Интегрированный урок-исследование по теме: "Расчет сопротивления проводника"

Разделы: Физика, Информатика


Задачи урока: изучение зависимости сопротивления проводника от его геометрических размеров; формирование умений работать с электронным учебником; формирование умений проводить эксперимент и устанавливать причинно-следственные связи.

Оборудование: источники тока, амперметры, реостаты, ключи, колодки с проволокой разного сечения и удельного сопротивления.

На доске: “Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных  только воображением”. (М.В.Ломоносов)

Учитель физики. Здравствуйте, ребята! На прошлом уроке мы познакомились с электрическим сопротивлением. Выяснили, почему проводники обладают электрическим сопротивлением, и знаем как, используя закон Ома, рассчитать сопротивление проводника. Для одного и того же проводника отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем есть величина постоянная, так как во сколько раз изменяется напряжение на концах проводника, во столько же раз изменяется и сила тока. Сегодня на уроке мы выясним, от чего зависит сопротивление проводника. А как вы думаете, от чего оно может зависеть?

Ученики высказывают свое мнение.

Учитель: Давайте попробуем исследовать зависимость электрического сопротивления проводника от длины проводника, от площади поперечного сечения, от материала проводника. А вот как зависит электрическое сопротивление проводника от этих параметров, вам предстоит выяснить. Прошу вас разделиться на группы и исследовать самостоятельно зависимость электрического сопротивления от длины проводника, площади поперечного сечения и материала проводника.

Работа в группах

Группа № 1. Исследование зависимости сопротивления проводника от его длины

  1. Собрать электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, ключа, одной из колодок с проволокой.
  2. Замкнуть цепь и записать показания амперметра.
  3. Поменять колодку с проволокой на другую (большей длины) и снова снять показания амперметра.
  4. Сравнить полученные значения силы тока и сделать вывод: какая из двух проволок одинаковой толщины имеет большее сопротивление.

Группа № 2. Исследование зависимости сопротивления проводника от площади поперечного сечения

  1. Собрать электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, ключа и одной из колодок с проволокой.
  2. Замкнуть цепь и записать показания амперметра.
  3. Поменять колодку с проволокой на другую и снова снять показания амперметра.
  4. Сравнить полученные значения силы тока и сделать вывод: какая из двух проволок одинаковой длины имеет большее сопротивление.

Группа № 3. Исследование зависимости сопротивления проводника от материала, из которого изготовлен проводник

  1. Собрать электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, ключа и одной из колодок с проволокой.
  2. Замкнуть цепь и записать показания амперметра.
  3. Поменять колодку с проволокой на другую и снова записать показания амперметра.
  4. Сравнить полученные значения силы тока и сделать вывод: какая из двух проволок имеет большее сопротивление.

Подсказка для всех групп: записать формулу закона Ома и проанализировать ее.

Учитель. В каждой группе пришли к своему выводу, что

а) R ~ l;

б) R ~ S;

в) R зависит от материала проводника.

Вместе выводим формулу R=.

Таким образом, мы с вами вывели формулу для расчета сопротивления проводника. Записываем тему урока: “Расчет сопротивления проводника”.

Коэффициент пропорциональности , входящий в формулу, характеризует электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник. Этот коэффициент называется удельным сопротивлением проводника = или О·мм

На странице 105 учебника приведена таблица, в которой указано удельное сопротивление некоторых веществ. Рассмотрите таблицу и ответьте на вопросы:

  1. Какие вещества являются лучшими проводниками электрического тока?
  2. Где могут использоваться вещества с большим удельным сопротивлением?
  3. Из чего делают нагревательные элементы?
  4. Что такое изоляторы?

Попытаемся объяснить с точки зрения атомного строения вещества зависимость сопротивления проводника от его геометрических размеров и материала. Для этого обратимся к электронному учебнику.

Учитель информатики. Сейчас мы с вами поработаем с электронным учебником и посмотрим природу сопротивления. (ЭЭ Кирилла и Мефодия. Физика 9 класс. Раздел “Электрический ток”).

Приложение 1.

Закрепление

Учитель информатики. Но, самое важное, нужно уметь решать задачи.

Работа в парах.

1. Вычислите каким сопротивлением обладает нихромовый проводник длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,75 мм2.

2. Измерения показали, что проводник длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 0,2 мм2 имеет сопротивление 2,5 Ом.. Каково название сплава металлов, из которого изготовлен проводник?

3. Какой длины надо взять медную проволоку площадью поперечного сечения 0,5 мм2, чтобы ее сопротивление было равно 34 Ом?

Учитель информатики: Ребята, мы с вами владеем основами ЯП Qbasic. Необходимо написать программу для расчета одного из параметров формулы. Какие операторы нам потребуются для этого?

Как правильно нужно записывать математические выражения на ЯП Qbasic? Предлагаю вам к задачам написать соответствующую программу для расчетов нужных параметров и ответить на вопросы задач.

1 вариант

Input “введи длину проводника”; l

Input “введи удельное сопротивление”; Ro

Input “площадь поперечного сечения ”; S

R=Ro*L/S

Print “сопротивление =”; R

2 вариант

Input “введи длину проводника”; l

Input “площадь поперечного сечения ”; S

Input “сопротивление”, R

Ro=R*S/L

Print “ удельное сопротивление проводника =”; Ro

3 вариант

Input “введи удельное сопротивление”; Ro

Input “площадь поперечного сечения ”; S

Input “сопротивление”, R

L=R*S/Ro

Print “Длина проводника =”; L

Итог урока

Домашнее задание. Найдите ответ на вопрос: “Влияет ли на электрическое сопротивление проводника температура, положение планет, магнитные бури?”.

Учитель: Мы с вами удачно поработали, и я бы хотела услышать ваше мнение о сегодняшнем уроке.

Закончите фразы:

Больше всего мне понравилось…..

Сегодняшний урок показал мне….

У меня пока не совсем получается ….

Спасибо за урок. До встречи !!!!

Используемая литература

1. Лукашик В.И. Сборник задач по физике. 7–8 класс.

2. Перышкин А.В. Физика-8. Учебник.

3. ЭЭ Кирилла и Мефодия. Физика 9 класс. Раздел “Электрический ток”.