в каком классе изучают законы ома

Физика. 10 класс

Конспект урока

Урок 29. Закон Ома для участка цепи. Соединения проводников

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом.

Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.

Смешанное соединение проводников — это такое соединение, когда в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.

Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, то есть противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 335 – 340.

3. Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 томах под редакцией академика Ландсберга Г.С.: Т.2. Электричество и магнетизм. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 110 – 115.

4. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. Изд. 4-е, переработ. и доп. М. «Просвещение», 1972. С. 83 – 87.

5. Савельев И.В. Курс общей физики, том II. Электричество. М.: Изд. «Наука», 1970 г. С. 108.

Открытые электронные ресурсы:

Теоретический материал для дополнительного изучения

Сложно представить нашу жизнь без электрического тока. Каждый день, не задумываясь, мы используем различные электрические приборы, в основе работы которых лежат простые и сложные электрические цепи. Какому закону подчиняются основные параметры электрических цепей? Как рассчитать эти цепи, чтобы приборы работали исправно?

Вы уже знаете, электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Для возникновения и существования электрического тока в проводнике необходимо:

Различают следующие действия электрического тока:

Постоянный ток — электрический ток, у которого сила тока и направление не изменяются со временем.

Сила тока I равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:

За направление электрического тока условно выбрано направление движения положительно заряженных частиц, то есть в сторону, противоположную направлению движения электронов.

Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Эту зависимость выражает, так называемая, вольт-амперная характеристика проводника.

Для широкого класса проводников (в т. ч. металлов ) при неизменной температуре справедлив закон Ома для участка цепи:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:

Закон имеет простую форму, но доказать экспериментально его справедливость довольно трудно.

Закон Ома является основой всей электротехники постоянных токов. Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки. Сопротивление проводника зависит от свойств материала проводника и его геометрических размеров.

Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

Омметр – прибор для измерения сопротивления.

От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию. Для этого составляют электрические цепи различной сложности. Различают последовательное, параллельное, смешанное соединения проводников.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом. Главная особенность последовательного соединения заключается в том, что через все проводники протекает одинаковый ток. Если через один проводник протекает ток определенной величины, то такой же ток протекает и через все остальные. Если хотя бы в одном проводнике отсутствует ток, то он обязательно отсутствует и во всех остальных. Напряжение на концах последовательно соединенных проводников складывается. Полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений всех проводников.

Источник

Методика формирования знаний учащихся по теме «Закон Ома» в 8 кл. физ-мат. профиля

В качестве целей моего доклада я могу выдвинуть следующее:

1. Требования к физическому образованию и методике обучения физике.

Целями физического образования являются:

Сами собой не будет выполнена ни одна из этих целей. Поэтому необходимо изучать каждую тему курса физики, опираясь на следующее:

2. Тема «Закон Ома для участка цепи постоянного тока» в программе курса физики средней школы.

Эта тема входит в состав раздела «Электродинамика». В 8 классе до этой темы изучается следующее:

Поскольку учитель при подаче материала должен опираться на пройденные темы, то базовым материалом для изучения закона Ома является перечисленный. Именно на него и необходимо ориентироваться.

3. Традиционная методика изучения темы.

Сначала напоминают учащимся, что электрический ток в цепи — это упорядоченное движение зарядов в электрическом поле. Вспоминают, что действие электрического поля характеризуется напряжением*. Выдвигают мысль: «Чем сильнее действие электрического поля, тем, очевидно, и больше сила тока». На основании (*) выдвигается гипотеза: «сила тока зависит от напряжения».

Зависимость силы тока от напряжения устанавливают экспериментально. Собирают цепь, как показано на рисунке 1 и делают вывод: «Во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нём». Строится вольт-амперная характеристика металлического проводника.

Обращают внимание на то, что при проведении опыта сопротивление проводника не менялось и что «при проведении любых экспериментов по установлению зависимости одной величины от другой все остальные величины не должны меняться», иначе «установить зависимость будет сложнее».

Зависимость силы тока от сопротивления изучают также экспериментально. Для этого собирают цепь, как показано на рис. 2.

Изменяя сопротивление цепи, фиксируют получающиеся показания амперметра. Результаты заносят в таблицу и строят график зависимости силы тока от сопротивления.

Однако чаще всего ограничиваются другим, более простым экспериментом. Собирают цепь, состоящую из источника питания, ключа, лампы и реостата (либо переменного резистора). Изменяя сопротивление переменного резистора (реостата) наблюдают изменение яркости нити накала лампы. На основании наблюдений приходят к выводу, что чем сопротивление участка цепи больше, тем меньше сила тока.

Формулируется закон Ома. Обращается внимание учащихся на то, что сопротивление проводника НЕ ЗАВИСИТ от силы протекающего по нему тока и напряжения на его концах. Решаются качественные и количественные задачи. Выполняются лабораторные работы «Регулирование силы тока реостатом», «Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра».

4. «Плюсы» и «минусы» традиционной методики.

К плюсам можно отнести следующее:

К «минусам» можно отнести следующее:

5. Предлагаемая методика изучения темы.

Выдвинем гипотезу: раз сила тока, напряжение и сопротивление являются основными характеристиками цепи, значит есть непосредственная связь между ними. При этом подойдём к этой проблеме так: попробуем это проверить экспериментально, а затем логическим анализом докажем, что данные эксперимента полностью подтверждают теорию либо опровергнем это.

Для проведения эксперимента соберём цепь, состоящую из источника питания, ключа, магазина сопротивлений. С помощью магазина сопротивлений будем изменять активное сопротивление участка цепи. Силу тока в цепи и напряжение на зажимах магазина сопротивлений будем измерять с помощью цифровых измерителей тока и напряжения “L-MICRO”. Собираем цепь, согласно рисунку 3. Отсоединяем от цепи вольтметр. Изменяя напряжение на зажимах источника тока, снимаем зависимость силы тока от напряжения на магазине сопротивлений (вольт-амперная характеристика проводника). При этом обращаем внимание учащихся на то, что сопротивление необходимо оставлять неизменным.

Отключаем вольтметр от цепи. При неизменном напряжении (рекомендую его установить на максимум) начинаем увеличивать сопротивление. При этом сила тока уменьшается. Таким образом мы снимаем зависимость силы тока от сопротивления.

Результаты экспериментов заносим в таблицы:

Строим вольт-амперную характеристику и график зависимости силы тока от активного сопротивления. При этом обращаем внимание учащихся на то, что имеют место погрешности измерений. Таким образом, мы не можем соединять точки на графике. Тогда, проводим прямую и гиперболу максимально близко к экспериментальным точкам. Графики строятся на масштабно-миллиметровой бумаге, и затем вклеиваются в тетради учащихся. Обсуждаются возможные причины появления погрешностей.

Если у учителя в кабинете нет магазина сопротивлений, то можно воспользоваться установкой, изображённой на рис. 3.

Но, на мой взгляд, эту работу лучше провести в качестве работы специального физического практикума (СФП) (особенно, если количество учащихся не превышает 10 чел) или на кружковых либо факультативных занятиях после изучения темы «Последовательное и параллельное соединение проводников», поскольку при объяснении методики проведения этого эксперимента данный материал используется.

Сопоставляем результаты эксперимента с теорией. К сожалению, математический вывод закона Ома требует знания связи силы тока со средней скоростью движения зарядов, и, самое главное — знания 2-го закона Ньютона. Правомерно этот вывод проводить в 10–11 классах. Я предлагаю заменить математический вывод логическим. Для этого необходимо вспомнить, что:

На основании определения напряжения проводим цепочку рассуждений.

Необходимо обратить внимание учащихся на то, что сопротивление проводника НЕ ЗАВИСИТ от силы тока и напряжения, поскольку оно является ХАРАКТЕРИСТИКОЙ САМОГО ПРОВОДНИКА. Величина, обратная сопротивлению называется проводимостью данного проводника.

Закрепляется материал практически также, как и в традиционной методике, только я ещё предлагаю добавить работу СФП «Экспериментальная проверка закона Ома для участка цепи постоянного тока» с использованием различных установок и компьютерных моделей.

6. «Плюсы» и «минусы» предлагаемой методики.

«Плюсы» могу отметить следующие.

К «минусам» можно отнести следующее:

7. Связь данной темы с последующими темами.

Дальнейшее закрепление данной темы осуществляется при изучении тем «Последовательное и параллельное соединения проводников» (вывод формул эквивалентного сопротивления последовательной и параллельной цепи, решение задач на последовательное, параллельное и смешанное соединения проводников), «Работа и мощность тока. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца» (вывод формул для работы и мощности тока, количества теплоты, выделяющееся в проводнике при протекании по нему тока), «Электродвигатели» (решение задач на КПД электродвигателя, где требуется использовать формулу для работы тока).

Источник

Урок. Физики «Закон Ома»

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Урок физики в 8 Г классе по теме «Закон Ома для участка цепи »

Образовательная: установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка. Развивающая: развить умения выделять главное, сравнивать, анализировать, обобщать, делать выводы.

Воспитательная: содействовать в ходе урока формированию причинно- следственных связей, умению выслушивать мнение других.

Тип урока : Урок изучения нового материала и первичного закрепления новых знаний.

1. Проверка домашнего задания.

2. Изучение нового материала.

5. Домашнее задание.

I. Проверка домашнего задания.

— Для характеристики явлений, происходящих в электрических цепях нами введены следующие понятия: сила тока, напряжение и сопротивление.

— Что такое сила тока? Какой буквой она обозначается?

— По какой формуле находится сила тока?

— Как называется единица силы тока? Как она обозначается?

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

— Какими правилами следует руководствоваться при включении амперметра в цепь?

_Что принято за направление тока?

— Что такое электрическое напряжение? Какой буквой оно обозначается?

— По какой формуле находится напряжение?

— Как называется единица напряжения?

— Как называется прибор для измерения напряжения? Как он обозначается на схемах?

— Какими правилами следует руководствоваться при включении вольтметра в цепь?

— Что характеризует и как обозначается электрическое сопротивление? Какой буквой обозначается?

II. Изучение нового материала.

— Сегодня цель нашего урока установить зависимость между тремя физическими величинами силой тока, напряжением и сопротивлением.

Впервые явления, происходящие в электрических цепях, глубоко и тщательно изучал Г. Ом в 1826 году. Ему-то и удалось экспериментально установить эту зависимость. Она оказалась очень важной и получила название Закона Ома.

Тема урока записана на доске.

Итак, нам надо установить зависимость между силой тока, например, от напряжения.

Установить зависимость I от U. Установить эту зависимость поможет опыт.

Эксперимент 1. Соберем электрическую цепь, состоящую из источника тока, амперметра, магазин сопротивлений, ключа и вольтметра, электрической лампочки.

Замыкаем цепь и отмечаем показания приборов Увеличиваем напряжение в 2 раза, в 4 раза и т.д.

Результаты записываем в таблицу:

3,5

3

2

8 U,В

— Что мы видим? что : = = 2; = =2 = ; 2=2 ;

= = 4; = =4,т.е. = ; 4 = 4

Вывод: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

Нарисуем график зависимости силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника.

На графике в условно выбранном масштабе по горизонтальной оси отложим напряжение в вольтах, а по вертикальной отложим силу тока в амперах. (Выполняет ученик у доски).

При проведении опытов в которых определяют зависимость одной величины от другой,

Все остальные величины должны быть постоянными, если они будут изменяться, то установить зависимость будет сложнее.

— Установим зависимость I от R при U=const.

Установить эту зависимость поможет также опыт.

1

4 R, Ом

Результаты опыта заносим в таблицу.

) = =2 ; U=I·R R=U/I.

Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома по имени. немецкого

Закон Ома: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Историческая справка (сообщение учащегося).

Георг Ом, немецкий школьный учитель приступил к поискам этого соотношения (зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением) в 1820 году. Он стремился к известности, которая открыла бы ему университетские двери, и выбрал область исследований, сулившую особые преимущества. Ом был сыном слесаря, так что знал, как вытягивать металлическую проволоку разной толщины для своих опытов. В то время нельзя было купить проволоку самых разных типов, как это можно сделать в наше время.

Открытия Ома имели огромное значение, как для развития учения об электричестве, так и для развития прикладной электротехники.

Книга Ома, насчитывавшая примерно 250 страниц, которую он опубликовал в 1826 году изложив свои теоретические выводы и экспериментальные результаты, была встречена насмешками.

Министр просвещения высказал мнение, что физик проповедует ересь и должен уйти с занимаемой должности.

Ом потерял должность и 6 лет жил в нищете. Постепенно его труды поучили известность за пределами Германии. Ома стали чтить за границей и соотечественники были вынуждены нехотя признать его у себя на родине.

Наконец, в 1849 году, 22 года спустя после публикации его книги, Ом получил должность профессора Мюнхенского университета. Это принесло ему большое удовлетворение и эту должность Ом занимал 5 лет, до своей смерти в 1854 году.

Он открыл простой закон, устанавливающий связь между силой тока и напряжения для отрезка проволоки (для части цепи, всей цепи).

Кроме того, Ом, открыл правила, которые позволяют определить, что изменится, если взять проволоку другого размера. Закону присвоено имя знаменитого исследователя.

— Выясним в данной зависимости, что является аргументом, что функцией?

Выведем U и R из закона Ома.

1.I = ; 2. U= I·R ; 3. R = .

Правильность чтения! Обратите внимание.

1. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

2.Напряжение на данном участке цепи равно произведению силы тока на сопротивление этого участка.

3. Сопротивление данного участка цепи равно частному от деления напряжения на его концах на силу тока в проводнике.

— Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

— Как выразить напряжение на участке цепи, зная силу тока в нем и его сопротивление?

— Как выразить сопротивление участка цепи, зная напряжение на его концах и силу тока в нем? Домашнее задание : § 14, индивидуальные задания-карточки

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник