Тема: Закон Ома для однорідної ділянки кола

Мета:

навчальна: ознайомлення з зв'язком між основними характеристиками електричного кола; законом Ома як кількісним виразом залежності сили струму від напруги та опору провідника.

розвиваюча: логічне мислення та пізнавальний інтерес; навички розв'язування задач на закон Ома.

виховна: виховувати спостережливість, прищеплювати бажання удосконалюватися.

Обладнання: джерело струму, амперметр, вольтметр, вимикач, резистори, програма електронних фізичних демонстрацій «Фізика».

Тип уроку: повідомлення нового матеріалу.

Структура уроку

I.                    Організаційний етап.

II.                Актуалізація опорних знань.

III.             Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.

IV.             Вивчення нового матеріалу

1.           Досліди Ома.

2.           Дослідне встановлення закону Ома.

3.           Графічне зображення закону Ома.

V. Закріплення нового матеріалу.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія.

VІI. Завдання додому.

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання.

II. Актуалізація опорних знань

1. Заслуховування розв’язків задачі з домашнього завдання попереднього уроку

(Учні показують свої розв’язки)

2. Фронтальне опитування

1.     Що таке сила струму?

2.     Що прийнято за одиницю сили струму? Як називають цю одиницю?

3.     Яким приладом вимірюють силу струму?

4.     Як вмикаю амперметр в електричне поле?

5.     Дайте визначення фізичного змісту напруги? Одиниця вимірювання сили струму?

6.     Яким приладом можна виміряти напругу в електричному колі?

7.     Від чого залежить опір провідника?

8.     Назвіть одиницю вимірювання опору.

9.     Який прилад використовують для плавного регулювання сили струму в колі? Опишіть його принцип роботи.

10.           Запишіть формули для визначення сили струму, напруги та опору провідника.

III. Мотивація навчальної діяльності

Сьогодні на уроці ми з вами ознайомимося із законом, що встановив учений, якому все було під силу, навіть електричний опір. Його прізвище вам давно відоме.

Про цей закон учні склали приказку: «Хто не знає закону Ома, то нехай сидить удома». Щоб ви дома не сиділи, то ми з вами ознайомимося з цим законом.

IV. Повідомлення нового матеріалу

1. Досліди Ома

Які величини пов'язує між собою закон Ома? Насамперед треба сказати, що цей закон є одним із найважливіших законів учення про електричні явища, він пов'язує між собою силу струму, напругу і опір для ділянки кола (існує ще закон для повного кола, але ви з ним ознайомитеся пізніше).

З 1825 р. Ом починає займатися дослідженням гальванізму. 1826 р. з'являється його праця «Визначення закону, за яким метали проводять контактну електрику».

Перші досліди Ом проводив, користуючись власноруч виготовленим вольтовим стовпом. У наступних дослідах учений користується установками, в яких джерелом струму є термоелемент.

Ом підвішував магнітну стрілку на нитку, а під нею паралельно до її осі встановлював провідник, що з'єднував полюси джерела струму. Коли по провіднику йшов струм, стрілка відхилялася внаслідок магнітної дії струму. Крученням нитки Ом втримував стрілку в початковому положенні. Величина кута кручення вимірювалася силою відхиляючого струму. Розміщуючи стрілку над різними ділянками кола, Ом встановив, що кут кручення залишався постійним, і тим самим довів, що сила постійного струму в різних ділянках кола однакова. Далі, підключаючи до полюсів джерела струму різні провідники, вчений установив, що сила струму зменшується зі збільшенням довжини провідника, зі зменшенням площі поперечного перерізу і залежить від речовини, з якої виготовлений провідник. Тобто тепер ми можемо сказати, що сила струму залежить від опору провідника. До речі, терміни «опір» та «сила струму» належать Ому.

2. Дослідне встановлення закону Ома

Давайте і ми зробимо дослід і подивимося, чи справді сила струму залежить від опору і якщо залежить, то як.

Демонструємо дослід: складаємо електричне коло (джерело струму, амперметр, вольтметр, вимикач, резистор), в яке по черзі вмикаємо провідники, що мають різні опори. Напруга на кінцях провідника під час досліду підтримується сталою (спостерігаємо за вольтметром). Складаємо таблицю показів і переконуємося, що сила струму залежить від опору, причому вона обернено пропорційна опору провідника.

Використовуючи в якості джерела струму термоелемент, Ом створив різні температури сплавів вісмуту і міді, розміщуючи їх один – у танучий лід, а другий – у воду різної температури. В результаті він отримав різну напругу в провіднику. Відповідно змінювалося і відхилення магнітної стрілки.

Проведемо дослід: складемо коло з одного гальванічного елемента, амперметра, резистора, вимикача, вольтметра, паралельно під`єднаного до резистора. Замикаємо коло і записуємо покази приладів. Потім до даного гальванічного елемента приєднаємо ще такий самий і повторимо дослід. Третій дослід можна зробити із трьома гальванічними елементами.

Проаналізуємо покази приладів. Як бачимо, сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника.

Побудуйте графік залежності сили струму від напруги.

1827 р. з'являється основна праця Ома, що принесла йому славу: «Гальванічне коло, розроблене математично». В ній учений теоретично встановив знаменитий закон, що носить його ім'я.

Закон Ома:

Сила струму в однорідній ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна її опору.

Працю Ома в Німеччині зустріли дуже добре, а от за кордоном, особливо у Франції та Англії, праці Ома довгий час залишалися невідомими. Через 10 років після появи його праці французький фізик Пул'є на основі експериментів дійшов таких самих висновків. Але йому було вказано, що такий закон вже був установлений 1827 року Омом. Що цікаво: французькі школярі й досі вивчають закон Ома під ім'ям Пул'є.

Закон Ома був прийнятий ученим світом після того, як вдруге його відкрив Пул'є і лондонське королівське товариство на засіданні 30 листопада 1841 р. нагородило Ома медаллю Коплі.

3. Графічне зображення закону Ома

Оскільки закон Ома

         можна записати трьома способами,  то ці  залежності можна зобразити трьома графіками.

  

V. Закріплення нового матеріалу.

Методичний прийом «Логістика»

Заповнити таблицю

№ з/п	І	U	R
1	500 мА	120 В
2	30 А		0,25 Ом
3		4,5В	15 Ом

Розрахункові задачі

1. Визначте напругу на кінцях залізного провідника завдовжки 150 см і площею поперечного перерізу 0,025 мм², у якого сила струму 250 мА. (1,5 В)

2. При напрузі між кінцями провідника 4В сила струму в ньому 0,2 А. Якою має бути напруга, щоб у цьому самому провіднику сила струму була 0,04 А? (0,8 В)

3. Який заряд проходить через ніхромову дротину завдовжки  110 м площею поперечного перерізу 1 мм ² за 1,5 хв , якщо її ввімкнено в електричну мережу з напругою 220В ? Питомий опір ніхрому 1,1
.

VI. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія

Методичний прийом «Ромашка»

На столі лежить «ромашка», на кожній «пелюстці» якої написано запитання. Учні по черзі підходять до столу, відривають по одній «пелюстці», зачитують запитання й відповідають на них.

1.     Що ми вивчили сьогодні на уроці?

2.     Чому ця тема є важлива?

3.     Чи досягли ми поставленої мети?

4.     Вам було цікаво сьогодні?

5.     Що ви знали раніше з даної теми?

VІI. Завдання додому

1.     Опрацювати відповідний параграф підручника.

2.     Задачі

1) Який питомий опір речовини, з якої виготовлений провідник завдовжки 500 м і площею поперечного перерізу 1 мм², якщо при напрузі 34 В сила струму в ньому 4 А ?

2) Яка напруга між кінцями фехралевої дротини завдовжки 20 м і площею поперечного перерізу 1,3 мм², якщо за 2 хв. через неї проходить заряд 60 Кл ? Питомий опір фехралю 1,3 .