скачать файл
ч. 1

Закон Ома для однорідної ділянки кола

Мета уроку. Установити зв'язок між силою струму, напругою та опором провідника і показати об'єктивний характер закону Ома.
Зміст повторення.

1. Яка фізична величина описує властивість провідника впливати на силу струму в колі?

2. Як залежить опір провідника від його довжини при сталій температурі?

3. Як залежить опір провідника від площі його перерізу при сталій температурі?

4. Яка фізична суть питомого опору речовини провідника?

5. Яка одиниця опору?

6. Які прилади використовуються для прямого вимірюван­ня електричного опору?
Зміст нового матеріалу.

1. Залежність сили струму від напруги та опору.

2. Закон Ома.

3. Застосування закону Ома.

4. Домашнє завдання.
Демонстрації. Залежність сили струму від напруги при сталому опорі ділянки кола. Залежність сили струму від опору провідника за сталої напруги.
У 1827 р. Георг Ом відкрив закон, який виражає залежність сили струму від напруги на ділянці кола і опору ділянки. Сила струму в ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна її опору: .

Закон Ома - один з основних законів електричного струму. Спочатку він був встановлений експериментально, а потім обґрунтований теоретично. Графіки залежності сили струму від на­пруги при сталому опорі і сили струму від опору при сталій напрузі представле­ні на рис. а, б.


Сила струму в провіднику залежить від напруги на кінцях провідника та його опору. З формули цієї залежності випли­ває, що напруга і опір . З останньої формули не можна робити висновок, що опір провідника залежить від напруги на його кінцях та сили струму в ньому, оскільки опір залежить від довжини, площі поперечного перерізу і ре­човини провідника: , а також від температури (з її підвищенням опір металів, наприклад, зростає). Але опір провідника можна обчислити за формулою . Саме з цієї формули виведена розмірність ома:

1. Яка напруга на провіднику опором - 2 кОм, якщо сила струму в ньому 0,01 А?

Відповідь: 20 В.
2. Якої довжини потрібно взяти алюмінієву дротину площею поперечного перерізу 0,1 мм2, щоб при напрузі 70 мВ сила струму в ній дорівнювала 5 мА ?

Відповідь: 50 м.
3. Користуючись графіком залежності сили струму від напруги для двох про­відників А та В, визначити, у якого з провід­ників менший опір і у скільки разів?

Відповідь: опір провідника А менший у 2 рази.
Завдання додому. Вивчити матеріал § 36 і розв'язати задачі 1 та 3 із вправи 18.
Тренувальні вправи

1. Напруга в електромережі 220 В, а опір нагрівального елемента електрокаміна 5 кОм. Яка сила струму в нагрівальному елементі?

2. Яка напруга на провіднику з опором 20 Ом при протіканні струму 20 мА?

3. Який опір нитки розжарювання електричної лампочки кишенькового ліхтари­ка, якщо при напрузі 3 В сила струму в лампочці 0,2 А?

4. При роботі у вологому приміщенні безпечною вважається напруга до 12 В, а в сухому - до 36В. Чому так?

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

6*. Якої сили струм при напрузі 0,55 В протікає у вольфрамовій дротині завдовжки 1 м і площею поперечного перерізу 0,5 мм2 ?

7*. Знайти площу поперечного перерізу ніхромового дроту завдовжки 20 м, з яко­го виготовлено спіраль електронагрівального приладу, якщо при напрузі 220 В сила струму в спіралі 4 А?

8*. Яка напруга між кінцями манганінової дротини, дов­жина якої 25 м і площа поперечного перерізу 0,25 мм2,якщо за 1 хв через неї проходить заряд 180 Кл?

9*. Визначити за графіком на рис.: а) опір провідника; б) напругу, необхідну для одержання в цьому провіднику струму силою 3,5 А; в) з якого матеріалу виготовлений провідник, якщо його довжина 400 м, а площа поперечного перерізу 2 мм2.

Методичні рекомендації,

Закон Ома є фундаментальним законом фізики. Він від­дзеркалює об'єктивні зв'язки між властивостями електрично­го поля і речовини. Всі попередні уроки розкривали лише окремі аспекти таких зв'язків. їх і потрібно використати для формулювання остаточного висновку, який і буде формулю­ванням закону Ома.

Після повторення матеріалу попереднього уроку слід по­рушити перед учнями проблему необхідності розуміння за­лежності сили струму від напруги й опору провідника.

Для розв'язання цієї проблеми треба провести дослідження прос­того електричного кола. Схема та­кого кола зображена на мал.

Досліджуваним елементом у та­кому колі є провідник опором R. У ролі такого провідника може бути шкільний штепсельний реостат, який дозволяє змінювати опір ділянки кола в межах 1... 10 Ом. Реостат R1 необхідний для того, щоб забезпечувати сталість напруги чи сили струму на досліджуваній ділянці кола. Його можна вилучити з кола, якщо в ролі джерела струму використати випрямляч із регульованою напругою. Дослідження проводиться в такій послідовності:

1. У коло вмикають провідник опором 5 Ом і поступово збільшують напругу. Зіставляючи покази амперметра і вольт­метра, встановлюють, що сила струму пропорційна напрузі. Зроблений висновок ілюструють графіком з підручника (мал.2.43).

2. Установивши в колі напругу З В, змінюють опір провід­ника від 1 Ом до 6 Ом. При цьому стежать, щоб напруга весь час залишалася незмінною. Для цього використовують реос­тат або регулятор напруги випрямляча. Одержані результати вимірювання сили струму дозволяють зробити висновок, що сила струму обернено пропорційна опору провідника. Ви­сновки ілюструють графіком з підручника (мал. 2.44).

На основі проведеного експериментального дослідження доходять загального висновку, що сила струму в однорідній ділянці кола прямо пропорційна напрузі і обернено про­порційна її опору. Після цього висновку роблять математич­ний запис закону Ома у вигляді формули .

Про можливість визначення за цією формулою напруги й опору провідника під час цього уроку наголошувати не доціль­но. Це можна зробити при розв'язуванні відповідних задач.

На закріплення нового матеріалу доцільно розв'язати такі задачі.

/. Яка сила струму в провіднику опором 35 Ом за напруги 70 В? (В.: 2 А)



2. Яка сила струму в константановому провіднику зав­довжки З м і площею поперечного перерізу 1,5 мм2 за напруги 10 В? (В.: 10 А).
ч. 1
скачать файл

Смотрите также: