Урок физики в 8-м классе «Электрическое сопротивление проводников. Закон Ома»

Цели урока:

образовательная: учащиеся узнают, что проводники характеризуются физической величиной, называемой сопротивлением. Узнают обозначение сопротивления, единицу измерения, формулу для расчета.
развивающая: учащиеся устанавливают, что у разных проводников может быть разное сопротивление, сопротивление данного проводника не зависит от силы тока и напряжения, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах, и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
воспитательная: учащиеся убеждаются в необходимости научиться измерять сопротивление проводника, учитывать зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

Учебная задача: Выяснить, почему работа электрического поля в лампах различна.

Оборудование: мультимедийная приставка, компьютер, две лампы, 5 источников тока с регулятором напряжения, 5 ключей, 5 амперметров (лабораторных), соединительные провода, 5 вольтметров, 4 резистора (сопротивлением 1 Ом, 2 Ом, 2 Ом, 4 Ом), раздаточный материал.

Ход урока

I. Мотивационно-ориентировочный этап (10 мин.)

1. Вхождение в контакт.

2. Создание ситуации успеха (Проверка домашнего задания).

а) Индивидуальные задания для учащихся (8 мин.)

Ученик № 1 (работает у доски)

Упр. 16(1) Рассмотрите шкалу вольтметра (рис. 65, а). Определите цену деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки при напряжении 1 В, 0,5В, 2,6В. Дополнительный вопрос: Для чего используют вольтметр? Как включают вольтметр в цепь?

Ученик № 2 (работает у доски)

Упр. 16(3) Начертите схему цепи, состоящей из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на полюсах источника тока.

Дополнительное задание: Покажите направление электрического тока в цепи, обозначьте полюса источника, клеммы + и – амперметра.

Ученик № 3 выполняет самостоятельную работу по материалу карточки №1 на демонстрационном столе учителя.

Соберите электрическую цепь, состоящую из источника тока, амперметра, ключа, двух ламп, вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на одной из ламп.

Дополнительное задание: определите цену деления амперметра и вольтметра.

Проверка выполнения заданий.

3. Постановка учебной задачи (2 мин.)

П: Вспомните, какой исследовательский путь мы проделали с вами?

У: Подключив две лампы последовательно к источнику тока, убедились, что лампы загораются, но одна лампа горит ярче другой. Мы выдвинули гипотезу: разный ток течет через лампы. Однако, измерив силу тока в различных участках цепи, убедились, что сила тока во всех последовательно соединенных участках одинакова.

Познакомившись с физической величиной – напряжением, измерили напряжение на лампах. Оказалось, что U_{1 >} U _{2 .}

П: Что показывает напряжение?

У: Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле по перемещению заряда в 1 Кл.

П: Что означает U_{1 >} U ₂ ?

У: Электрическое поле совершает различную работу по перемещению одинакового заряда в этих лампах.

П: Чем создается электрическое поле?

У: Поле создается источником тока. Источник один, значит и электрическое поле должно быть одинаково.

П: Почему же работа по перемещению электрического заряда разная? Какую учебную задачу мы поставим?

У: Выяснить, почему работа электрического поля в лампах различна.

II. Исполнительский этап (24 мин.)

1. Беседа с учащимися (создание проблемной ситуации) (5 мин.)

П: Рассмотрим лампу, по какой части лампы течет электрический ток?

У: Ток протекает по спирали (проводнику) лампы.

П: Вспомним строение проводников.

У: Металлы имеют кристаллические решетки, в узлах которых расположены положительные ионы, а в промежутках между ионами движутся свободные электроны.

Рисунок (либо динамическая модель) строения проводника проектируются на экран с помощью мультимедиа.

П: Что происходит, когда создается электрическое поле в проводнике?

У: Если в металле создать электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направлено под действием электрических сил.

П: Оказывается скорость движения частиц мала и составляет приблизительно 0,01 мм/с Почему?

У: Свободным электронам мешают упорядоченно двигаться положительные ионы.

П: Говорят проводник оказывает сопротивление. Каждый проводник характеризуется физической величиной – электрическим сопротивлением. Обозначают сопротивление – R.

Сопротивление можно вычислить R = U/ I. За единицу сопротивления принимают 1Ом – сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 вольт сила тока равна 1 амперу. Что же мы должны узнать, чтобы ответить на вопрос учебной задачи?

У: Одинаковым ли сопротивлением обладают разные проводники? От чего зависит сопротивление проводника?

П: Выскажите ваши предположения (гипотезы).

У: 1. Сопротивление у различных проводников разное, т.к. они изготавливаются из различных веществ, которые имеют различные кристаллические решетки, ионы различных веществ имеют разные силы притяжения. Проводники могут быть различной длины и площади поперечного сечения.

2. Возможно, сопротивление зависит от напряжения и силы тока.

Гипотезы фиксируются на доске.

2. Проверка гипотез (19 мин.)

а) Подготовительная беседа

П: Как проверить данные предположения?

У: Провести опыт по измерению сопротивления различных проводников. Для этого нужно собрать электрическую цепь, состоящую из источника тока, ключа, резистора, амперметра, вольтметра. Измерить силу тока в цепи и напряжение на резисторе, рассчитать сопротивление данного резистора. Можно изменить напряжение на резисторе, снять показания приборов и повторить расчеты. Потом поменять резистор и повторить опыт. Результаты сравнить.

П: Как удобно зафиксировать результаты опытов?

У: Удобно записать в виде таблицы

 

Проводник №
U, В
I, А
R = U/I, Ом

П: Какое напряжение удобно будет устанавливать?

У: 1В, 2В, 3В

П: Как вы будете выполнять практическую работу?

У: По группам.

Учащиеся разделяются по группам. Им выдается оборудование. Заготовки таблиц.

Проводится инструктаж по технике безопасности.

б) Практическая работа по измерению сопротивления проводников.

в) Проверка выполнения.

Учитель вывешивает результаты измерений на доску. (Результаты могут и повторяться)

 

Проводник № 1
U, В	1	2	3
I, А	1	2	3
R=U/I, Ом	1	1	1
	Проводник № 2
U, В	1	2	3
I, А	0,5	1	1,5
R=U/I, Ом	2	2	2
	Проводник №3
U, В	1	2	3
I, А	0,25	0,5	0,75
R=U/I, Ом	4	4	4

У: Выводы:

1) У разных проводников может быть разное сопротивление.
2) Сопротивление данного проводника не зависит от силы тока и напряжения, оно постоянно.

П: Вернемся к учебной задаче. Так почему же лампы горят по-разному при одинаковой силе тока? Почему работа электрического поля в лампах различна?

У: Результаты опытов показывают, что при одинаковой силе тока и разном сопротивлении проводников напряжение больше на проводнике с большим сопротивлением. Это значит, что электрическое поле совершает большую работу по перемещению заряда в 1 кулон в проводнике с большим сопротивлением. Лампы имели разное сопротивление, поэтому горели по-разному.

П: По данным полученным путем измерений (силы тока в цепи и напряжению на каждой лампе) на прошлом уроке рассчитайте сопротивления ламп.

Учащиеся самостоятельно рассчитывают сопротивления ламп и убеждаются, что они действительно разные.

П: Давайте более внимательно рассмотрим результаты наших опытов. Как изменяется сила тока при изменении напряжения?

У: Сила тока увеличивается при увеличении напряжения.

Во сколько раз увеличивается напряжение, во столько же раз увеличивается сила тока, т.е сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах.

П: Что происходит с силой тока при изменении сопротивления проводника при постоянном напряжении? (Можно выделить в таблицах значения силы тока и сопротивления при определенном напряжении)

У: Чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.

При увеличении сопротивления в несколько раз, сила тока уменьшается во столько же раз, т.е. сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

П: Обобщим полученные выводы: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Установленная зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома по имени немецкого ученого Георга Ома, открывшего этот закон в 1827 г.

Портрет Г. Ома проектируется на экран с помощью мультимедиа.

Как записать математически данный закон?

У: I = U/R

П: Используя закон Ома, выразите напряжение.

У: U = IR

Значит, зная две величины, всегда можно будет вычислить третью.

III. Рефлексивно-оценочный этап (6 мин.)

У: Предположение о различных сопротивлениях проводников оказалось верно. Гипотеза о том, что сопротивление проводника зависит от силы тока в нем и напряжения на его концах, оказалась неверна. Проблема, почему лампы горят по-разному решена.

П: Что же нового вы узнали на уроке?

У: Обозначение сопротивления, формулу для его вычисления, единицу измерения, способ измерения. Учились измерять сопротивление проводников. Узнали, что сила тока, напряжение и сопротивление взаимосвязаны между собой, зависимость выражается законом Ома.

П: А для чего нужно знать и уметь измерять данные величины?

У: В повседневной жизни нас окружают различные электрические приборы, из которых собирают электрические цепи. Необходимо знать, какой прибор в какой цепи можно использовать, т.е. необходимо правильно делать расчеты электрических цепей.

П: Домашнее задание: § 42, 43, 44. Упр. 17, упр. 18.

Оценки за урок выставляются учащимся, комментируются.

Игра-конкурс «Физика везде!»

Содержание:

• 1.Цели и задачи мероприятия.

• 2. Введение.

• 3.Правила игры-конкурса.

• 4.Содержание игры-конкурса.

• 5.Ход игры.

Цели и задачи игры-конкурса:

1.Образовательная: сформировать у учащихся знания, умения и навыки по решению некоторых вопросов и задач.

2.Воспитательная: воспитать у учащихся стремление к получению знаний по физике и астрономии, поднять их интерес к космосу, космическим полетам, этапам освоения космоса, истории развития космонавтики, к профессии летчика-космонавта; воспитать такие свойства и особенности личности ученика как смекалка, сообразительность, память, мышление, также уважение к себе и другим людям…

Введение. Организационный момент:

Данное мероприятие, игра-конкурс, является завершением проведенной в школе Недели Физики и Астрономии. Поэтому, в организационном моменте следует подвести итоги этой недели. Использовать можно в качестве завершающего мероприятия Недели физики в школе.

Непосредственно в самом начале игры в качестве эпилога было подготовлено стихотворение на марийском языке; «12 апрель!». В конкурсе принимали участие учащиеся 7-11 классов, 5-6 классы присутствовали в качестве зрителей. В течение всей недели каждый класс подготовил своего участника — главного физика класса, а также группу поддержки, которая подготовила один художественный номер.

К конкурсу были подготовлены вопросы, ответы на которые можно было найти в выпуске стенгазеты, а также в учебной и художественной литературе из выставки книг.

Правила игры:

На доске представлено подготовленное заранее игровое поле, которое имеет вид таблицы (см. рис.1.) размером 5х5, каждая строка этой таблицы — название темы, в которой всего пять вопросов. Всего, значит, 25 вопросов. Каждый вопрос оценивается баллами от 100 до 500. Участник выбирает тему и количество баллов и отвечает на вопрос. При правильном ответе получает то количество баллов, которое указано в вопросе.

Среди пяти вопросов из каждой темы один — с присуждением звания «главного физика». Этот диплом в рамках школы гарантирует получение оценки «5» с выставлением в журнале. Диплом может получить любой ученик, даже из зрителей, ответивший правильно на поставленный вопрос. Кроме того, еще по одному вопросу из каждой темы — это заранее подготовленные концертные номера группы поддержки каждого участника (по классам). Жюри оценивает выступление каждого класса баллами от 0 до 500 и присуждает их главному физику — представителю этого класса.

Игра проходит в три этапа, в каждом из которых участник может набрать наибольшее количество баллов. На первом этапе игра проходит в два круга, на втором — в один, но баллы умножаются вдвое, а на третьем — кто успеет ответить первым на вопрос. В итоге участники набирают максимальное количество баллов, а также могут получить дипломы о присвоении звания. По суммарному количеству баллов и определяют победителя игры-конкурса.

Содержание игры-конкурса:

Космос

100	200	300	400	500
Музыка	100	200	300	400	500
Свет	100	200	300	400	500
Оружие	100	200	300	400	500
Люди	100	200	300	400	500

Рис. 1.

Девиз игры: (слова из припева песни «Острова» группы «ЭЛИЗИYМ»)

• -Все острова давным-давно открыты,

• -И даже те, где тесно и вдвоем.

• -Но все то, что мы знаем, ничего не значит.

• -Все то, что мы знаем, ничего не значит. Для нас

• -Мы новый найдем.

Ход игры:

Вопросы по темам:

Космос:

100 — Когда полетел в космос Ю.А.Гагарин?

200 — Как называют китайского космонавта?

300 — Домашнее задание группы поддержки.

400 — Что такое и чему равен световой год?

500 — Диплом астрофизика: К какому созвездию относится с красивым названием «Альтаир»?

Музыка:

100 — Это музыкальный инструмент, о котором могут сказать, что он иногда может быть «ударным»?

200 — Домашнее задание группы поддержки.

300 — Диплом физика-механика: Почему, подходя к мосту, рота солдат сбивает шаг?

400 — Как называется низкий голос?

500 — Чему равна скорость звука в воздухе?

Свет:

100 — Как называется используемый в быту предмет, который путает левое с правым, а правое с левым?

200 — Этот световой луч является самым мощным излучением, способным лечить зрение, сваривать металлические предметы, с его помощью мы слушаем музыку, смотрим фильмы.

300 — Этот прибор имеет четыре стекла. Посмотришь в первые два — далеко! Посмотришь во вторые — близко!

400 — Диплом физика-техника: Какое устройство используют в подводных лодках для обзора водной поверхности без всплытия?

500 — Домашнее задание группы поддержки.

Оружие:

100 — Диплом физика-ядерщика: Как называется бомба, в которой используется энергия атомного ядра?

200 — Почему нож «финка» всегда втыкается лезвием?

300 — Какой боеприпас изобрел Альфред Нобель?

400 — Домашнее задание группы поддержки.

500 — Средство ПВО, позволяющее обнаружить на определенном расстоянии воздушные силы противника.

Люди:

100 — Кто первым составил периодическую систему элементов Д.И.Менделеева?

200 — Домашнее задание группы поддержки.

300 — Диплом ученого: Русский ученый, так желавший учиться, что прошел путь пешком из Архангельска в Москву.

400 — Основоположник ракетостроения.

500 — Город атомщиков в Подмосковье?

Сценарий игры по физике «Звездный час» в 7 классе

Цель игры: заинтересовать ребят историей физики; продолжить формирование интереса к предмету; показать связь физических явлений с жизнью через пословицы и поговорки; вспомнить основные формулы и правила, изученные в течение года.

Правила игры: в игре участвуют шесть пар игроков: шесть участников стоят каждый за своим столиком, на котором лежат шесть табличек с номерами от 1 до 6. Шестеро их помощников также сидят за своими столиками и перед ними также шесть табличек с номерами. Если игрок ответил правильно, ему засчитывается 1 балл, но если и помощник ответил правильно, 2 балла. Дополнительно дается Звезда, если правильно ответил на дополнительный вопрос.

Оборудование: портреты ученых: Архимед, Гагарин, Циолковский, Ломоносов, Ньютон, Паскаль; приборы — мензурка, часы, термометр, динамометр, весы, линейка; плакаты с формулами; плакаты; кубик с буквами.

Сценарий игры «Звездный час»

Учитель:

На нашем «Звездном часе»

Все физиками стали,

Серьезные вопросы

Должна я вам задать.

Кто знает — тот ответит,

Кто догадался — скажет,

Хоть физика коварна,

Не унывайте, вы.

Пусть победят всезнайки,

Пытливые ребята,

Кто учится серьезно,

Стремится много знать!

Итак, начинаем игру «Звездный час».

(Звучит музыка. Входят участники игры).

1 тур «Великие физики»

Первый ведущий:

Представьте себе Сиракузы, III век до н.э.

Вот по дороге мощеной

В раздумье шагает ученый.

К царю Сиракуз направляется он.

Навстречу спешит из дворца Гиерон:

— Нужен твой совет, ученый,

Мастер сделал мне корону.

Погляди-ка на нее, золотая или нет?

С виду золотом сверкает,

Но, ты знаешь, все бывает …

Говорят, что мастер прыткий

Отпилил кусок от слитка,

Остальную часть расплавил,

Серебра туда добавил.

А потом принес, хитрец,

Мне подделку во дворец!

Золото иль позолота?

Разгадать твоя забота!

Учитель: О ком идет речь в этих стихах? (Игроки и их помощники поднимают карточки с соответствующими номерами.) Звезду получит тот, кто сформулирует закон Архимеда.

Второй ведущий:

Мы были узники на шаре скромном,

И сколько раз в бессчетной смене лет

Упорный взор Земли в просторе темном

Следил с тоской движение планет.

Этот великий человек теоретически обосновал

На рисунке изображена газонаполненная лампа накаливания. Концы спирали 1 приварены к двум проволокам, которые проходят сквозь стержень из стекла 2 и припаяны к металлическим частям цоколя 3 лампы: одна проволока — к винтовой нарезке, а другая — к изолированному от нарезки основанию цоколя 4. Для включения лампы в сеть ее ввинчивают в патрон. Внутренняя часть патрона содержит пружинящий контакт 5, касающийся основания цоколя лампы, и винтовую нарезку 6, удерживающую лампу. Пружинящий контакт и винтовая нарезка патрона имеют зажимы, к которым прикрепляют провода от сети. Тепловое действие тока используют в различных электронагревательных приборах и установках. В домашних условиях широко применяют электрические плитки, утюги, чайники, кипятильники. В промышленности тепловое действие тока используют для выплавки специальных сортов стали и многих других металлов, для электросварки. В сельском хозяйстве с помощью электрического тока обогревают теплицы, кормозапарники, инкубаторы, сушат зерно, приготовляют силос. Основная часть всякого нагревательного электрического прибора — нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой проводник с большим удельным сопротивлением, способный, кроме того, выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой температуры (до 1000—1200 °С). Чаще всего для изготовления нагревательного элемента применяют сплав никеля, железа, хрома и марганца, известный под названием «нихром». Удельное сопротивление нихрома р = 1,1Ом-мм2/м что примерно в 70 раз больше удельного сопротивления меди. Большое удельное сопротивление нихрома дает возможность изготовлять из него весьма удобные — малые по размерам — нагревательные элементы. Систематизация знаний. В конце урока можно коллективно обсудить решения нескольких задач: — Две проволоки одинаковой длины и сечения — железная и медная -соединены параллельно. В какой из них выделится большее количество теплоты? — Спираль электрической плитки укоротили. Как изменится количество выделяемой в ней теплоты, если плитку включить в то же напряжение? — Какое количество теплоты выделится в течение часа в проводнике сопротивлением 10 Ом при силе тока 2 А? — Определите количество теплоты, которое дает электроприбор мощностью 2 кВт за 10 мин работы? — В чем проявляется тепловое действие тока? При каких условиях оно наблюдается? — Почему при прохождении тока проводник нагревается? — Почему, когда по проводнику пропускают электрический ток, проводник удлиняется? Домашнее задание: § 53, 54 вопросы к параграфам Желающие учащиеся могут подготовить к следующему уроку доклады учащихся по темам: «Первое электрическое освещение свечами И» Н. Яблочкова». «Использование теплового действия тока в промышленности и сельском хозяйстве».