Физика зависимость силы тока от напряжения. Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления в цепи

Тема: Зависимость силы тока от напряжения

Цель: Установить зависимость силы тока от напряжения.

Задачи:

Обучающее:

1. Повторить понятия из предыдущих тем (сила тока, электрическое напряжение, электрический ток, последовательное соединение, параллельное соединение, амперметр, вольтметр).

2. Формировать у учащихся культуру общения через кроссворд.

3. Закрепить новый материал при помощи решения качественной количественной задачи на определение напряжение на концах участка цепи.

Развивающие:

1. Развивать интерес к процессу познания с помощью демонстрационного опыта с помощью приборов (амперметр, вольтметр).

2. Развивать внимание учеников с помощью демонстрации;

3. Развивать мышление с помощью решения задач.

Воспитательные:

1. Воспитать умение работать в коллективе при помощи фронтального опроса, аккуратность при составлении таблицы. Изучить новый материал «Зависимость силы тока от напряжения» демонстрационным способом установить зависимость силы тока от напряжения.

2. Воспитать умение работать учащихся в группе при проверке домашнего задания.

Оборудование:

Амперметр-1шт, Вольтметр-1шт, ключ-1шт, реостат-1шт, источник питания (выпрямитель)-1шт, соединительные провода-6шт.

2. ответить на вопросы на стр. 86;

3. выполнить упражнение 19 на стр. 87;

План - график урока

I. Организационный момент. (2 мин).

1. приветствие (30 сек).

2. отметка отсутствующих (1.30 мин).

II. Запись домашнего задания в дневник. ( 1 мин).

III. Проверка домашнего задания. ( 10 мин).

1. раздать карточки, пояснить задания - 1.30 мин.

2. выполнить задания - 8мин.

3. собрать карточки - 30 сек.

IV. Объяснение нового материала. ( 17 мин).

1. выяснить знания учащихся с прошлых тем. (7 мин)

А) Амперметр. Измерение силы тока.

Б) Вольтметр. Измерение напряжения.

В) Сила тока.

Г) Электрический ток.

Д) Электрическое напряжение.

2. объяснение новой темы. (10 мин).

Показать опыт, подтверждающий зависимость силы тока от

напряжения.

V . Закрепление. (8 мин)

Закрепить данную тему с решением качественной задачи.

VI. Итог. (2 мин).

1. Итог деятельности учащихся. Постановка оценок. (2 мин).

План - конспект.

I . Организационный момент. (2 мин)

Здравствуйте дети, садитесь. Отметим отсутствующих.

II . Запись домашнего задания в дневники. (1 мин)

Откройте дневники, запишите домашнее задание:

2. ответить на вопросы к параграфу 49 на стр. 86.

3. выполнить упражнение 19 на стр. 87.

закройте дневники, отложите в сторонку.

III . Проверка домашнего задания в дневники. (10 мин)

Прежде чем приступить к новой теме сначала проверим домашнее задание нестандартным образом.

Разбивайтесь на 3 группы (если учеников много, то можно на 4).

Теперь слушайте внимательно, сейчас каждая группа получит кроссворд и жетоны (жетоны должны быть по числу учеников каждой группы). Вам необходимо как можно быстрее угадывать слова в кроссворде.

Каждый, кто угадал слово в кроссворде, берет себе по одному жетону у кого больше всего жетонов окажется, тот претендует на хорошие оценки (раздать ученикам кроссворды и жетоны). На все это у вас будет 8мин.

Получить оценку: «5»= больше 7; «4»= 4-6; «3»= 2-3. (учитель раздает карточки и дает команду на выполнение).

IV . Объяснение нового материала. (17 мин)

1. Выяснить знания учащихся с прошлых тем с помощью фронтального опроса (7 мин)

Прежде чем перейти к изучению новой темы, повторим предыдущие темы.

Вопрос : Дайте определения электрического тока? (назвать конкретного учащегося).

Ответ: Электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц.

Вопрос : Каковы условия существования электрического тока?

Ответ: 1. существования свободного заряда.

2. существования электрического поля.

Вопрос : Молодец. Какие действия электрического тока существует?

Ответ: Тепловое, химическое, магнитное.

Вопрос : По какой формуле выражается сила тока?

Ответ: J=q/t. где q-заряд, t-время.

Вопрос : Единица измерения заряда?

Ответ: Кулон.

Вопрос : Единица измерения времени?

Ответ: Секунд.

Вопрос : Хорошо. Каким прибором измеряют силу тока?

Ответ: Амперметр.

Вопрос : Правильно. Как соединяется амперметр?

Ответ: Последовательно.

Вопрос : Дайте определение электрического напряжения?

Ответ: Э лектрическое напряжение - это физическая величина, характеризующая электрическое поле, которое создает ток.

Вопрос : Обозначение электрического напряжения?

Ответ : U.

Вопрос : Единица измерения электрического напряжения?

Ответ : Вольт.

Вопрос : Теперь внимательно смотрим на доску. Что нарисовано на доске? (спросить конкретного ученика).

https://pandia.ru/text/78/388/images/image005.gif" height="14"> - +

Ответ: Электрическая схема.

Вопрос : Какой прибор необходим для установления зависимости силы тока от напряжения при постоянном сопротивлении (спросить конкретного ученика).

Ответ: Вольтметр.

Вопрос : Правильно. Как соединяется вольтметр?

Ответ: Параллельно.

Вопрос : (Вызвать конкретного ученика на доску). Нарисуй вольтметр на схеме.

https://pandia.ru/text/78/388/images/image005.gif" height="14"> - +

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Начертите горизонтальную линию, отступили от этой черты на две клетки, нарисовали еще одну горизонтальную линию еще раз отступили от этой черты на две клетки и так 5 раз провели горизонтальную линию и отступаем на две клетки. Отступили от края на 4 клетки начертили вертикальную линию и так чертим 4 раза. А теперь все внимательно смотрим на схему. Нам необходимо установить зависимость силы тока от напряжения. Для этого изменяя напряжения,(т. е увеличивая) смотрим на показания амперметра. (сопротивление у нас не изменяется, учитель сам при себе считает показания сопротивления по закону Ома и полученное число заносит в таблицу).

Вопрос: Амперметр сколько делений показывает?

Ответ: 0.6

Вопрос : Показания амперметра заносим в таблицу. Теперь напряжение увеличиваем 2 раза. Смотрим на показания амперметра. Сколько делений показывает?

Ответ: 1.2

Вопрос : Показания амперметра заносим в таблицу. Теперь напряжение увеличиваем 3 раза. Смотрим на показания амперметра. Сколько делений показывает?

Ответ: 2.4

Результат опыта:

При постоянном сопротивлении R=3, подаем напряжение U=2, при этом при этом сила тока принимает значение I=0,6. При увеличении напряжения в два раза U=4, амперметр покажет вдвое большую силу тока I=1,2. При трехкратном увеличении напряжения U=6, амперметр покажет, втрое большую силу I=2,4.

Анализ опыта: А теперь по показаниям таблицы начертим график зависимости силы тока от напряжения. По горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах, а по вертикальной – сила тока в амперах.

https://pandia.ru/text/78/388/images/image011.gif" width="13" height="13 src="> U.

Вопрос : А что значит прямо пропорциональна?

Ответ: При увеличении напряжения сила тока увеличивается.

Вопрос : А при уменьшении напряжения сила тока как изменяется?

Ответ: Уменьшается.

Итак, по показаниям графика мы выяснили, что при увеличении напряжения сила тока увеличивается.

V . Закрепление. (8 мин)

А теперь решим задачу.

Задача1 : (Решать устно).

Определить по графику силу тока. При напряжении на концах участка цепи, равном 3В, 5В, 7В сколько будет сила тока в проводнике? (спрашивать конкретного ученика, смотрим на график).

Конкретным ученикам оценки выставляются по выполнению карточек.

Опишем схему проведения экспериментов Георга Ома. В электрическую цепь он подключал проводник, на котором с помощью вольтметра и амперметра измерялись напряжение и сила тока соответственно, ключ и источник тока (рис. 2). Обратим внимание на то, что в цепи подключено несколько источников тока, и изменение их количества позволяет пронаблюдать за изменением силы тока в цепи в зависимости от напряжения.

Рис. 2. Схема экспериментов Г. Ома

В результате измерений прослеживается зависимость , где напряжение измеряется на зажимах AB, т. е. на проводнике.

Для того чтобы пронаблюдать зависимость силы тока от сопротивления, в той же цепи теперь следует не менять количество источников тока, а менять проводники, т. е. сопротивление цепи. Георг Ом поступил следующим образом: вместо одного проводника он подключил другой с вдвое большей длиной, т. е. с вдвое большим сопротивлением (почему это так, вы узнаете на следующем уроке). Аналогично он подключал и проводники с другими длинами и получил зависимость такого вида: . Т. е. при увеличении сопротивления проводника сила тока в нем уменьшается.

На графике зависимость силы тока в проводнике от сопротивления выглядит следующим образом (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость силы тока в проводнике от сопротивления

Такая зависимость называется обратно пропорциональной. Эту зависимость Ому пришлось достаточно долго получать, но именно это и привело его к выводу важнейшего закона электродинамики - закону Ома для участка цепи. Собрав вместе те две зависимости, которые мы показали выше, Ом и пришел к своему закону.

Закон Ома для участка цепи : сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению:

Замечание . Этот закон лежит в основе науки под названием электротехника.

Т. к. напряжение в законе рассматривается на концах проводника и учитывается сопротивление самого проводника, то закон применим именно к участку цепи, т. е. к какой-либо его части.

Обозначения:

Напряжение, В;

Сила тока, А;

Сопротивление, Ом.

При работе с законом Ома следует понимать, что он выполним отдельно для каждого рассматриваемого участка цепи с различными значениями входящих в него параметров.

На следующем уроке речь пойдет о том, от каких параметров зависит сопротивление проводника.

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. - 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. School.xvatit.com ().
2. Fiz.1september.ru ().
3. Youtube.com ().

Домашнее задание

1. Стр. 102: вопросы № 1-7, упражнение № 19. Перышкин А.В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.

2. Вычислите силу тока в резисторе, сопротивление которого - 1200 Ом, а напряжение - 36 В.

3. Каким образом изменится сила тока в цепи, если количество последовательно соединенных источников тока в ней увеличить втрое, а подключенный к ней проводник укоротить вдвое? Кроме проводника и источников тока в цепи элементов нет.

4. * Соберите с помощью родителей или учителя схему, аналогичную той, с помощью которой Георг Ом получил свой известный закон. Проведите серию экспериментов, доказывающую справедливость закона Ома для участка цепи. Оцените погрешности измерений и результаты обсудите с учителем.

§ 1 Зависимость силы тока

Как известно, металлы обладают хорошей проводимостью тока, и такие вещества называются проводниками, а вот дерево, фарфор имеют плохую проводимость. Дерево, фарфор относят к диэлектрикам. Объяснить такие свойства можно на основе молекулярного строения вещества, то есть проводимость тока связана с движением свободно заряженных частиц. При движении в проводнике свободные электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и между собой. Тем самым электроны в веществе испытывают сопротивление направленному движению при столкновении с узлами кристаллической решетки и столкновению между собой. Возникает необходимость остановиться на данном факте подробно.

Движение свободно заряженных частиц по проводнику в единицу времени называют силой тока. Раз движение замедляется в веществе при взаимодействии с атомами решетки, следовательно, создается электрическое сопротивление в проводнике.

Электрическое сопротивление - физическая скалярная величина, которая характеризует противодействие проводника упорядоченному движению по нему электрическому заряду. Поэтому сопротивление - характеристика электрических свойств проводника.

Буквенное обозначение электрического сопротивления: R.

Определим единицу измерения величины и ее характеристики, от которых она зависит на основе эксперимента.

Немецкий ученый Георг Ом изучал свойства проводимости веществ. Его опыты заключались в следующем: он использовал источник тока, амперметр, ключ и различные проводники, сделанные из разных материалов. Собрав цепь, он замкнул ее и наблюдал яркое свечение лампы. После Ом подключил последовательно с лампочкой проволоку из другого материала, заметил, что лампочка стала светить тускло. Так Ом подключал проводники из разных материалов и выявил закономерность, что сила тока увеличивается при увеличении напряжения в цепи. Обнаружил, что данная закономерность зависит от материала проводника.

Наглядно изобразим такие зависимости с помощью графиков I и II (рис). На графике по оси абсцисс отложено напряжение в вольтах, по оси ординат - сила тока в амперах. В системе координат отложено два графика, которые демонстрируют, что сила тока в цепях может увеличиваться по мере возрастания напряжения, причем, для разных материалов проводников (I и II) эти зависимости отличаются.

Георг Ом делает вывод о том, что различные проводники имеют различные свойства проводимости. Из-за этого было введено такое понятие, как электрическое сопротивление.

Итак, при увеличении напряжения растет сила тока в цепи, чем больше сила тока в проводнике, тем большее количество свободно заряженных частиц движется от одной части проводника в другую. Зависимость силы тока от напряжения выглядит таким образом:

(сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжения участка цепи)

Не забываем, что сопротивление оказывает замедление в протекании тока в проводнике, то есть при увеличении сопротивления проводника наблюдается уменьшение силы тока. Зависимость силы тока от сопротивления можно записать следующим образом:

(сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника)

Сведем записанные зависимости в одну формулу:

(Сопротивление проводника равно отношению напряжения на участке цепи к силе тока на этом участке)

§ 2 Электрическое сопротивление

Из данной формулы можно получить единицу измерения сопротивления в системе СИ (система интернациональная):[R]=В/A=Ом.

1 Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

Обращаем внимание на то, что сопротивление не зависит ни от силы тока, ни от напряжения.

Осталось узнать, от чего зависит сопротивление проводника согласно опытам:

Выразим из формулы (3) удельное сопротивление:

Каков физический смысл удельного сопротивления? Указывает, чему равно сопротивление проводника длиной 1 метр и сечением 1 квадратный метр (1 квадратный миллиметр).

В заключении хотелось отметить, что электрическое сопротивление зависит от взаимодействия свободных электронов с положительными ионами, которые находятся в узлах кристаллической решетки, а также от взаимодействия свободных электронов между собой. Очень важно знать о сопротивлении, когда создают изоляционные материалы, заземляющие устройства, чтобы в дальнейшем использовать оборудование.

Список использованной литературы:

1. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений / А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2010.
2. Физика 7-9. Учебник. И.В. Кривченко.
3. Физика. Справочник. О.Ф. Кабардин. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2010.
4. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике 7-9 класс – М.: Просвещение, 2008.
5. Чеботарева В.А. Тесты по физике. 8 класс. – Издательство «Экзамен», 2009.

Использованные изображения:

Бобылева Татьяна Васильевна, МОУ «Турунтаевская районная гимназия»

Развернутый план – конспект

Тема: «Зависимость силы тока от напряжения»

Класс : 8

Тип урока : Формирование новых знаний и умений.

Цели урока :

Предметная – вспомнить основные характеристики и структурные элементы электрической цепи, научиться собирать цепь по схеме и с её помощью исследовать зависимость I от U .

Метапредметная – ставить цели работы, оценивать правильность выполнения экспериментальной задачи.

Личностная – работа в группе, формирование навыков коммуникативного общения, сравнение наблюдений с жизненным опытом.

Методы: Беседа, исследовательская деятельность, работа в группах, самостоятельная работа.

Раздаточный материал: сопроводительная практическая работа (содержащая алгоритм выполнения работы и этапы рефлексии), карточки тест для самостоятельной работы.

Материально-технические обеспечение: микро-лаборатория по электричеству – 5 шт., ПК, проектор, экран, доска.

Этап урока

Деятельность

Время

Орг. Момент

Слайд 1

Поприветствую обучающихся, Представляюсь.

проверю готовность к уроку.

( Здравствуйте, дорогие ребята! Давайте познакомимся. Меня зовут Татьяна Васильевна! Я очень рада встрече с вами! Сегодня мы продолжим изучение главы Электрические явления

1-2 мин.

Мобилизующий этап

Сопровождается презентацией

Слайды 2

На прошлых уроках вы начали изучать тему «Электрический ток». И уже познакомились с 2-мя физическими величинами, характеризующими его. У меня 3 простых вопроса:

1). Что такое электрический ток?

2) Что такое сила тока? (хар-ет поток частиц)

3) Что такое напряжение? (эл/поле, под действием которого этот поток движется)

Основные понятия электрический ток, сила тока, напряжение прикрепляем на карточках на доску.

А как вы думаете ребята, есть ли связь между I и U ? (конечно!)

Какая то одна из них может зависеть от другой?

(Правильно! I от U !)

Значит тема нашего урока: ….?

«Зависимость силы тока от напряжения». (запишите в тетрадь тему и дату)

Возникает проблемный вопрос: КАК зависит?

5 мин.

Целеполагание

Слайды 3 - 8

Мы с вами определились с темой урока, теперь давайте каждый попробует поставить себе цель на этот урок.

Вы можете воспользоваться схемой: вспомнить – узнать – научиться.

Цель: вспомнить структурные элементы электрической цепи, правила сборки эл/цепи и работы с электроизмерительными приборами, исследовать как изменяется I , при изменении напряжения, научиться строить графики этой зависимости.

5 мин.

Распределение в группы.

Объяснение как работать с листом «Экспериментальная задача».

Выполнение исследования!

Работу выполняем группами по 4 человека (2 парты)

На листе эксперимента подписываем сразу все 4-ро: фамилии и имя. Этот лист заполняем в ходе работы аккуратно 1 на всех.

При работе:

Собираем цепь по схеме. Слайд 9. Примечание: Во время предыдущей лабораторной работы Вы заметили, что напряжение на проводнике меняется, если соединить подряд 2 или 3 проводника. Сегодня изменять напряжение мы будем с помощью переменной нагрузки (обратите внимание на незнакомый ВАМ прибор: его нагрузку можно менять движком, у него 3 клеммы – мы будем пользоваться 1-ой и 2-ой – они подписаны.)

Снимаем измерения приборов и заносим в таблицу, изменяя состояние нагрузки. Слайд 10.

Используя полученную таблицу, постройте график зависимости I от U . Слайд 11.

Найдите представленные в таблице отношения.

Найдите отношения задания 7.

Проанализируйте все результаты. Посовещайтесь и сделайте общий вывод – 1 на группу.

1 человек из группы озвучивает вывод. Другие группы могут дополнить или согласиться или озвучить свой вывод.

Учитель корректирует общий вывод и все его записывают в тетрадь.

15 мин.

Закрепление материала

После того, как проблема урока решена, переходим к выполнению небольшой самостоятельной работы. На рабочих столах учеников заранее выданы карточки. Работа состоит из 3 вопросов.

Обучающиеся подписывают и выполняют работу прямо на карточке. Обмениваются работой с соседом по парте и проверяют друг у друга. Правильные ответы на экране выдает учитель.

5 мин.

Рефлексия

Вопросы:

Что повторили из прошлых тем?

Чему вы научились сегодня на уроке?

Достигли ли вы цели урока?

Какой этап был наиболее сложным?

А заметили ли Вы как горела лампочка в 3-х разных случаях? А замечали ли Вы такое с домашним освещением?

Значит от чего зависит яркость горения лампочки? (от силы тока в ней)

Как можно формулой записать полученную нами зависимость?

Какая проблема появляется перед Вами на следующий урок?

Самостоятельная работа с учебником: Упражнение к § 42 (№1, 2)

5 мин.

5 мин

Домашнее задание

Слайд 12.

§ 42 (чем отличается эксперимент описанный в учебнике от выполненного на уроке?)

1-2 мин

Самоанализ:

Тема урока «Зависимость силы тока от напряжения на участке цепи»

Возраст обучающихся 14 лет, 8 класс

Название предмета - физика

Вид урока - проблемный урок-исследование

Тип урока - урок формирования новых знаний с элементами исследовательской деятельности.

Цель урока - Организация исследовательской деятельности обучающихся для выявления закономерностей между физическими величинами, характеризующими электрический ток.

Проблемы, решаемые обучающимися – в ходе самостоятельной исследовательской работы выяснить, как зависит сила тока от напряжения на участке цепи. Построив графики зависимости силы тока от напряжения и проанализировав его.

Планируемые результаты:

Предметные:

В результате исследовательской деятельности учащиеся открыли 1-ую половину закона Ома для участка цепи;

Регулятивные УУД

1). Научились самостоятельно планировать пути достижения целей, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

2). Зафиксировали результаты наблюдений и измерений и сделали выводы.

3). Овладели основами самоконтроля и самооценки.

Познавательные УУД

Научились устанавливать аналогии, классифицировать, строить логические рассуждения и делать выводы.

Личностные результаты

1).Принятие социальной роли обучающегося.

2).Развитие мотивов учебной деятельности и формирование личностного смысла учения.

3).Развитие навыков сотрудничества с учителем и сверстниками в разных учебных ситуациях.

Коммуникативные УУД

1).Научились продуктивно взаимодействовать со своими партнерами, с членами группы при взаимообучении.

ВЫВОД: Урок достиг поставленной цели.