Ответ или решение 1
Закон Ома — основной закон электричества.
Он устанавливает зависимость между физическими величинами электрической цепи — напряжением, сопротивлением и силой тока.
Закон Ома для участка цепи: I=U/R.
Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорционально сопротивлению на участке цепи. Это и есть формула закона Ома.
Закон Ома для участка цепи – полученный экспериментальным (эмпирическим) путём закон, который устанавливает связь силы тока на участке цепи с напряжением на концах этого участка и его сопротивлением. Строгая формулировка закона Ома для участка цепи записывается так: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на её участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.
Формула закона Ома для участка цепи записывается в следующем виде:
I – сила тока в проводнике [А];
U – электрическое напряжение (разность потенциалов) [В];
R – электрическое сопротивление (или просто сопротивление) проводника [Ом].
Исторически сложилось, что сопротивление R в законе Ома для участка цепи считается основной характеристикой проводника, так как зависит исключительно от параметров этого проводника. Необходимо отметить, что закон Ома в упомянутой форме справедлив для металлов и растворов (расплавов) электролитов и только для тех цепей, где нет реального источника тока или источник тока является идеальным. Идеальный источник тока – это такой источник, который не обладает собственным (внутренним) сопротивлением. Подробнее с законом Ома в применении к цепи с источником тока можно познакомится в нашей статье. Условимся считать положительным направлением слева направо (см. рисунок ниже). Тогда напряжение на участке равно разности потенциалов.
φ1 — потенциал в точке 1 (в начале участка);
φ2 — потенциал в точке 2 (а конце участка).
Если выполняется условие φ1 > φ2, то напряжение U > 0. Следовательно, линии напряженности в проводнике направлены от точки 1 к точке 2, а значит и ток течет в этом направлении. Именно такое направление тока будем считать положительным I > O.
Рассмотрим простейший пример определения сопротивления на участке цепи с помощью закона Ома. В результате эксперимента с электрической цепью амперметр (прибор, который показывает силу тока) показывает , а вольтметр . Необходимо определить сопротивление участка цепи .
По определению закона Ома для участка цепи
Изучая закон Ома для участка цепи в 8 классе школы, учителя часто задают ученикам следующие вопросы, чтобы закрепить пройденный материал:
Между какими величинами Закон Ома для участка цепи устанавливает зависимость?
— Правильный ответ: между силой тока [I], напряжением [U] и сопротивлением [R].
Отчего кроме напряжения зависит сила тока?
— Правильный ответ: От сопротивления
Как зависит сила тока от напряжения проводника?
— Правильный ответ: Прямо пропорционально
Как зависит сила тока от сопротивления?
— Правильный ответ: обратно пропорционально.
Данные вопросы задают для того, чтобы в 8 классе ученики смогли запомнить закон Ома для участки цепи, определение которого гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется.
Разделы: Физика
Тип урока: Комбинированный.
Вид урока: Изучение нового материала.
Образовательная: установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.
Воспитательная: развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул.
-
Усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;
- Усвоить, что сила в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;
- Знать закон Ома для участка цепи;
- Уметь определять силу тока; напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;
- Уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;
- Уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач;
- Отрабатывать навыки проверки размерности;
- Отрабатывать навыки соотношения полученных результатов с реальными значениями величин.
Демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивления, ТСО, экран, магнитная доска, магниты, портрет Ома, таблицы с формулами.
Ход урока
1. Организационный момент.
Учитель: Здравствуйте, садитесь (дежурный, отсутствующие).
С целью проверки качества усвоения знаний проводится дидактическая игра “Проверь себя!”. Игра состоит из двух частей. В первой части работы дети выбирают обозначение, формулу, единицы измерения, прибор для измерения одной из основных характеристик тока. Во второй части учащиеся заполняют пропуски в таблице. Класс делится на три варианта. Каждому варианту дается определенное задание. Оценивание работ проводится методом взаимопроверки.
На предыдущих занятиях мы рассмотрели три величины, с которыми мы имеем дело в любой электрической цепи, – это … (Сила тока, напряжение и сопротивление). Но в жизни и на практике недостаточно знать в отдельности физические величины, характеризующие электрические цепи, их надо рассматривать во взаимозависимости. Вот взаимозависимость мы и будем раскрывать сегодня на уроке.
Запишите тему нашего урока: “Закон Ома для участка цепи”.
О значении исследований Георга Ома точно сказал профессор физики Мюнхенского университета Ломмель Эуген Корнелиус Йозеф при открытии памятника ученому в 1895 году “Открытие Ома было ярким факелом, осветившим ту область электричества, которая до него была окутана мраком. Ом указал единственно правильный путь через непроходимый лес непонятных фактов. Замечательные успехи в развитии электротехники, за которыми мы с удивлением наблюдали в последние десятилетия, могли быть достигнуты только на основе открытия Ома. Лишь тот в состоянии господствовать над силами природы и управлять ими, кто сумеет разгадать законы природы. Ом вырвал у природы так долго скрываемую тайну и передал ее в руки современников”.
Вопрос: Какую так долго скрываемую тайну Ом вырвал у природы и передал ее в руки современников? Давайте же выясним это.
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.
1) Сначала установим зависимость силы тока от напряжения, запишем математически эту зависимость и проверим на опыте.
2) Установим зависимости между силой тока и сопротивлением, при постоянном напряжении; запишем результаты в таблицу, сделаем вывод о характере этой зависимости.
3) Сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от напряжения и сопротивления, т.е. решим основную задачу урока.
1. Установим зависимость силы тока от напряжения на опыте.
а) На демонстрационной доске собрана цепь: источник тока, реостат, амперметр, резистор, вольтметр, ключ.
б) Чертим схему цепи на доске.
в) Включаю цепь. Вольтметр показывает 2В. Какую силу тока показывает амперметр? 0,4А.
Увеличиваю напряжение до – 3В. Изменились ли показания амперметра? Да, сила тока в цепи 0,6А.
Увеличиваю напряжение до – 4В. Как изменилась сила тока? Увеличилась, сила тока в цепи 0,8А.
Запишем полученные результаты в таблицу и начертим график:
Увеличивается напряжение, сила тока тоже увеличивается – I U.
Изменилось ли сопротивление проводника? Нет, оно постоянно: R= cons t.
Вывод 1. При R=const, I
2. Установим зависимость между силой тока и сопротивлением .
а) Подумайте и скажите: будет ли одинаковой сила тока в проводнике с большим сопротивлением и в проводнике с маленьким сопротивлением? Сила тока будет разная. А в каком случае сила тока будет меньше? Где больше R.
б) Итак, давайте убедимся в этом на опыте. На столе собрана цепь: источник тока, магазин сопротивлений, амперметр, вольтметр, ключ.
б) Чертим схему цепи на доске.
в) Установим зависимость между I и R, при U=const. Начертим таблицу в тетрадь и будем ее заполнять по ходу опыта.
Сейчас общее сопротивление составляет 4 Ом, подано напряжение 5В. Какой ток в цепи? I = 1 А
Уменьшаем сопротивление до 2 Ом, не меняя напряжение, какой ток в цепи сейчас? I = 2 А. Теперь сопротивление равно1 Ом, напряжение по прежнему не меняем. Как изменилась сила тока? I = 4 А
Итак, глядя на таблицу, что можно сказать о зависимости между силой тока и сопротивлением? Начертим график.
Вывод 2: При U= const I 1/R
3. Сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока I 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.
“Ом вырвал у природы так долго скрываемую тайну и передал ее в руки современников” в 1827 году. Ему было 38 лет.
Пользуясь этим законом, мы можем рассчитать силу тока, зная напряжение и сопротивление, то есть, зная две величины, мы всегда можем найти третью.
5. Этап применения нового знания
Итак, ребята, между какими величинами устанавливает зависимость закон Ома?
Как зависит сила тока от напряжения?
Как зависит сила тока от сопротивления?
Как формулируется закон Ома?
Давайте решим задачи:
- на графики зависимости;
- комбинированная задача.
1.
2.
6. Первичная проверка полученных знаний
С целью проверки усвоения первичных знаний используются две задачи. Класс делится на два варианта. На доске высвечиваются условия задач. Проверка производится методом взаимопроверки.
7. Домашнее задание:
1. §§43, 44. Прочитать;
2. Упр. 20 (1, 2, 3) стр.88; Упр. 21 (2, 4, 6, 7) стр. 91.
3. Подготовить историческую справку об ученых, чьи имена очень тесно связаны с законом Ома.