Законы последовательного соединения проводников.

Урок физики в 8 классе

Законы последовательного соединения проводников.

Автор: Бельтюкова Ольга Валерьевна,

учитель физики и информатики

МКОУ СОШ с.Талица,

Фалёнского района, Кировской области

Тема урока

 « Законы последовательного соединения проводников»

Цель:             1. Изучить закономерности последовательного соединения потребителей тока.

                        2. Раскрыть  взаимозависимость I, U и R.

                        3. Формировать умения рассчитывать электрические цепи с последовательным

                            соединением проводников.

Ход урока:

Изучая тему «Электрический ток», мы встречались с целым рядом физических величин. Назовите их пожалуйста ?

• Сила тока;  обозначается буквой - I ; единица измерения - 1А ; прибор для определения – амперметр;  физический смысл - характеризует электрический ток.
• Напряжение; обозначается буквой - U ; единица измерения - 1В; прибор для определения – вольтметр; физический смысл – характеризует электрическое поле.
• Сопротивление; обозначается буквой - R ; единица измерения – 1Ом; физический смысл – характеризует проводник.
• Физические величины: выражаются числом, их измеряют приборами, связь между ними выражается математическим соотношением.

Физические величины сила тока, напряжение и сопротивление – связаны между собой законом. Каким же?

• Законом Ома.      

Как зависит сила тока от напряжения?

• Сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется. График.(рис.1)

Как зависит сила тока от сопротивления?

• Сила тока в проводнике обратно

пропорциональна сопротивлению проводника,

при условии, что напряжение не меняется. График.(рис.2)

 

Так как сопротивление характеризует проводник значит оно зависит от ?

• Длинны проводника, площади сечения проводника, удельного сопротивления проводника.

Эту зависимость можно выразить формулой. Какой?

•       

Что такое электрическая цепь?

• Различные соединения источников и потребителей электрического тока.

Простейшую электрическую цепь составляют ?

• Источник, потребитель, ключ, провода.

Потребителей много, это показывает практика; часто приходится включать не один, а несколько потребителей. Их можно включать разными способами. Какими ?

• Последовательно и параллельно.

Постройте в тетради схемы:    1 вариант – последовательного соединения потребителей, 2 вариант- параллельного соединения потребителей.  Затем поменялись тетрадями взаимоконтроль.

И так тема нашего урока «Законы последовательного соединения проводников»

 

Соберем схему (рис.3):

Что будет, если одну вывернуть?  

• Если вывернуть одну лампу, о вторая тоже погаснет, т.к. цепь разомкнется.

Вывод: особенность последовательного соединения  - в ней отсутствуют разветвления: «конец» первого провода соединен с «началом» второго и т.д.

Проверим на нашей цепи и по схеме в учебнике ( рис. 78 стр. 111)

Выясним закономерности последовательного соединении:

• Начнем с силы тока. В ходе лабораторной работы № 4 мы выяснили, что при последовательном соединении сила тока в любых частях цепи одинакова:

                                                     I= I₁ =I₂ =I₃

• А чему равно сопротивление последовательного соединённых проводников?  Соединяя проводники последовательно, мы как бы увеличивали длину проводника, что же при этом можно сказать о сопротивлении цепи?  Сопротивление становится больше сопротивления одного проводника, т.к.

                                                     R~ℓ   ()

из этого можно сделать вывод:

      общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

                                                     R=R₁+R₂+R₃

• Осталось выяснить вопрос с напряжением. Для этого воспользуемся законом Ома (вспомним ещё раз его!)

                                         ;   =  ;     = 

                                         U=IR ;     U₁=I₁R₁  ;        U₂= I₂R₂    I = const

Вывод: значит напряжение будет большим на проводнике с наибольшим сопротивлением значит                                   U=U₁+U₂+U₃

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на отдельных участках.

Эту формулу можно и вывести из закона Ома , т.е. доказать. Выразим из   сопротивление:

                               ;     ; 

                              R= R₁+R₂       значит 

                           но I=I₁ =I₂       значит    U= U₁+ U₂

 В ходе лабораторной работы № 5 «Измерение напряжения на различных участках электрической цепи».  Мы выяснили, что напряжение на участке из двух спиралей было равно сумме напряжений на каждой спирали.

                                                     U = U₁+ U₂

Все приведенные закономерности справедливы для любого числа последовательно соединенных проводников.

 

                                         I= I₁= I₂                     законы

                                         U= U₁ + U₂       последовательного

                                         R= R₁ + R₂             соединения

Проверим экспериментально полученные соотношения. На опыте определим R и U. При последовательно соединенных проводниках.

Соберем цепь (рис.4):   (амперметр, вольтметр, 2 спирали , источник тока, реостат и ключ)

                                         амперметр – только последовательно !!!

                                         вольтметр – только параллельно !!!

 

• Замкнем цепь.
• Определим показания амперметра ( обратить внимание на цену деления!). Везде одинаково.

                                                                 I = I₁ = I₂ = 1А

• Подсоединим вольтметр ( параллельно)   к первой спирали.

                                                                 U₁ = 2 В

• Вычислим сопротивление:                значит     ;  

• Подсоединим вольтметр ( параллельно)   ко второй спирали. U₂= 4 B ;
• Подсоединим вольтметр ( параллельно)   к  двум   спиралям.

                                                      U = 6B;     или R= R₁+R₂ = 6 Ом

• Вычислим напряжение : U = U₁ + U₂= 2В + 4В = 6 В

Что и требовалось доказать! Молодцы!

Краткое описание документа:

• Урок  в 8 классе  тема «Законы последовательного соединения проводников»

      по учебнику «ФИЗИКА 8 »  А.В. Перышкин.

• Урок комбинированный т.к. необходимо вспомнить старый материал, который подводит к новому материалу; изучить его; провести систематизацию знаний.
• Главный этап урока  - усвоение новых знаний.
• Вывести законы последовательного соединения.
• Экспериментально доказать законы последовательного соединения.

• Цель:             1. Изучить закономерности последовательного соединения потребителей тока.

                          2. Раскрыть  взаимозависимость I, Uи R.

                          3. Формировать умения рассчитывать электрические цепи с последовательным

                              соединением проводников.