Электрическое сопротивление. Резисторы - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Цели урока:

Познакомить учащихся с электрическим сопротивлением проводников как физической величиной. Дать объяснение природе электрического сопротивления на основании электронной теории. Показать зависимость сопротивления от геометрических размеров проводника.

Ход урока

I. Повторение. Проверка домашнего задания

- Что такое электрическое напряжение? Какой буквой оно обозначается?

- По какой формуле находится напряжение?

- Как называется единица напряжения?

- Как называется прибор для измерения напряжения? Как он обозначается на схемах?

- Какими правилами следует руководствоваться при включении вольтметра в цепь?

II. Новый материал

Эксперимент 1

Собираем электрическую цепь по схеме (рис. 117).

Резистор представляет собой кусок проволоки.

Запомним показания амперметра.

Далее заменим резистор на кусок проволоки из другого материала такой же длины и той же площадью поперечного сечения. Видим, что показания амперметра различны, т. е. сила тока изменилась. При этом напряжение в обоих опытах остается неизменным. Следовательно сила тока зависит от свойств проводников. Разные проводники обладают различным сопротивлением. Электрическое сопротивление (R) - физическая величина, которая измеряется в омах (Ом).

От чего же зависит сопротивление? Из эксперимента 1 видно, что оно зависит от материала, из которого изготовлен проводник.

Эксперимент 2

Собираем схему, как в предыдущем опыте, но вместо резистора по очереди включаем в цепь железные проволоки разной длины, но с одинаковой площадью сечения. Замечаем показания амперметра в каждом случае.

Вывод: сила тока (а значит, и сопротивление) зависит от длины проводника.

Эксперимент 3

Та же схема, что и в предыдущих опытах. В качестве резистора по очереди включаются в цепь два куска железной проволоки равной длины, но с разной площадью поперечного сечения. Снимаются показания амперметра.

Вывод: сила тока (а значит, и сопротивление) зависит от площади поперечного сечения проводника.

Отсюда сопротивление проводника:

где ρ - удельное сопротивление вещества (Ом·мм²/м);

l - длина проводника [м];

S - площадь поперечного сечения [мм²].

Так как сопротивление зависит от длины проводника, то существует устройство, с помощью которого в электрической цепи можно изменять сопротивление. Это реостат.

Конструкция реостатов позволяет изменять длину проводника, по которому течет ток, изменяя при этом сопротивление в цепи. Путем изменения сопротивления цепи можно влиять на силу тока в ней. От нее, в свою очередь, зависит действие, оказываемое током на различные устройства в цепи.

III. Закрепление изученного

- Как зависит сопротивление проводника от его длины и от площади поперечного сечения?

- Как показать на опыте зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен?

- Что называется удельным сопротивлением проводника?

- По какой формуле можно рассчитывать сопротивление проводников?

- В каких единицах выражается удельное сопротивление проводника?

- Из каких веществ изготавливают проводники, применяемые на практике?

- Для чего предназначен реостат?

- Почему в реостатах используют проволоку с большим удельным сопротивлением?

- Для каких величин указывают на реостате их допустимые значения?

- Как на схемах электрических цепей обозначают реостат?

IV. Решение задач

Задача Л-1313

Определите сопротивление медного контактного провода, подвешенного для питания трамвайного двигателя, если длина провода равна 5 км, а площадь поперечного сечения 0,65 см².

Задача Л-1321

Обмотка реостата, изготовленная из никелиновой проволоки, имеет сопротивление 36 Ом. Какой длины эта проволока, если площадь ее поперечного сечения равна 0,2 мм²?

Задача Л-1325

Сопротивление проволоки, у которой площадь поперечного сечения 0,1 мм², равно 180 Ом. Какой площади поперечного сечения надо взять проволоку той же длины и того же материала, чтобы сопротивление получилось 36 Ом?

Задача Л-1335

Какой длины надо взять железную проволоку площадью поперечного сечения 2 мм², чтобы ее сопротивление было такое же, как сопротивление алюминиевой проволоки длиной 1 км и сечением 4 мм²?

Задача Л-1333

Какова масса медного провода длиной 2 км и сопротивлением 8,5 Ом?

Домашнее задание

1. § 12, 13;

2. Задачи 41, 42; Л-1334, Л-1336.