Открытый урок "Закон Ома для участка цепи"

Цели урока:

Тип урока: изложение нового материала.

Вид урока: беседа, рассказ.

Оборудование: демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода.

Задачи урока:

• усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;  
• усвоить, что сила тока на участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;
• знать закон Ома для участка цепи;
• уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;
• уметь определять силу тока, напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;
•  уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач.

План урока:

– На предыдущем уроке вы познакомились с физическими величинами: сила тока, напряжение, сопротивление. Давайте дадим небольшую характеристику каждой из этих величин по плану:

• Назвать величину, определение.
• Что характеризует величина?
• Как обозначается?
• В каких единицах измеряется?

Три ученика выходят к доске и вытягивают название величины и дают их характеристики:

– Итак, ребята, скажите какие физические величины определяют электрический ток в цепи? (Сила тока, напряжение, сопротивление.)
– Скажите, существует ли зависимость между силой тока и напряжением? Как она называется? (Прямо пропорциональная.)
– Правильно.
– На сегодняшнем уроке нам необходимо решить следующую задачу: выяснить, как зависит сила тока на участке цепи от приложенного напряжения и величины сопротивления одновременно. Это является главной целью нашего урока.

– Итак, работу на сегодняшнем уроке будем проводить по этапам. Сначала установим зависимость силы тока от напряжения, запишем математически эту зависимость и проверим на опыте.
Второй этап будет состоять в установлении зависимости между силой тока т сопротивлением, при постоянном напряжении; запишем результаты в таблицу, сделаем вывод о характере этой зависимости.
На третьем этапе мы совместно сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от напряжения и сопротивления, т.е. решим основную задачу урока.
– Ребята, зависимость силы тока от напряжения и сопротивления, с которой мы сегодня познакомимся, была впервые установлена немецким ученым Георгом Омом в 1827 году, и поэтому носит название закона Ома для участка цепи.
– Откройте тетради и запишите тему урока: «Закон Ома для участка цепи».

Включить медиа-лекцию.

– Давайте с вами посмотрим, как же все-таки устанавливается эта зависимость между I, U и R.
– Итак, сила тока прямо пропорциональна напряжению. А так ли это? Убедимся в этом на опыте. На демонстрационной доске собрана цепь:

• начертить схему на доске.
• сказать из чего состоит цепь:
  • амперметр
  • вольтметр
  • сопротивление
  • ключ
  • источник тока

– Подаю напряжение на концы проводника 4В. Какую силу тока показывает амперметр? (0,4А)
– Я увеличу напряжение до 6В. Изменились ли показания амперметра? (Да, сила тока в цепи 0,6А.)
– Т.е. увеличивая напряжение, сила тока тоже увеличилась. Запишем полученные результаты в таблице.

Вывод: I ~ U.

– А что мы можем сказать о сопротивлении проводника. Изменилась оно или нет? (Нет, оно постоянно: R = cons t)
– Итак, экспериментально мы доказали, что I ~ U, при R=cons t.
– Теперь перейдем ко второму этапу наших рассуждений, т.е. установим зависимость между силой тока и сопротивлением.
– Ребята, подумайте и скажите: будет ли одинаковой сила тока в проводнике с большим сопротивлением и в проводнике с маленьким сопротивлением? Конечно, сила тока будет разная.
– А в каком случае сила тока будет меньше? (Где больше R.)
– Итак, давайте убедимся в этом на опыте. Так как в этом случае мы будем устанавливать зависимость между  I и R, то U=const. Начертим таблицу в тетрадь и будем ее заполнять по ходу опыта.

– Сейчас в цепь включен проводник сопротивлением 0,4 Ом, подано напряжение 4В. Какой ток в цепи? (10 А)
– Увеличим сопротивление в 2 раза, не меняя напряжение, какой ток в цепи сейчас? (5 А)
– Итак, глядя на таблицу, что можно сказать о зависимости между силой тока и сопротивлением? (Эта зависимость обратно пропорциональная.)

Вывод: I ~ 1/R

– Итак, вот мы и подошли к третьему этапу. Здесь мы должны сделать общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от U и R.  Мы уже знаем две зависимости. И теперь мы объединим эти зависимости в одну формулу. Мы получим с вами один из основных  законов электрического тока, который называется законом Ома:

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

– Пользуясь этим законом, мы можем рассчитать силу тока, зная напряжение и сопротивление, то есть, зная две величины мы всегда можем найти третью.
– Итак, ребята, между какими величинами устанавливает зависимость закон Ома?(Между силой тока, напряжением и сопротивлением.)
– Как зависит сила тока от напряжения? (Прямо пропорционально.)
– Как зависит сила тока от сопротивления? (Обратно пропорционально.)
– Как формулируется закон Ома?
– И в заключение нашего урока давайте решим такую задачу.

На графике изображены зависимости силы тока от напряжения для проводников А и В. какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?

У проводника В при U = 6B, I = 1A.
У проводника А при U = 6B, I = 3A.
По закону Ома, чем больше сила тока, тем меньше сопротивление. Следовательно, проводник В обладает большим сопротивлением.

– Ребята, что сегодня вы узнали на уроке?