Физика. Орієнтовний розподіл навчального часу
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
Тема. Лабораторна робота № 3 «Вимірювання напруги за допомогою вольтметра» Мета уроку: навчити учнів правильно підключати в коло вольтметр і вимірювати напругу на різних ділянках кола. Тип уроку: урок контролю й оцінювання знань. Обладнання: джерело струму, дві лампочки на підставці, вольтметр, ключ, з'єднувальні проводи. методичні рекомендації На початку уроку необхідно нагадати учням послідовність дій під час вимірювання напруги: Установити, для вимірювання якої величини використовується даний прилад. (На шкалі є буква V — прилад для вимірювання напруги.) Установити, на яку максимальну напругу розрахований прилад. Установити, для якого струму (постійного чи змінного) можна використовувати прилад. Визначити ціну поділки шкали приладу. Визначити, яке значення напруги показує прилад. В усіх лабораторних роботах, де використовується вольтметр, потрібно порадити учням спочатку збирати коло без нього, а потім підключити вольтметр до тієї ділянки, на якій вимірюють напругу. Вольтметр можна переключати від однієї ділянки до іншої, не розбираючи інші частини кола. рекомендації щодо проведення лабораторної роботи Зберіть електричне коло, що складається з двох лампочок на підставці, джерела струму і ключа. Підключить вольтметр паралельно до однієї з лампочок і виміряйте напругу на ній. Підключить вольтметр паралельно до іншої лампочки і виміряйте напругу на ній. Виміряйте напругу на ділянці кола, що складається з двох лампочок. 5. Результат вимірів запишіть у таблицю в зошиті для лабораторних робіт.
6. Запишіть у зошиті для лабораторних робіт, що ви вимірювали і який отримали результат (або зробили висновок). Творче завдання Якщо учні добре підготовлені і залишиться час на уроці, їм можна запропонувати творчу роботу: виготовити картопляне, яблучне чи лимонне джерело струму. Для цього в яблуко (лимон, картоплину) потрібно устромити мідний провідник і залізний цвях. Джерело готове. Щоб перевірити його роботу, потрібно підключити це джерело струму до вольтметра. домашнє завдання Підр.: § 10. Д.: підготуватися до самостійної роботи № 4. Задачі із самостійної роботи № 4 «Напруга» Середній рівень При проходженні по провіднику електричного заряду 12 Кл виконується робота 600 Дж. Чому дорівнює напруга на кінцях цього провідника? Обчисліть роботу, що виконується при проходженні через спіраль електроплитки заряду 15 Кл, якщо вона ввімкнена в мережу напругою 220 В. Достатній рівень 1. а) На цоколі однієї електричної лампочки зроблений напис «127 В», на цоколі іншої — «220 В». Що означають ці написи? б) Яка напруга на автомобільній лампочці, якщо при проходженні через її нитку розжарення заряду 300 Кл була виконана робота 3,6 кДж? 2. а) Як слід ввімкнути в коло вольтметр, щоб виміряти напругу на лампочці — послідовно з лампочкою чи паралельно? Нарисуйте відповідну схему. Яким повинен бути опір вольтметра порівняно з опором лампочки? б) Чому дорівнює напруга на ділянці кола, на якій виконана робота 1,5 кДж, при проходженні заряду 30 Кл? Високий рівень а) Якою повинна бути сила струму, що проходить через вольтметр, порівняно із силою струму в колі? б) При переносі заряду 240 Кл з однієї точки електричного кола в іншу за 16 хв була виконана робота 1 200 Дж. Визначте напругу й силу струму в колі. а) Дві лампи ввімкнені в електричні кола, у яких сили струму однакові. Але попри це, одна з ламп горить менш яскраво, ніж інша. Про що свідчить цей факт? Який висновок про напругу на лампах можна зробити? б) Чому дорівнює напруга на ділянці кола, на якій за сили струму 2 А за 20 с була виконана робота 800 Дж? Урок 9/15 Тема. Електричний опір. Закон Ома мета уроку: установити залежність між силою струму, напругою на однорідній ділянці електричного кола й опором цієї ділянки. Тип уроку: комбінований урок. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Переконуємося, що сила струму в провіднику залежить від напруги на його кінцях Електричний струм у колі — це спрямований рух заряджених частинок в електричному полі. Чим сильніша дія електричного поля на ці частинки, тим більше сила струму в колі. Але дія поля характеризується напругою. Тому можна припустити, що сила струму залежить від напруги. Цю залежність можна установити експериментально. Експериментально доводимо: у скільки разів збільшується напруга, прикладена до провідника, у стільки ж разів збільшується сила струму в ньому. Цю залежність необхідно проілюструвати графічно. Будуємо графік залежності I = f (U). З'ясовуємо, що сила струму в провіднику залежить від властивостей самого провідника. Формування уявлення про опір можна почати з досліду, мета якого — показати, що сила струму в провіднику залежить не тільки від напруги, але й від властивостей самого провідника. Збираємо електричне коло із джерела струму і мідного дроту на колодці, ключа, амперметра і вольтметра. Замикаємо коло й записуємо показання амперметра й вольтметра. Потім замість мідного дроту вмикаємо нікеліновий, що має такі самі довжину й переріз. Сила струму в колі зменшується. Якщо ж увімкнути залізний дріт, то сила струму значно збільшиться. Вольтметр же, який підключили до кінців цих дротів, показує однакову напругу. Отже, сила струму залежить від певної властивості провідника. Очевидний висновок: провідники впливають на силу струму; інакше кажучи, чинять опір струму. Ознайомлюємося з електричним опором Очевидно, той провідник має більший опір, у якому за тієї самої напруги проходить менший струм. ^ Властивість провідника обмежувати силу струму в колі називають його опором. Для кращого розуміння учнями природи електричного опору необхідно розглянути модельні уявлення електричного струму в металі, звернувши увагу учнів на взаємодію електронів, що рухаються, з іонами кристалічних решіток. Ставимо перед учнями питання: що є причиною, яка обмежує силу струму в провіднику? Шляхом логічних міркувань підводимо учнів до висновку, що таких причин дві: а) електричне поле позитивно заряджених іонів кристалічних ре- шіток діє із силою на електрони, зменшуючи їхню швидкість спрямованого руху, а отже, і силу струму; б) вплив електричного поля електронів на сусідні електрони, що так само призводить до зменшення швидкості їхнього спрямо- ваного руху. Електричний опір позначається буквою R .  Електромагнітні явища. Електричний струм ^ За одиницю опору один ом приймають опір такого провідника, у якому за напруги на кінцях 1 В сила струму дорівнює 1 А.  4. Формулюємо закон Ома Закон Ома для ділянки кола можна установити експериментально. Існує багато описів відповідних дослідів та установок, які можна згрупувати в такий спосіб: а) досліди з установкою, у якій здійснюється заміна резисторів; б) досліди з демонстраційним магазином опорів; в) досліди з демонстраційним реохордом. В усіх цих дослідах застосовують демонстраційні амперметри і вольтметри. Демонстрації проводяться у два етапи. Спочатку встановлюють залежність сили струму від опору ділянки кола за постійної напруги на даній ділянці кола. За результатами цього досліду виявляють обернено пропорційну залежність сили струму від опору провідника:  На другому етапі, не змінюючи опору, вимірюють силу струму, коли значення напруги на даній ділянці кола різні. За результатами цього досліду встановлюють пряму пропорційну залежність сили струму від напруги:  Результати обох дослідів  узагальнюють і формулюють закон Ома для ділянки кола. ^ Сила струму в однорідній ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна його опору. Залежність сили струму на ділянці кола від напруги за постійного опору і залежність сили струму від опору за постійної напруги можуть бути виражені графічно. Дуже важливо в кожній залежності з'ясувати, що є функцією, а що — аргументом.  КирикЛ. А. · «Усі уроки фізики. 9 клас» Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Як на досліді показати, що сила струму в колі залежить від властивостей провідника? ? Як виразити напругу на ділянці кола, знаючи силу струму в ньому і його опір? ? Як виразити опір ділянки кола, знаючи напругу на його кінцях і силу струму в ньому? закріплення вивченого матеріалу 1. Навчаємося розв'язувати задачі На цоколі електричної лампи написано 3,5 В; 0,28 А. Що це значить? Знайдіть опір спіралі лампи. Яку напругу треба створити на кінцях провідника опором 20 Ом, щоб у ньому виникла сила струму 0,5 А? За напруги 220 В сила струму в спіралі лампи дорівнює 0,3 А. Якою буде сила струму, якщо напруга зменшиться на 10 В? Що ми дізналися на уроці Властивість провідника обмежувати силу струму в колі називають його опором. За одиницю опору приймають опір такого провідника, у якому за напруги на кінцях 1 В сила струму дорівнює 1 А.  • Сила струму в однорідній ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки й обернено пропорційна його опору.  Домашнє завдання Підр.: § 11. Зб.: рів1 — № 6.1; 6.2; 6.3; 6.4; 6.5. рів2 — № 6.28; 6.29; 6.30; 6.31, 6.32. рівЗ — № 6.48, 6.49; 6.40; 6.51; 6.52. Урок 10/16 Тема. Питомий опір Мета уроку: показати залежність опору провідника від його геометричних розмірів і матеріалу. Тип уроку: комбінований урок. План уроку
вивчення нового матеріалу Чому провідник чинить опір електричному струму? Отже, ми раніше з'ясували, що до зменшення швидкості спрямованого руху електронів (а відтак, до зменшення сили струму) призводять дві причини: по-перше, дія електричного поля позитивно заряджених іонів кристалічних решіток; по-друге, вплив електричного поля електронів на сусідні електрони. У результаті цього швидкість спрямованого руху електронів зменшується: провідник чинить опір електричному струму. Від чого залежить опір провідника? З'ясувавши причини, що обмежують силу струму в провіднику, переходимо до формулювання узагальнюючого визначення величи  § КирикЛ. А. · «Усі уроки фізики. 9 клас» ни опору. Для цього виконуємо ряд дослідів із провідниками різних довжини, площі поперечного перерізу й матеріалу. Учні, аналізуючи отримані результати, самостійно доходять висновку, що: ^ опір провідника прямо пропорційний площі поперечного перерізу і залежить від матеріалу. Якщо позначити опір провідника буквою R , його довжину буквою l, а площу поперечного перерізу — S, то  3. Питомий опір провідника Позначимо коефіцієнт, що характеризує електричні властивості речовини, з яких виготовлений провідник, буквою р. Цей коефіцієнт називається питомим опором речовини. Тоді  звідки одержуємо:  ^ Фізична величина, що називається питомим опором речовини, показує, який опір має зроблений з цієї речовини провідник довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1м2. Оскільки одиницею опору є 1 Ом, одиницею площі поперечного перерізу — 1м2, а одиницею довжини — 1 м, то одиницею питомого опору буде:  , або 1 Ом · м.Зручніше виражати площу поперечного перерізу провідника у квадратних міліметрах. Тоді одиницею питомого опору буде:  На завершення уроку необхідно познайомити учнів з таблицею питомих електричних опорів деяких речовин. Оскільки опір металевих провідників залежить від температури (він збільшується при підвищенні температури), то в таблиці наводяться значення питомих опорів для температури 20 °С.  Електромагнітні явища. Електричний струм З таблиці випливає, що срібло і мідь — кращі провідники електрики. Для нагрівальних елементів зручно використовувати речовини великого питомого опору, наприклад, ніхром. Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Як залежить опір провідника від його довжини і від площі поперечного перерізу? ? Як показати дослідним шляхом залежність опору провідника від його довжини й площі поперечного перерізу? ? Як можна показати, що опір провідника залежить від роду речовини, з якого він виготовлений? ? Питомий опір нікеліну  . Що це означає?закріплення вивченого матеріалу 1. Якісні питання Який опір мідного проводу довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1мм2? Наявні два мідних дроти однакової довжини. В одного площа поперечного перерізу 1мм2, а в іншого — 5 мм2. У якого дроту опір менший і в скільки разів? У яких випадках і де використовують провідники з малим (великим) питомим опором? Довжина одного проводу 20 см, іншого — 1,6 м. Площа перерізу й матеріал проводу однакові. У якого проводу опір більший і в скільки разів? 2. Навчаємося розв'язувати задачі 1) Знайдіть довжину проводу для нагрівача електроплитки. Діаметр проводу 0,5 мм, а його опір за кімнатної температури має складати 48 Ом. Розв'язок. Площа поперечного перерізу проводу  . З фор-мули для опору  одержуємо , звідки КирикЛ. А. · «Усі уроки фізики. 9 клас»   Перевірка одиниць величин:  м Підставляємо числові дані:  2) У лабораторних роботах використовуються мідні з'єднувальні проводи, площа перерізу яких дорівнює 1 мм2. Сила струму в них досягає 2 А. Яка напруга на такому проводі, якщо його довжина дорівнює 10 см? Розв'язок. Напругу на цьому проводі знайдемо по закону Ома  Опір кожного з'єднувального проводу знайдемо за формулою: . Тоді Перевірка одиниць величин:  Підставляємо числові дані: 3) Ртуть заповнює скляну трубку  із внутрішнім перерізом 1 мм2і має опір 2 Ом. Обчисліть довжину стовпчика ртуті в трубці. Що ми дізналися на уроці • Опір провідника прямо пропорційний довжині, обернено пропорційний площі поперечного перерізу і залежить від матеріалу.  • Фізична величина, що називається питомим опором речовини, показує, яким опором володіє зроблений з цієї речовини провідник завдовжки 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2 . домашнє завдання Підр.: § 12. Зб.: рів1 — № 6.6; 6.7; 6.8; 6.10; 6.11. рів2 — № 6.33; 6.34; 6.35; 6.37, 6.39. рів3 — № 6.54; 6.55, 6.56; 6.57; 6.58.. Д.: підготуватися до самостійної роботи № 5. Задачі із самостійної роботи № 5 «Електричний опір. Питомий опір» Середній рівень Обчисліть опір алюмінієвого дроту завдовжки 80 см і площею поперечного перерізу 0,2мм2. Опір провідника перерізом 4 мм2 дорівнює 40 Ом. Який переріз повинен мати провідник тієї самої довжини і з такого самого матеріалу, щоб його опір був 100 Ом? Достатній рівень а) Наявні два дроти однакових перерізу й довжини. Один дріт — з міді, інший — з нікеліну. Який з них має менший опір? Чому? У скільки разів? б) У скільки разів відрізняються опори двох алюмінієвих проводів, якщо один з них має в 6 разів більшу довжину й у 3 рази більшу площу поперечного перерізу, ніж інший? а) Чому провідники мають опір? Чому опір різних провідників різний? б) Із двох відрізків дроту перший у 8 разів довший, але другий має вдвічі більшу площу поперечного перерізу. Наскільки велике відношення опорів цих відрізків? Високий рівень На котушку електромагніта намотаний мідний провід перерізом 0,03 мм2 і довжиною 200 м. Знайдіть опір обмотки та її масу. Потрібно виготовити провід завдовжки 100 м й опором 1 Ом. У якому випадку провід буде легшим: якщо його зробити з алюмінію чи з міді? У скільки разів? § КирикЛ. А. · «Усі уроки фізики. 9 клас» Урок 11/17 |