Методическая разработка демонстрационного эксперимента по физике «Исследование сопротивления проводника» 8 класс
учебно-методический материал по физике (8 класс) по теме

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

 средняя общеобразовательная  школа № 230

с углубленным изучением химии и биологии

 Фрунзенского   района  Санкт-Петербурга.. 192238. г. Санкт-Петербург. ул .Пражская д.25.

телефон-факс  269-89-02. 268-84-66, 268-01-66

e-mail: school230@gmail.com

сайт школы: school230.ru

Методическая разработка демонстрационного эксперимента по физике

«Исследование сопротивления проводника»

8 класс

Учитель физики:

 Романова Елена Борисовна

Санкт-Петербург

2013

Введение: из года в год при ответе на простой вопрос, что будет с сопротивлением проводника, если силу тока (напряжение) увеличить в 2 раза, достаточно большое число учащихся пытаются применить закон Ома для участка цепи и отвечают, что оно увеличится  (уменьшится) в 2 раза. Демонстрационный эксперимент позволяет наглядно доказать, что сопротивление проводника не зависит ни от силы тока, ни от напряжения. Оно зависит от материала, длины проводника и площади поперечного сечения.

Теоретические основы: Сила тока равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения. Сила тока измеряется с помощью амперметра, включенного в цепь последовательно. При последовательном соединении элементов электрической цепи  сила тока во всех участках одинакова.

Напряжение показывает,  какую работу  совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую. Для измерения напряжения используют вольтметр, который включается в цепь параллельно с тем элементом, напряжение на котором требуется измерить.

При протекании электрического тока через проводник электроны  взаимодействуют с ионами кристаллической решетки металла. При этом происходит замедление упорядоченного движения электронов через поперечное сечение проводника. Каждый проводник противодействует электрическому току, оказывая ему сопротивление. Разные проводники обладают разным сопротивлением из-за различия в строении их  кристаллической решетки, из-за разной длины и площади поперечного сечения.

Сила тока, напряжение и сопротивление связаны между собой законом Ома для участка цепи.

Цель эксперимента: овладение умениями проводить наблюдения электрических  явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать измерительные приборы для изучения физических явлений; представлять результаты измерений с помощью таблиц и выявлять на этой основе эмпирические зависимости: вывод формулы для расчета сопротивления проводника.

Задачи эксперимента: подготовить учащихся к выполнению обязательных лабораторных работ по программе «Измерение сопротивления при помощи амперметра и вольтметра», «Изучение зависимости электрического сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и материала. Удельное сопротивление», «Регулирование силы тока реостатом»

Оборудование: Программно-аппаратный цифровой измерительный комплекс учителя НР: демонстрационный измерительный прибор универсальный – 2 шт, набор демонстрационный  "Постоянный ток", источник  питания 12 В регулируемый, панель «ρ, l, S»

Опыт №1. Измерение сопротивления лампы. Из демонстрационного набора «Постоянный ток» потребуются ключ,  лампа, резисторы, соединительные провода; источник  питания 12 В регулируемый; демонстрационный измерительный прибор универсальный – 2 шт. На магнитной доске учеником – тьютером собирается электрическая схема. Последовательно с источником тока, лампой и ключом располагается демонстрационный измерительный прибор универсальный, работающий в режиме амперметра (нажать один раз на кнопку стоп). Параллельно лампе подключается демонстрационный измерительный прибор универсальный, работающий в режиме вольтметра (нажать три раза на кнопку стоп).  Для изменения силы тока в цепи последовательно амперметру подключаются резисторы 1 Ом, 2 Ом и 3 Ом.

Измерение силы тока, напряжения и расчет сопротивления.

Данные заносятся в таблицу:

Следует обратить внимание на округление результатов измерений и расчетов.

Опыт №2. Используя магнитную панель «ρ, l, S», источник  питания 12 В регулируемый,  демонстрационный измерительный прибор универсальный – 2 шт, ключ и сопротивление 2 Ом собирается схема для измерения силы тока и напряжения.

1.Два одинаковых проводника из нихрома, но разной длины (на панели «ρ, l, S» клеммы 3 и 4;  3 и 5)

2.Два проводника из нихрома, одинаковой длины, но с разным диаметром проволоки (на панели «ρ, l, S» клеммы 3 и 5;  6 и 7)

3.Два проводника одинаковой длины и диаметра, один из константана, другой из нихрома (на панели «ρ, l, S» клеммы 1 и 2;  3 и 5)

Опыт №3. Используя реостат, источник  питания 12 В регулируемый,  демонстрационный измерительный прибор универсальный – 2 шт, ключ и лампу собирается схема для измерения силы тока и напряжения на реостате. Перемещая ползунок реостата, производят замеры, данные заносятся в таблицу.

Выводы из опытов: сопротивление не зависит от силы тока и напряжения, а зависит от длины проводника, площади поперечного сечения и материала проводника. Сопротивление реостата может меняться, т к меняется длина проводника по которому протекает электрический ток.

Список литературы:

Перышкин А.В., Физика. 8 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений.- М.: Дрофа, 2010.

Приложение1

Тест

1. Реостат применяют для регулирования в цепи …

А) напряжения

Б) силы тока

В) напряжения и силы тока

2. При увеличении длины проводника его электрическое сопротивление…

А) уменьшится

Б) увеличится

В) не изменится

3. Сила тока в электрической цепи 2 А при напряжении на его концах 5 В. Найдите сопротивление проводника.

А) 10 Ом

Б) 0,4 Ом

В) 2,5 Ом

Г) 4 Ом

4. Какая величина равна отношению работы электрического поля при перемещении единичного положительного заряда к этому заряду?

А) сила тока

Б) напряжение

В) сопротивление

Г) работа тока

5. Сила тока в проводнике…

А) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению

Б) обратно пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению

В) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению

Г) прямо пропорциональна сопротивлению проводника и обратно пропорциональна напряжению

6. При увеличении поперечного сечения проводника его электрическое сопротивление…

А) уменьшится

Б) увеличится

В) не изменится

7.  Найдите верное соотношение:

 А) 1 В = 1 А * 1 Ом

Б) 1 Кл = 1 А * 1 с

В) 1 Ом = 1 А * 1 В

Г) 1 Кл = 1 А / 1 с

8. Укажите верную формулу:

 А)    l = R * ρ / S

Б) l = R * S / ρ

В) l = ρ * S / R

Г)  l = ρ / (R * S)

Исследование сопротивления проводников

Фамилия, Имя_____________________________________ Класс 8 ___

Дата проведения эксперимента________________________________

Опыт №1

Схема:

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт №2

1.Два одинаковых проводника из нихрома, но разной длины.

2.Два проводника из нихрома, одинаковой длины, но с разным диаметром проволоки

3.Два проводника одинаковой длины и диаметра, один из константана, другой из нихрома.

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт №3

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________