабочие листы в ноутбуках. Во время представления группами результатов своей работы учащимся предлагалось обратить внимание на полноту и правильность формулировки вывода по результатам экспериментального исследования.

Группы, работающие с проводниками, которые различающимися только удельным сопротивлением пришли к выводу: Сопротивление зависит от вещества, из которого изготовлен проводник.

На доске появляется: R зависит от рода вещества

Группы, работающие с проводниками, отличающимися только площадью поперечного сечения, пришли к выводу: Чем больше площадь (S), тем больше ток (I), тем меньше сопротивление (R).

Сопротивление обратно пропорционально зависит от площади поперечного сечения: R ~ 1/ S

Группы, работающие с проводниками, отличающимися только длиной, пришли к выводу: Чем больше длина (l) , тем меньше ток (I), тем больше сопротивление (R).

Сопротивление прямо пропорционально зависит от длины проводника: R ~ l

Результат: представление результатов работы показало, что все группы успешно справились с экспериментальным исследованием. Выводы, сформулированные учащимися на основании результатов, в основном, представлены в полном объёме. Учащиеся вносили дополнения по ходу представления результатов, другие задавали уточняющие вопросы.

Организация и связывание информации .

Цель: связать данные, полученные во время выступления групп для формулировки вывода о зависимости сопротивления проводника от физических величин. Установить физический смысл удельного сопротивления проводника и сформулировать вывод о том, что цветные металлы имеют меньшее удельное сопротивление, а значит, при равных других характеристиках сопротивление проводов из цветных металлов будет меньше. Сделать вывод о верности гипотез.

Результат: был сформулирован общий вывод урока и учащиеся пришли к единому мнению о том, что цветные металлы при равных других характеристиках, в отличие от других имеют меньшее сопротивление.

Рефлексия.

Цель: получение обратной связи и акцентирование внимания учащихся на значении изучения данной темы.

Результат: осознание учащимися значимости изучения данной темы .

Применение.

Цель: использование нового знания для решения прикладных задач. Контроль и самоконтроль усвоения нового материала.

Учащимся предлагается выполнить задания (приложение №2) представленные на компьютерах, которые позволяют осуществлять самопроверку. Затем осуществляется оценка своей работы по шкале, применяемой для оценивания подобного задания на ГИА -9 по физике: 1 балла – в работе ошибок нет и 0 баллов – допущена ошибка.

Результат: актуализация полученных знаний в ходе решения прикладных задач. После выполнения работы обсудили её результаты: 93% учащихся безошибочно выполнили задания. Это говорит о достаточно высоком уровне усвоения учащимися учебного материала на первоначальном этапе.

Домашнее задание.

Учащимся предлагается подготовить опорный конспект по теме урока с использованием § 45 и решить конструкторскую задачу:

Использование электрического тока, или, как говорят, электроэнергии, достаточно дорого, поэтому мы ее должны использовать рационально. Например, когда наступают сумерки, мы начинаем прибегать к искусственному освещению, чем темнее на улице, тем больше требуется освещения. Но наши осветительные приборы работают постоянно в одном режиме. (Учитель подошёл к выключателю и продемонстрировал процесс освещения класса).

Вам предлагается, используя материал сегодняшнего урока, придумать прибор, с помощью которого можно было бы изменить накал лампы.

Для применения знаний, полученных на уроке, учащимся на выбор предлагаются 2-3 задачи прикладного характера (приложение №3), например:

Три проволочки одинакового сечения и длины – медная, вольфрамовая и свинцовая – подключены в цепь батарейки параллельно. По какой из них пойдет большой ток?

Моток константановой проволоки имеет длину 10 м. Как, не разматывая проволоки, при помощи амперметра и вольтметра определить площадь ее поперечного сечения?

Имеются два проводника из одного и того же материала. Один проводник в три раза длиннее другого. Короткий проводник имеет в два раза большую площадь поперечного сечения. Какой из проводников имеет большее сопротивление?

На уроке подробно раскрываются анонсированные ранее параметры проводника, от которых зависит его сопротивление. Оказывается, что для расчета сопротивления проводника являются важными его длина, площадь поперечного сечения и материал, из которого он изготовлен. Вводится понятие удельного сопротивления проводника, которое характеризует вещество проводника.

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление

На предыдущих уроках мы уже поднимали вопрос о том, каким образом электрическое сопротивление влияет на силу тока в цепи, но не обсуждали, от каких же конкретно факторов зависит сопротивление проводника. На сегодняшнем уроке мы узнаем о параметрах проводника, которые определяют его сопротивление, и узнаем, каким образом Георг Ом в своих экспериментах исследовал сопротивление проводников.

Для получения зависимости силы тока в цепи от сопротивления Ому пришлось провести огромное количество экспериментов, в которых необходимо было изменять сопротивление проводника. В связи с этим он столкнулся с проблемой изучения сопротивления проводника в зависимости от его отдельно взятых параметров. В первую очередь, Георг Ом обратил внимание на зависимость сопротивления проводника от его длины, о которой уже вскользь шла речь на предыдущих уроках. Он сделал вывод, что при увеличении длины проводника прямо пропорционально увеличивается и его сопротивление. Кроме того, было выяснено, что на сопротивление влияет еще и сечение проводника, т. е. площадь фигуры, которая получается при поперечном разрезе. При этом, чем площадь сечения больше, тем сопротивление меньше. Из этого можно сделать вывод, что чем провод толще, тем его сопротивление меньше. Все эти факты были получены опытным путем.

Кроме геометрических параметров на сопротивление проводника влияет еще и величина, описывающая род вещества, из которого состоит проводник. В своих опытах Ом использовал проводники, изготовленные из различных материалов. При использовании медных проводов сопротивление было каким-то одним, серебряных - другим, железных - третьим и т. д. Величину, которая характеризует род вещества в таком случае, называют удельным сопротивлением .

Таким образом, можно получить следующие зависимости для сопротивления проводника (рис. 1):

1. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника , которую в СИ измеряют в м;

2. Сопротивление обратно пропорционально площади сечения проводника , которую мы будем измерять в мм 2 из-за малости;

3. Сопротивление зависит от удельного сопротивления вещества (читается «ро»), которое является табличной величиной и измеряется обыкновенно в .

Рис. 1. Проводник

Для примера приведем таблицу значений удельных сопротивлений некоторых металлов, которые получены опытным путем:

Удельное сопротивление ,

Стоит отметить, что среди хороших проводников, которыми являются металлы, наилучшими являются драгоценные металлы, при этом серебро считается самым лучшим проводником, т. к. у него наименьшее малое удельное сопротивление. Этим объясняется использование драгоценных металлов при пайке особо важных элементов в электротехнике. Из значений удельных сопротивлений веществ можно делать выводы об их практическом применении - вещества с большим удельным сопротивлением подойдут для изготовления изоляционных материалов, а с небольшим - для проводников.

Замечание. Во многих таблицах удельное сопротивление измеряют в , что связано с измерением площади в м 2 в СИ.

Физический смысл удельного сопротивления - сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 .

Формула для вычисления электрического сопротивления проводника, исходя из указанных выше рассуждений, выглядит следующим образом:

Если обратить внимание на эту формулу, то можно сделать вывод, что из нее выражается удельное сопротивление проводника, т. е., определив силу тока и напряжение на проводнике и измерив его длину с площадью поперечного сечения, можно с помощью закона Ома и указанной формулы вычислить удельное сопротивление. Затем, его значение можно сверить с данными таблицы и определить, из какого вещества изготовлен проводник.

Все параметры, которые влияют на сопротивление проводников, необходимо учитывать при конструировании сложных электрических цепей, таких как линии электропередач, например. В таких проектах важно сбалансированно подобрать соотношения длин, сечений и материалов проводников для эффективного компенсирования теплового действия тока.

На следующем уроке будет рассмотрено устройство и принцип работы прибора, называющегося реостат, основной характеристикой которого является сопротивление.

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. - М.: Мнемозина.
2. Перышкин А.В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.

1. Интернет-портал Exir.ru ().
2. Классная физика ().

Домашнее задание

1. Стр. 103-106: вопросы № 1-6. Перышкин А.В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
2. Длина и площадь поперечного сечения алюминиевого и железного проводов одинаковые. Какой из проводников имеет большее сопротивление?
3. Какое сопротивление имеет медный провод длиной 10 м и площадью поперечного сечения 0,17 мм 2 ?
4. Какой из сплошных железных стержней разного диаметра имеет большее электрическое сопротивление? Массы стержней одинаковые.

Предварительный просмотр:

Разработка урока по теме

«Расчет сопротивление проводника. Удельное сопротивление»

Физика, 8 класс.

Разработала: Беловол Людмила Викторовна

Учитель физики МБОУ СОШ № 42

Город Краснодар

Наука начинается с тех пор, как начинают измерять.

Точная наука немыслима без меры.

Д.И.Менделеев

Цели урока :

Обучающая: Создать условия, побуждающие самообразовательную активность

Учащихся, применять свои знания в новой ситуации, формировать умение решать

Расчетные задачи. Установить зависимость сопротивления проводника от его длины,

Площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен.

Развивающая: Развивать элементы творческого поиска на основе приема обобщения знаний, умение анализировать, наблюдать, собирать электрические цепи, чертить схемы, развивать навыки практической работы, интерес к предмету путём выполнения разных заданий.

Воспитательная : Воспитание мировоззренческих понятий; познаваемость окружающего мира; воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, взаимопонимание, чувство ответственности, этики работы в парах.

Оборудование : источник тока, амперметр, вольтметр, линейка, ключ, исследуемые

Проводники, соединительные провода, компьютер, проектор.

Ход урока

I. Организационный этап. Определение целей урока . (1 мин.)

II. Этап актуализации опорных знаний (10 мин.) – работа со всем классом

1. Что такое сила тока? Кокой буквой она обозначается?

2. По какой формуле рассчитывается сила тока?

3. Как называется единица измерения силы тока? Как она обозначается?

4. Как называется прибор для измерения силы тока? Как он обозначается на схемах?

5. По какой формуле находится электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, если известны сила тока и время его прохождения?

6. Что такое электрическое напряжение? Кокой буквой оно обозначается?

7. По какой формуле рассчитывается электрическое напряжение?

8. Как называется единица измерения напряжения? Как она обозначается?

9. Как называется прибор для измерения электрического напряжения? Как он обозначается на схемах?

10. Какими правилами следует руководствоваться при включении вольтметра в цепь?

11. Какова зависимость силы тока от напряжения?

12. Как обозначается электрическое сопротивление?

13. Как зависит сила тока от сопротивления?

14. Сформулируйте закон Ома для участка цепи

III. Объяснение материала. (10 мин)

На предыдущем уроке мы выяснили, что причиной сопротивления проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.

Разные проводники обладают различным сопротивлением из – за различия в строении их кристаллической решетки, из – за разной длины и площади поперечного сечения.

Значит можно предположить, что сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, и от вещества, из которого он изготовлен.

Проведем опыт : Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение – вольтметром. Зная эти параметры и используя закон Ома можно определить сопротивление каждого из проводников. В цепь источника тока по очереди включают различные проводники:

Никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;

Никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения);

Никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.

Выводы :

1. Из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;

1. Из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока с меньшим поперечным сечением;

1. Никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.

Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом .

Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от его вещества проводника.

Как учесть зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник?

Для этого вычисляют так называемое удельное сопротивление вещества.

Удельное сопротивление – это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м2.

Единица удельного сопротивления в системе СИ является 1 Ом *м, или

Значения удельного сопротивления проводника приведены в таблице 8 (стр.105 учебник физика 8 класс, автор А.В.Пёрышкин).

Опытным путем было установлено, что у металлов удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивление обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь – лучшие проводники электричества. При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Во многих случаях бывают нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов – веществ с большим удельным сопротивлением.

Например, как видно из таблицы 8, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз больше, чем алюминий.

Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.

IV. Закрепление материала. (15 мин.)

Учащимся предлагается вариант заданий, составленный в соответствии с КИМами ГИА. Задания обсуждаются коллективно, у доски поочередно решаются задания №3, 4, 6.

Часть 1

1. Сопротивление проводника зависит от

1. приложенного к нему напряжения
2. от силы тока и приложенного напряжения
3. от материала проводника
4. от длины, площади поперечного сечения и материала проводника

1. сопротивление никелинового проводника длиной 0,4 м и площадью поперечного сечения 0,1 мм 2 равно 1 Ом
2. сопротивление никелинового проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 равно 0,4 Ом
3. сопротивление никелинового проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 0,4 мм 2 равно 1 Ом
4. сопротивление никелинового проводника длиной 0,1 м и площадью поперечного сечения 0,1 мм 2 равно 0,4 Ом

1. Как изменится сопротивление проводника, если его длину увеличить в 2 раза?

1. увеличится в 2 раза 3) не изменится
2. уменьшится в 2 раза 4) станет равным нулю

1. Медный провод имеет длину 240 см и площадь поперечного сечения 0,2 мм 2 . Вычислите сопротивление этого провода.

1) 0,204 Ом 2) 0,816 Ом 3) 2,04 Ом 4) 28,23 Ом

1. Для плавного изменения силы тока нужно использовать

1. Выключатель 3) рычажный реостат
2. ползунковый реостат 4) амперметр

1. Какой длины нужно взять никелиновую проволоку сечением 0,2 мм 2 для изготовления реостата сопротивлением 20 Ом?

1) 5 м 2) 10 м 3) 15 м 4) 20 М

Часть 2

1. Установите соответствие между физическими величинами и формулами для их вычисления. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Физические величины Формула

А) сила тока 1)

Б) напряжение 2)

«Расчет сопротивление проводника. Удельное сопротивление»

Цели урока :

Обучающая: Создать условия, побуждающие самообразовательную активность

учащихся, применять свои знания в новой ситуации, формировать умение решать

расчетные задачи. Установить зависимость сопротивления проводника от его длины,

площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен.

Развивающая: Развивать элементы творческого поиска на основе приема обобщения знаний, умение анализировать, наблюдать, собирать электрические цепи, чертить схемы, развивать навыки практической работы, интерес к предмету путём выполнения разных заданий.

Воспитательная : Воспитание мировоззренческих понятий; познаваемость окружающего мира; воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, взаимопонимание, чувство ответственности, этики работы в парах.

Оборудование : источник тока, амперметр, вольтметр, линейка, ключ, исследуемые

проводники, соединительные провода, компьютер, проектор.

Ход урока

I. Организационный этап. Определение целей урока . (1 мин.)

II. Этап актуализации опорных знаний (10 мин.) – работа со всем классом

1. Что такое сила тока? Кокой буквой она обозначается?

2. По какой формуле рассчитывается сила тока?

3. Как называется единица измерения силы тока? Как она обозначается?

4. Как называется прибор для измерения силы тока? Как он обозначается на схемах?

5. По какой формуле находится электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, если известны сила тока и время его прохождения?

6. Что такое электрическое напряжение? Кокой буквой оно обозначается?

7. По какой формуле рассчитывается электрическое напряжение?

8. Как называется единица измерения напряжения? Как она обозначается?

9. Как называется прибор для измерения электрического напряжения? Как он обозначается на схемах?

10. Какими правилами следует руководствоваться при включении вольтметра в цепь?

11. Какова зависимость силы тока от напряжения?

12. Как обозначается электрическое сопротивление?

13. Как зависит сила тока от сопротивления?

14. Сформулируйте закон Ома для участка цепи

III . Объяснение материала. (10 мин)

На предыдущем уроке мы выяснили, что причиной сопротивления проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.

Разные проводники обладают различным сопротивлением из – за различия в строении их кристаллической решетки, из – за разной длины и площади поперечного сечения.

Значит можно предположить, что сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, и от вещества, из которого он изготовлен.

Проведем опыт : Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение – вольтметром. Зная эти параметры и используя закон Ома можно определить сопротивление каждого из проводников. В цепь источника тока по очереди включают различные проводники:

Никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;

Никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения);

Никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.

Выводы :

Из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;

Из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока с меньшим поперечным сечением;

Никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.

Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом .

Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от его вещества проводника.

Как учесть зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник?

Для этого вычисляют так называемое удельное сопротивление вещества.

Удельное сопротивление – это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м2.

Единица удельного сопротивления в системе СИ является 1 Ом *м, или

Значения удельного сопротивления проводника приведены в таблице 8 (стр.105 учебник физика 8 класс, автор А.В.Пёрышкин).

Опытным путем было установлено, что у металлов удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивление обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь – лучшие проводники электричества. При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Во многих случаях бывают нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов – веществ с большим удельным сопротивлением.

Например, как видно из таблицы 8, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз больше, чем алюминий.

Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.

IV . Закрепление материала. (15 мин.)

Учащимся предлагается вариант заданий, составленный в соответствии с КИМами ГИА. Задания обсуждаются коллективно, у доски поочередно решаются задания №3, 4, 6.

Часть 1

Сопротивление проводника зависит от

1) 0,204 Ом 2) 0,816 Ом 3) 2,04 Ом 4) 28,23 Ом

Для плавного изменения силы тока нужно использовать

1. Выключатель 3) рычажный реостат

   ползунковый реостат 4) амперметр

Какой длины нужно взять никелиновую проволоку сечением 0,2 мм 2 для изготовления реостата сопротивлением 20 Ом?

1) 5 м 2) 10 м 3) 15 м 4) 20 М

Часть 2

Установите соответствие между физическими величинами и формулами для их вычисления. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Физические величины Формула

А) сила тока 1)

Б) напряжение 2)

В) сопротивление 3)

4)

5)

Применение Устройство

А) для измерения напряжения 1) реостат

Б) для измерения силы тока 2) вольтметр

3) гальванометр

4) амперметр

5)электроскоп

V. Домашнее задание. П 45, 46, упр 20 № 2 (в)

Реостаты

Реостат - прибор, который используется для регулирования силы тока в цепи.

Самый простой реостат - проволока с большим удельным сопротивлением, такая как никелиновая или нихромовая.

Виды реостатов:

Ползунковый реостат - еще один вид реостатов, в котором стальная проволока намотана на керамический цилиндр.Проволока покрыта тонким слоем окалины, которая не проводит электрический ток, поэтому ее витки изолированы друг от друга.Над обмоткой - металлический стержень по которому перемещается ползунок.

Он прижат к виткам обмотки.От трения ползунка о витки слой окалины стирается и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, потом в стержень.Когда реостат подключили в цепь, можно передвигать ползунок, таким образом увеличивать или уменьшать сопротивление реостата.

Жидкостный реостат - представляет бак с электролитом, в который погружаются металлические пластины.

Проволочный реостат - cостоит из проволоки из материала в котором высокое удельное сопротивление, натянутый на раму.

Нельзя превышать силу тока реостата, потому что обмотка реостата может перегореть.

Реостат мы часто применяем в повседневной жизни, например, регулируя громкость телевизора и радио, увеличивая и уменьшая скорость езды на машине.

Мы знаем, что причиной электрического сопротивления проводника является взаимодействие электронов с ионами кристаллической решётки металла (§ 43). Поэтому можно предположить, что сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, а также от вещества, из которого он изготовлен.

На рисунке 74 изображена установка для проведения такого опыта. В цепь источника тока по очереди включают различные проводники, например:

1. никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;
2. никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения);
3. никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.

Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение - вольтметром.

Зная напряжение на концах проводника и силу тока в нём, по закону Ома можно определить сопротивление каждого из проводников.

Рис. 74. Зависимость сопротивления проводника от его размеров и рода вещества

Выполнив указанные опыты, мы установим, что:

1. из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;
2. из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока, поперечное сечение которой меньше;
3. никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.

Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом. Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника .

Как учесть зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник? Для этого вычисляют так называемое удельное сопротивление вещества .

Удельное сопротивление - это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м 2 .

Введём буквенные обозначения: ρ - удельное сопротивление проводника, I - длина проводника, S - площадь его поперечного сечения. Тогда сопротивление проводника R выразится формулой

Из неё получим, что:

Из последней формулы можно определить единицу удельного сопротивления. Так как единицей сопротивления является 1 Ом, единицей площади поперечного сечения - 1 м2, а единицей длины - 1 м, то единицей удельного сопротивления будет:

Удобнее выражать площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметpax, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:

В таблице 8 приведены значения удельных сопротивлений некоторых веществ при 20 °С. Удельное сопротивление с изменением температуры меняется. Опытным путём было установлено, что у металлов, например, удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Таблица 8. Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ (при t = 20 °С)

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь - лучшие проводники электричества.

При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Во многих случаях бывают нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов - веществ с большим удельным сопротивлением. Например, как видно из таблицы 8, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз большее, чем алюминий.

Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.

Вопросы

1. Как зависит сопротивление проводника от его длины и от площади поперечного сечения?
2. Как показать на опыте зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен?
3. Что называется удельным сопротивлением проводника?
4. По какой формуле можно рассчитывать сопротивление проводников?
5. каких единицах выражается удельное сопротивление проводника?
6. Из каких веществ изготавливают проводники, применяемые на практике?