Закон Ома - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Цели урока:

Научиться пользоваться реостатом для изменения силы тока в цепи. Познакомить учащихся с законом Ома.

Оборудование (для кратковременной лабораторной работы): Источник питания, ползунковый реостат, амперметр, ключ, соединительные провода.

Ход урока

I. Повторение. Проверка домашнего задания

- Что характеризует и как обозначается электрическое сопротивление?

- По какой формуле находится сопротивление проводника?

- Как называется единица измерения сопротивления?

- Что показывает удельное сопротивление? Как оно обозначается?

- В каких единицах измеряют удельное сопротивление?

- Что такое резистор? Как он обозначается на схемах?

- Что такое реостат?

- Какие виды реостатов вы знаете? Чем они отличаются друг от друга?

- Зачем нужны реостаты?

- Как обозначается реостат на схемах?

II. Кратковременная лабораторная работа «Регулировка силы тока реостатом»

Указания к работе:

1. Рассмотрите внимательно устройство реостата и установите, при каком положении ползунка сопротивление реостата наибольшее.

2. Составьте электрическую цепь по схеме (рис. 118), включив в нее последовательно амперметр, реостат на полное сопротивление, источник питания и ключ.

3. Замкните цепь и отметьте показания амперметра.

4. Уменьшайте сопротивление реостата, плавно и медленно передвигая его ползунок (но не до конца!). Наблюдайте за показаниями амперметра.

5. После этого увеличивайте сопротивление реостата, передвигая ползунок в противоположную сторону. Наблюдайте за показаниями амперметра.

Примечание:

Реостат нельзя полностью выводить, т.к. сопротивление его при этом становится равным нулю, и если в цепи нет других приемников тока, то сила тока может оказаться очень большой, и амперметр выйдет из строя.

III. Новый материал

Выполняя лабораторную работу, можно было заметить, что сопротивление, сила тока и напряжение связаны между собой.

Сегодня нам предстоит ответить на вопрос: как сопротивление, сила тока и напряжение связаны между собой?

Впервые явления в электрических цепях глубоко и тщательно изучил Г. Ом.

Эксперимент 1

Соберем электрическую цепь с источником тока, на котором можно менять напряжение (см. рис. 119). Если нет такого источника, можно использовать разные аккумуляторы (гальванические элементы). Сопротивление цепи остается постоянным.

Увеличиваем напряжение в 2, 3, 4 раза.

- Что мы видим? (При постоянном сопротивлении сила тока, протекающего через проводник, прямо пропорциональна напряжению на его концах, т. е. сила тока увеличивается во столько же раз, как и напряжение.)

Нарисуем график (рис. 120).

Эксперимент 2

Та же электрическая цепь, что и в первом опыте, только источник тока поддерживает постоянное напряжение (этот опыт можно проводить всем классом, т. к. необходимое оборудование уже есть на столах учеников.)

Берем сопротивление известной величины и отмечаем показания амперметра и вольтметра. Затем берем другой проводник с сопротивлением в два раза больше (отличается только длиной). Сила тока в два раза уменьшится.

Возьмем сопротивление в 3 раза меньше первоначального. Сила тока увеличится в 3 раза.

Эти опыты свидетельствуют о том, что при постоянном напряжении сила тока обратно пропорциональна сопротивлению:

Это и есть закон Ома.

Как следствие из закона Ома можно получить:

Т. е. сопротивление данного проводника равно отношению напряжения на его концах к силе протекающего по нему тока.

Короткое замыкание

- Что такое короткое замыкание?

Ток, который пойдет при включении в сеть какого-нибудь прибора, зависит от двух причин: от напряжения в сети и сопротивления прибора. Пусть напряжение в сети 220 В, а сопротивление лампы 880 Ом, тогда по закону Ома получаем:

Сопротивление подводящих ток проводов очень мало и в расчет нами не принимается.

Теперь если вместо лампы включить электрическую плитку сопротивлением 88 Ом, то:

Теперь включим моток проволоки сечением 1 мм² и длиной 60 м. Сопротивление такой проволоки приблизительно равно 1 Ом, тогда:

Это большой ток, он, конечно, сожжет предохранительные пробки, может натворить других больших бед: испортить не только проводку, но и вызвать пожар.

IV. Закрепление изученного

- Как читается закон Ома? Как он был установлен?

- Как выглядят графики зависимости силы тока от напряжения и сопротивления?

- Что такое короткое замыкание? Чем оно опасно?

V. Решение задач

Задача 1

Сопротивление вольтметра равно 12000 Ом. Какова сила тока, протекающего через вольтметр, если он показывает напряжение, равное 120 В?

Задача 2

В паспорте амперметра написано, что его сопротивление равно 0,1 Ом. Определите напряжение на зажимах амперметра, если он показывает силу тока 10 А.

Задача 3

Определите сопротивление лампы, сила тока в которой 0,5 А при напряжении 120 В.

Задача 4

Реостат изготовлен из никелиновой проволоки длиной 50 м и площадью поперечного сечения 1 мм². Напряжение на его зажимах 45 В. Определите силу тока, проходящего через реостат.

Дано:

Решение:

По закону Ома:

Сопротивление проводника:

Подставив (2) в (1), получим:

Ответ: I = 22,5 A.

Задача 5

Согласно закону Ома, сопротивление проводника R = U/I. Правильно ли утверждать, что сопротивление данного проводника прямо пропорционально приложенному к нему напряжению и обратно пропорционально силе тока в нем?

(Ответ: Нет, утверждать это нельзя. Приведенная формула указывает лишь способ вычисления сопротивления, если известны напряжение на проводнике и сила тока в нем. Само же сопротивление зависит от геометрических параметров и физических свойств проводника.)

Домашнее задание

1. § 14;

2. Задачи 47, 51, 53, 54, 56.