Урок по теме: " Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление."

Тема: " Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление."

Скажи - и я забуду,

Покажи - и я запомню,

                   Дай действовать-и я научусь.

китайская народная мудрость

Цели урока

образовательные:

познакомить учащихся с электрическим сопротивлением проводников как физической величиной, дать объяснение природе электрического сопротивления на основании электронной теории,

обеспечить усвоение учащимися зависимости сопротивления проводника от его геометрических параметров на количественном и качественном уровнях;

развивающие:

развитие синтезирующего и абстрактного мышления;

развитие познавательных умений: составлять план, наблюдать, делать опыты;

развитие политехнических умений, развитие умений работать в парах;

воспитательные:

воспитывать бережное отношение к школьному физическому оборудованию, уважительное отношение друг к другу, воспитывать инициативность, уверенность в своих силах.

Используемые методы обучения:

практический, проблемный, исследовательский, аналитический, сравнительный.

Оборудование: демонстрационный амперметр и вольтметр, источник тока, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивлений,

портреты ученых, компьютер, мультимедиапроектор, экран, тесты, карточки, презентация к уроку.

Для учащихся: выпрямители, соединительные провода, ключи, лампочки на подставке, резисторы или реохорды (из разных материалов, разной длины, разного сечения), амперметры.

План урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний учащихся. Постановка целей и задач урока.

3. Изучение нового материала. Проектно-исследовательская работа.

4. Закрепление знаний, умений и навыков (решение задач, тестирование)

5. Домашнее задание.

6. Подведение итогов. Рефлексия

1.Тема программы - Электрические явления

2. Тема урока - Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление.

3. Тип урока - Урок изучения и первичного закрепления новых знаний

4. Вид урока - смешанный (несколько видов деятельности примерно одинаковых по времени)

5.Цель методическая – Исследование зависимости сопротивления проводника от его геометрических параметров и материала, из которого он изготовлен. Знакомство с возможностями использования этой зависимости в практической жизни человека

Образовательные. Создание условий для экспериментального определения зависимости сопротивления проводника от его параметров; формирования первоначального представления учащихся об удельном сопротивлении материала проводника; формирования умения определять сопротивление проводника при помощи электроизмерительных приборов; формирования навыков объяснять результаты физического опыта и применять полученные знания при решении практических задач.

Развивающие. Создание условий для формирования исследовательских компетенций учащихся путем организации фронтального эксперимента и виртуального мини-исследования с использованием электронных ресурсов; развития умений учащихся воспринимать и представлять информацию в словесной, графической, символической формах; формирования навыков анализа результатов экспериментальной деятельности, умения делать выводы на основе проведенного анализа; развития умения работать с различными источниками информации; формирования коммуникативных компетенций учащихся;

Воспитательные. Создание условий для воспитания коллективизма, чувства ответственности за работу группы, взаимопомощи; политехнического воспитания; развития самостоятельности учащихся; развития познавательного интереса учащихся к предмету.

6. Цели образования (Планируемые образовательные результаты)

Предметные -

умение формулировать понятие удельного сопротивления;

знать/называть единицы измерения удельного сопротивления в различных системах единиц измерения;

умение наблюдать и описывать физические явления, для объяснения которых необходимо представление о сопротивлении проводника;

умение записывать формулу для вычисления сопротивления проводника;

умение рассчитывать сопротивление, силу тока и напряжение по известным параметрам проводника;

овладение умениями формулировать гипотезы, оценивать полученные результаты;

приобретение опыта простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов.

Метапредметные

Познавательные

Овладение навыками:

-нахождения ответов на вопросы, используя эксперимент, свой жизненный опыт и информацию, полученную на уроке;

- исследовательской и проектной деятельности.

Коммуникативные

Развитие умений: - организовывать и планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками; - распределения функций участников группы.

Регулятивные

Формирование навыков:

- определять и формулировать цель исследовательской деятельности на уроке; -планировать этапы экспериментальной работы; - выдвигать гипотезу; - работать по предложенному группой плану; - анализировать полученный результат; - давать эмоциональную оценку своей деятельности на уроке.

Личностные

формирование целостного научного мировоззрения;

воспитание чувства товарищеской взаимовыручки, этики групповой работы;

формирование осознанного, толерантного отношения друг к другу;

формирование ответственного отношения к обучению, готовности и способности к саморазвитию и самообразованию.

Ход урока

I. Организационный момент

Учитель: По словам русского поэта, ХIХ века Якова Петровича Полонского,

Царство науки не знает предела –
Всюду следы ее вечных побед,
Разума слово и дело,
Сила и свет.

Эти слова по праву можно отнести к теме, которую мы сейчас изучаем - электрические явления.  Они подарили нам много открытий, осветивших нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько еще непознанного вокруг!

Электрическая энергия необходима в быту. Без нее не работали бы электрические лампочки, электрочайники, утюги, фены, холодильники, пылесосы, микроволновые и электрические печи, компьютеры, телевизоры. На улицах вечером было бы темно. Не ходили бы трамваи, троллейбусы и поезда. Не печатались бы газеты и журналы, не работали бы заводы и фабрики. И даже была бы недоступна, ставшая уже такой неотъемлемой частью нашей жизни, мобильна связь.

Давайте вспомним, какие основные величины, характеризующие электрические цепи мы уже узнали, изучая тему «Электрические явления»

II. Актуализация знаний учащихся

Устный опрос

1.Упорядоченное движение заряженных частиц как называют? /Эл. ток/

2. Единица измерения силы тока? /Названа в честь ученого Ампера/

3. Прибор для измерения силы тока. Как он подключается? /Амперметр, последовательно/

4. Единица измерения напряжения?
Подсказка: названа в честь итальянского ученого, построившего первый источник тока (Алессандро Вольта)

5.Прибор для измерения напряжения в цепи. Как он подключается?/Вольтметр, параллельно/

6. Физическая величина, характеризует электрический ток в проводнике. /Сила тока/

7. Частица, имеющая наименьший отрицательный заряд /электрон/

8. Физическая величина, которая характеризует электрическое поле /напряжение/

9. Атом, потерявший электроны /положительный ион/

10. Атом, получивший дополнительные электроны /отрицательный ион/

Учитель:  А теперь, дайте небольшую характеристику каждой из этих величин, по следующему плану:

1. Название величины.

2. Что характеризует данная величина?

3. По какой формуле находится?

4. В каких единицах измеряется?

5. Каким прибором измеряется или изменяется?

Ученики: 
Сила тока – характеризует электрический ток в проводнике. 
– формула для нахождения силы тока, где q-заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, t-время прохождения заряда. Единица измерения – ампер. Измеряется сила тока – амперметром.
Напряжение-величина, которая характеризует электрическое поле.
– формула для нахождения напряжения, где А- работа по переносу заряда через поперечное сечение проводника, q-заряд. Единица измерения – вольт. Напряжение измеряется вольтметром.

 Учитель: Ребята, а что вы знаете об ученых, открывших силу тока, напряжение?

(Ученики приготовившие сообщения об ученых физиках делают доклады)

Ученики: Единицы измерения физических величин силы тока и напряжения, названы в честь ученых Ампера и Вольта

Андре-Мари Ампер – на его памятнике высечена надпись: «Он был также добр и также прост, как и велик». Славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.

Алессандро Вольта – был рыцарем почетного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, где он выступал. Изобрел электрическую батарею, пышно названную «короной сосудов».

Мы разгадали кроссворд, в нем выделены слова, которые будут ключевыми на нашем уроке - Проводник и Сопротивление.

Запишите тему урока: Электрическое сопротивление.

III. Изучение нового материала.

1)Выясним,  как зависит сила тока от сопротивления, если напряжение остается постоянным.
Обратимся к опыту. Соберем цепь, состоящую из источника тока, амперметра, вольтметра, проводников сопротивлением 1 Ом, 2 Ом, 3 Ом.

В цепь по очереди включаем проводники, обладающие различным сопротивлением. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. Силу тока в цепи измеряем амперметром. Вывод: сила тока зависит не только от напряжения, но и от свойств проводников.

Это означает, что разные проводники оказывают разное противодействие току, т.е. оказывают сопротивление. 

Электрическое сопротивление характеризует способность электрического проводника препятствовать прохождению электрического тока.

Сопротивление характеризует сам проводник, обозначается – R, единица измерения в СИ [R] = Ом. (Ом)

Георг Ом – немецкий учёный, который впервые ввёл это понятие в физику.

За единицу сопротивления принимают сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В сила тока равна 1 А

На практике используются и другие единицы сопротивления:

1 кОм = 1000 Ом,

1 мОм = 0,001 Ом,

1 МОм = 1000000 Ом

Удельное сопротивление

Причиной электрического сопротивления является тепловое движение образующих материал атомов или молекул. Частицы колеблются около своих мест и мешают перемещению электронов. Это можно сравнить с длинным коридором, в котором одновременно перемещается много людей. И насколько быстро можно двигаться вперед, зависит от различных причин. 
Электрическое сопротивление характер но для всех веществ и зависит от: 
 

Расчёт сопротивления проводников. Удельное сопротивление. Единица измерения.

Запишем формулу для расчёта сопротивления проводника:

где p - удельное сопротивление вещества.

Определение (учебник). Из формулы следует:

Единица измерения (СИ): [ϱ] = 1 Ом ^. мм² /м, или 1 Ом ^. м.

Причем, 1 Ом ^. мм² /м = 10^-6 Ом ^. м.

Рассмотрим таблицу ϱ (учебник с.105). Поскольку R металлов зависит от температуры(R увеличивается при повышении температуры), то в таблице приводятся значения  при 20 °С. (Раскрыть физическое содержание).

Работа с таблицей 8 (Стр. 105)

Какой металл является наилучшим проводником электрического тока?

Лучшие проводники электричества: серебро, медь. Диэлектрики: фарфор.

— Верно ли утверждение, что серебряный и алюминиевый проводники одинаковые по L и S имеют одинаковое сопротивление. (Выслушать все гипотезы и обосновать выбор одной).

Удельное сопротивление металлов небольшое, а изоляторов — очень большое. В цепях, в которых электрический ток должен производить большую теплоту (например, в обогревателях), используют проводники с большим удельным сопротивлением, например, нихром. Току труднее течь, увеличивается тепловое движение частиц, в результате проводник нагревается. У алюминия низкое удельное сопротивление, поэтому его можно использовать для передачи электроэнергии.

 Электрическое сопротивление человеческого тела может изменяться от 20000 Ом до 1800 Ом.

Чтобы электрическая цепь обеспечивала необходимую силу тока, в неё включают резисторы.

Резистор — прибор с постоянным сопротивлением. 

Резисторы имеются во всех телевизорах, компьютерах, радиоприёмниках и т.д.

Чтобы изменить силу тока в электрической цепи, используют реостаты.

Реостат — прибор с переменным сопротивлением.

В составе реостата имеется подвижный контакт, при помощи которого изменяется длина участка, включённого в цепь.

Реостат используется, например, в регуляторах громкости радиоприёмников.

Физкультминутка

(Комплекс упражнений гимнастики для глаз)

1. Быстро поморгать, закрыть глаза и посидеть спокойно, медленно считая до 5. Повторить 4-5 раз.

2. Крепко зажмурить глаза (считать до 3), открыть, посмотреть вдаль (считать до 5). Повторить 4-5 раз.

3. Вытянуть правую руку вперед. Следить глазами, не поворачивая головы, за медленными движениями указательного пальца вытянутой руки влево и вправо, вверх и вниз. Повторить 4-5 раз.

4. Посмотреть на указательный палец вытянутой руки на счет 1-4, потом перенести взгляд вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

5. В среднем темпе проделать 3-4 круговых движения глазами в правую сторону, столько же в левую сторону. Расслабив глазные мышцы, посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 1-2 раза.

IV. Закрепление нового материала.

Решение качественных и количественных задач

1) У меня в руках проводник. Как изменится его сопротивление, если я сложу его пополам. Цель этого задания – еще раз проанализировать зависимость R от L и S.

Обобщая полученное получаем следующее:

R уменьшается при уменьшении L в два раза,

R уменьшается при увеличении S в два раза и ответ в 4 раза уменьшается

• Размеры медной, железной и нихромовой проволок одинаковы

В цепи с какой проволокой будет идти самый большой ток?

2) Решение задачи

Проверка знаний. Тест (физический диктант или индивидуальная работа по карточкам или за компьютером с выдачей оценки и правильного ответа) или взаимопроверка( приложение))

V. Домашнее задание.

1) прочитать § 43,45,46

2)в каких приборах дома применяются проводники с большим сопротивлениемдома применяются проводники с большим уд. вление.

3) Найдите ответ на вопрос: “Влияет ли на электрическое сопротивление проводника температура, положение планет, магнитные бури?”.

3)Упр. 20. На выбор 2 задачи.

VI. Подведение итогов урока, оценки работы учащихся

Учитель:  Молодцы ребята, очень хорошо потрудились, хорошо решали задачи, внимательно слушали и принимали активное участие..

Мы с вами удачно поработали, и я бы хотела услышать ваше мнение о сегодняшнем уроке.

Закончите фразы:

Больше всего мне понравилось…..

Сегодняшний урок показал мне….

У меня пока не совсем получается ….
//Вариант 2 Как для каждого прошел урок, мы сейчас увидим по результатам самодиагностики

Самодиагностика (учащиеся поднимают одну из трех карточек, лежащих у них на парте).

• Красная карточка – удовлетворен уроком, урок полезен для меня, я работал и получил заслуженную оценку; я понимал все, о чем говорилось.

• Желтая карточка – урок был интересен, я отвечал с места, сумел выполнить ряд заданий. Мне на уроке достаточно комфортно.

• Зеленая карточка – пользы от урока я получил мало, не очень понимал, о чем идет речь, к ответу на уроке я был не готов.//

Спасибо за урок. До встречи !!!!