«Calcul de la résistance des conducteurs. Résistivité

Résumé de la leçon

physique 8e année

«Calcul de la résistance des conducteurs.

Résistivité"

Sujet de cours. Dépendance de la résistance du conducteur à d'autres grandeurs physiques.

Objectifs de la leçon (résultats d'apprentissage prévus) :

Personnel:

    développement de l'indépendance dans l'acquisition de nouvelles connaissances et compétences pratiques ;

    développer la capacité de mener un dialogue sur la base de relations égales et de respect mutuel.

Métasujet : développement des compétences des étudiants :

    déterminer de manière indépendante le but de votre travail ;

    évaluer l'exactitude des hypothèses du point de vue des informations obtenues au cours de l'étude ;

    formuler votre propre opinion et position, l'argumenter et la coordonner avec les positions des partenaires de coopération lors de l'élaboration d'une solution commune dans le cadre d'activités conjointes ;

    évaluer et analyser de manière indépendante vos propres activités du point de vue des résultats obtenus.

Sujet:

    formation d'une idée de la dépendance de la résistance des conducteurs aux grandeurs physiques;

    développer la capacité de planifier et de mener une expérience et de formuler une conclusion basée sur les résultats de l'expérience ;

    développer la capacité d'appliquer les connaissances sur la dépendance de la résistance des conducteurs aux grandeurs physiques pour expliquer les phénomènes physiques et résoudre des problèmes appliqués.

Matériels et équipements :

    ordinateurs portables, projecteur et écran ;

    présentation informatique « Dépendance de la résistance aux grandeurs physiques »

    feuille de travail pour mener une étude expérimentale (Annexe n°1) ;

    des fiches de travail à remplir sur ordinateur portable lors de l'étude expérimentale, complétées dans le cadre du programme ;

    fiche de travail d'essai de diagnostic (Annexe n°2) ;

    tâches appliquées aux devoirs (Annexe n°3)

    marqueurs et feuille A3 pour chaque groupe.

    ensembles pour la recherche expérimentale : ampèremètre, voltmètre, source de courant, clé, fils de liaison, conducteurs métalliques :

    longueur et section transversale égales, mais résistivité différente - 2 pièces ;

    fabriqué à partir du même matériau, ayant des longueurs égales, mais des sections transversales différentes - 2 pièces ;

    fait du même matériau, ayant des sections transversales égales, mais des longueurs différentes - 2 pcs.

Pendant les cours.

    Motivation.

Objectif : créer une situation problématique liée au manque de connaissances sur les raisons pour lesquelles il est impossible de remplacer les fils de connexion en métaux non ferreux par d'autres qui n'attireraient pas l'attention des intrus

Étudiants

Qu'est-ce qui est affiché à l'écran ?

Schéma du circuit électrique.

Quels sont les principaux éléments d’un circuit électrique ?

Source de courant, consommateurs d'énergie électrique, dispositifs de fermeture, fils de connexion.

Quelles sont les trois grandeurs qui caractérisent un circuit électrique ?

Des symboles apparaissent à l'écran : I, U, R

Courant, tension électrique et résistance électrique.

Quelle relation existe-t-il entre ces quantités ? Qui a fait ce lien ? (Comment la loi d'Ohm est-elle lue ?)

Les réponses des élèves sont entendues et la dépendance du courant à la tension et à la résistance ainsi que la formule de la loi d'Ohm apparaissent à l'écran.

L'intensité du courant est directement proportionnelle à la tension aux extrémités du conducteur. Le courant dans un conducteur est inversement proportionnel à la résistance du conducteur.

La dépendance du courant à la tension et à la résistance a été établie par Georg Ohm en 1827.

Pour transmettre le courant électrique à distance, on utilise des fils de connexion, principalement constitués de métaux non ferreux, par exemple l'aluminium.

Les cas de vol de métaux non ferreux sont fréquents. Voici ce qu'ils écrivent dans le journal régional « Na Smenu » : « Aujourd'hui, l'une des principales causes des situations d'urgence et de pré-urgence sur les gazoducs, les chemins de fer et dans le secteur de l'énergie est le vol. Le circuit électrique, qui contient beaucoup de cuivre et d'éléments contenant du cuivre, est également précieux pour les voleurs, tout comme les fils en aluminium des lignes électriques.

L'État dépense beaucoup d'argent pour le remplacement et la protection. Peut-être que ce problème peut être résolu différemment en remplaçant les fils de connexion en métaux non ferreux par d'autres qui n'attireront pas l'attention des intrus ?

Nous noterons nos hypothèses sur un « cloud ». C'est devant vous.

Nous voyons différents points de vue. L'enseignant lit plusieurs options d'hypothèses.

Les élèves rédigent diverses versions d’hypothèses, parmi lesquelles, par exemple, les suivantes :

    Les fils ne peuvent pas être remplacés car les métaux non ferreux, contrairement à d’autres, ont une résistance plus faible, ce qui signifie une meilleure conductivité.

    Les fils peuvent être remplacés, car la conductivité ne dépend pas du matériau dont est constitué le conducteur.

    Les fils ne peuvent pas être remplacés, car les métaux non ferreux possèdent des caractéristiques particulières qui augmentent la conductivité électrique.

Peut-être que le travail que nous effectuerons à l’étape suivante nous aidera à tester nos hypothèses et à résoudre la situation problématique.

Qu'est-ce que je dois faire?

De mener des recherches.

Résultat : plusieurs variantes d'hypothèses sont apparues, ce qui a nécessité leur test. Les étudiants se sont souvenus des éléments de base d'un circuit électrique et de ses caractéristiques, ont établi une relation entre eux, une révision du matériel précédemment étudié leur permettra de planifier et de mener avec plus de confiance des recherches expérimentales à l'étape suivante de la leçon.

    Étude.

Objectif : établir au cours d'une étude expérimentale comment telle ou telle caractéristique du conducteur affecte la résistance.

Étudiants

Par où suggérez-vous de commencer vos recherches ? (Quelles seront vos actions ?)

Établir ce qui détermine la résistance des conducteurs ? A partir de quelles grandeurs physiques ?

Dans les cours de physique, nous utilisons deux types de recherche : théorique et expérimentale. Quel type de recherche aimez-vous le plus faire ?

Aujourd'hui, vous avez la possibilité de mener une étude expérimentale indépendante.

Je préfère mener des recherches expérimentales.

Les étudiants travaillent en groupes. Les deux groupes travaillent avec des conducteurs ayant des longueurs et des sections transversales égales et des résistivités différentes.

Deux groupes travaillent avec des conducteurs du même matériau, ayant des longueurs égales mais des sections transversales différentes

Deux groupes travaillent avec des conducteurs du même matériau, ayant des sections transversales égales mais des longueurs différentes

En fonction du niveau de développement de la capacité à élaborer un plan de recherche, un groupe reçoit un plan d'étude expérimentale. Ils doivent terminer la tâche, analyser les résultats et tirer une conclusion. La feuille de travail du plan de recherche est présentée en annexe 1.

Conception d'étude expérimentale.

    Assemblez le circuit à l’aide de cet équipement.

    Prenez des lectures d'ampèremètre et de voltmètre lorsque des fils métalliques sont connectés au circuit de données et calculez la résistance.

    Entrez les données dans l'ordinateur.

    Comparez les résistances, découvrez ce qui a influencé la valeur de la résistance.

    Tirer une conclusion.

    Analysez graphiquement les dépendances du courant sur la tension et la résistance.

D'autres groupes se voient proposer une tâche de niveau supérieur :

    Analyser le matériel proposé.

    Créez un plan pour une étude expérimentale et mettez-le en œuvre.

    Entrez les données reçues dans l'ordinateur.

    Tirer une conclusion conformément aux données reçues.

Résultat : les étudiants en groupes ont mené une étude expérimentale avecconducteurs ayant des caractéristiques différentes, basées surles résultats de l'expérience ont formulé une conclusionsur la dépendance de la résistance d'un conducteur sur des grandeurs physiques, telles que la longueur du conducteur, sa section transversale, ainsi que sur le type de substance à partir de laquelle le conducteur est fabriqué.

    Échange d'informations .

Objectif : permettre aux groupes de présenter les résultats de leurs travaux à l'ensemble de la classe et d'organiser une discussion sur ces résultats.

Les groupes ont rempli des feuilles de travail sur des ordinateurs portables. Lorsque les groupes ont présenté les résultats de leur travail, il a été demandé aux étudiants de prêter attention à l'exhaustivité et à l'exactitude de la formulation de la conclusion basée sur les résultats de l'étude expérimentale.

Des groupes travaillant avec des conducteurs qui diffèrent uniquement par leur résistivité ont conclu : La résistance dépend du matériau dans lequel le conducteur est fabriqué.

Ce qui suit apparaît au tableau : R.dépend du type de substance

Des groupes travaillant avec des conducteurs ne différant que par leur section transversale ont conclu : plus la surface (S) est grande, plus le courant (I) est élevé, plus la résistance (R) est faible.

La résistance est inversement proportionnelle à la surface de la section transversale :R.~ 1/ S

Des groupes travaillant avec des conducteurs de longueur différente sont parvenus à la conclusion suivante : plus la longueur (l) est grande, moins le courant (I) est grand, plus la résistance (R) est grande.

La résistance est directement proportionnelle à la longueur du conducteur :R.~ je

Résultat : la présentation des résultats des travaux a montré que tous les groupes ont mené à bien l'étude expérimentale. Les conclusions formulées par les étudiants à partir des résultats sont pour la plupart présentées dans leur intégralité. Les étudiants ont fait des ajouts au fur et à mesure que les résultats étaient présentés, et d'autres ont posé des questions de clarification.

    Organiser et relier les informations .

Objectif : relier les données obtenues lors des représentations des groupes pour formuler une conclusion sur la dépendance de la résistance des conducteurs aux grandeurs physiques. Établissez la signification physique de la résistivité d'un conducteur et formulez la conclusion que les métaux non ferreux ont une résistivité plus faible, ce qui signifie que, toutes caractéristiques égales, la résistance des fils en métaux non ferreux sera moindre. Tirer une conclusion sur l’exactitude des hypothèses.

Étudiants

Formuler une conclusion générale sur la dépendance de la résistance des conducteurs aux grandeurs physiques

La résistance d'un conducteur dépend directement du matériau dans lequel il est constitué, de la longueur du conducteur et en proportion inverse de la surface de la section transversale.

En établissant la dépendance de la résistance aux grandeurs physiques, avons-nous tout pris en compte ?

Les étudiants étaient d’accord et certains ont suggéré que la résistance dépend de la température.

En effet, il existe une dépendance linéaire de la résistance à la température. On peut en apprendre davantage dans la littérature scientifique, cette addiction sera abordée au lycée.

À l’aide des données obtenues lors de l’étude expérimentale, pouvons-nous écrire une formule pour calculer la résistance ?

Les étudiants proposent leurs options.

R= k ____, où k est le coefficient

S proportionnalité,

qui caractérise la substance à partir de laquelle le conducteur est constitué

Précisez quelles grandeurs physiques sont incluses dans la formule et quelles sont leurs unités de mesure ?

R – résistance du conducteur, [R] = Ohm ;

je – longueur du conducteur, [ je] = m;

S – surface transversale,

[S] = mm2, [S] = m2.

L'enseignant aborde la présentation. À l'aide du matériel de présentation, l'enseignant introduit le concept de résistivité des conducteurs

r est la résistivité du conducteur. Notez la formule pour calculer la résistivité.

r = RS / je

Quelles sont les unités de mesure de cette quantité ?

[r] = Ohmmm2/m; [r] = Ohm m 2 /m = Ohm m

Nous devons comprendre quelle est la signification physique de cette quantité ? Que détermine cette valeur dans la formule ?

Dépendance de la résistance sur le type de substance

Un de nos groupes a travaillé avec cette addiction (le professeur fait référence aux résultats de l'étude).

Qu'arriverait-il à la résistance d'un conducteur en cuivre si on le prenait avec une longueur de 1 m et une section transversale de 1 mm 2 ?

La résistance du conducteur était égale à la résistivité

Qu'est-ce que la résistivité des conducteurs ?

La résistivité d'un conducteur est la résistance d'un conducteur d'une substance donnée, prise de 1 m de long et d'une section transversale de 1 mm2

Référons-nous au tableau à l'écran (tableau des valeurs de résistivité des différents métaux).

Déterminez la résistivité du cuivre, de l’aluminium et du fer à partir du tableau. Comparez-les.

r cuivre = 0,0175 Ohm mm 2 /m

r aluminium = 0,03 Ohm mm 2 /m

r fer = 0,13 Ohm mm 2 /m

Les métaux non ferreux ont une résistivité plus faible, ce qui signifie que, toutes caractéristiques égales, la résistance des fils en métaux non ferreux sera moindre.

Résultat : la conclusion générale de la leçon a été formulée et les élèves sont parvenus à un consensus sur le fait que les métaux non ferreux, à caractéristiques égales par ailleurs, ont moins de résistance que les autres.

    Réflexion.

Objectif : obtenir des retours et attirer l'attention des étudiants sur l'importance d'étudier ce sujet.

Étudiants

Revenons au début de la leçon. Qui était sur le point de résoudre correctement la situation problématique ?

Celui qui exprimait l'idée que les métaux non ferreux, contrairement aux autres, ont moins de résistance, et donc une meilleure conductivité, s'est avéré avoir plus raison.

Est-il nécessaire de supprimer certaines hypothèses ?

Les élèves proposent de supprimer certaines bulles d’hypothèse.

Quel est le secret de votre confiance dans les réponses ?

Au début de la leçon, nous avons correctement formulé l'objectif, déterminé le plan de recherche expérimentale, été prudents lors de la réalisation de l'expérience et avons pu détecter la relation entre les grandeurs physiques.

Quelles nouvelles informations avez-vous relevées par vous-même ?

La résistance d'un conducteur dépend de sa longueur, de sa section transversale et du matériau à partir duquel il est fabriqué.

Pour transmettre l'électricité à distance, des conducteurs en métaux non ferreux peuvent être utilisés, car ils ont une conductivité électrique accrue.

Les connaissances que vous avez apprises dans la leçon d'aujourd'hui vous seront-elles utiles dans la vie ?

Les étudiants expriment différents points de vue, par exemple :

    Les connaissances nous permettront d'expliquer pourquoi les métaux non ferreux sont les meilleurs conducteurs de l'électricité.

    Les connaissances nous aideront à identifier les matériaux pouvant être utilisés pour augmenter ou diminuer la résistance d'un conducteur.

Résultat : sensibilisation des étudiants à l’importance d’étudier ce sujet.

    Application.

Objectif : utiliser de nouvelles connaissances pour résoudre des problèmes appliqués. Contrôle et maîtrise de soi de la maîtrise du nouveau matériel.

Les étudiants sont invités à réaliser des tâches (Annexe n°2) présentées sur des ordinateurs permettant l'autotest. Ensuite, vous évaluez votre travail sur l'échelle utilisée pour évaluer une tâche similaire à l'examen d'État -9 en physique : 1 point - il n'y a pas d'erreurs dans le travail et 0 point - une erreur a été commise.

Résultat : mettre à jour les connaissances acquises tout en résolvant des problèmes appliqués. Après avoir terminé le travail, nous avons discuté de ses résultats : 93 % des étudiants ont terminé les tâches correctement. Cela indique un niveau assez élevé d’assimilation du matériel pédagogique par les étudiants au stade initial.

    Devoirs.

Les étudiants sont invités à préparer une synthèse sur le sujet de la leçon à l'aide du § 45 et à résoudre un problème de conception :

L'utilisation du courant électrique, ou, comme on dit, de l'électricité, coûte assez cher, nous devons donc l'utiliser de manière rationnelle. Par exemple, au crépuscule, nous commençons à recourir à l’éclairage artificiel : plus il fait sombre dehors, plus il faut d’éclairage. Mais nos appareils d'éclairage fonctionnent toujours dans le même mode. (L'enseignant s'est dirigé vers l'interrupteur et a démontré le processus d'éclairage de la classe.)

Vous êtes invité, en utilisant le matériel de la leçon d'aujourd'hui, à imaginer un appareil avec lequel vous pourriez modifier l'intensité de la lampe.

Pour appliquer les connaissances acquises au cours, les étudiants se voient proposer un choix de 2-3 tâches à caractère appliqué (Annexe n°3), par exemple :

    Trois fils de même section et longueur - cuivre, tungstène et plomb - sont connectés en parallèle au circuit de la batterie. Lequel transportera le plus de courant ?

    Une bobine de fil constantan mesure 10 m de long. Comment déterminer sa section transversale à l'aide d'un ampèremètre et d'un voltmètre sans dérouler le fil ?

    Il y a deux conducteurs du même matériau. Un conducteur est trois fois plus long que l'autre. Un conducteur court a une section transversale deux fois plus grande. Quel conducteur a la plus grande résistance ?

«Calcul de la résistance des conducteurs. Résistivité"

Objectifs de la leçon:

Éducatif: Créer des conditions qui encouragent l’activité auto-éducative

les étudiants, appliquent leurs connaissances dans une situation nouvelle, développent la capacité de résoudre

tâches de calcul. Déterminer la dépendance de la résistance du conducteur sur sa longueur,

surface transversale et substance à partir de laquelle elle est fabriquée.

Du développement: Développer des éléments de recherche créative basés sur la technique de généralisation des connaissances, la capacité d'analyser, d'observer, d'assembler des circuits électriques, de dessiner des schémas, de développer des compétences pratiques de travail, l'intérêt pour le sujet en effectuant diverses tâches.

Éducatif: Éducation aux concepts de vision du monde ; connaissance du monde environnant; nourrir un sentiment d’entraide fraternelle, de compréhension mutuelle, le sens des responsabilités et l’éthique du travail en binôme.

Équipement: source de courant, ampèremètre, voltmètre, règle, clé, consultable

conducteurs, fils de connexion, ordinateur, projecteur.

Pendant les cours

I. Étape organisationnelle. Définir les objectifs de la leçon. (1 minute.)

II. Étape de mise à jour des connaissances de base(10 min.) – travaillez avec toute la classe

1. Quelle est la force actuelle ? Quelle lettre représente-t-il ?

2. Quelle formule est utilisée pour calculer l’intensité du courant ?

3. Quel est le nom de l'unité de mesure du courant ? Comment est-il désigné ?

4. Quel est le nom de l'appareil de mesure du courant ? Comment est-ce indiqué sur les schémas ?

5. Quelle formule est utilisée pour trouver la charge électrique traversant la section transversale d'un conducteur si l'intensité du courant et l'heure de son passage sont connues ?

6. Qu'est-ce que la tension électrique ? Quelle lettre représente-t-il ?

7. Quelle formule est utilisée pour calculer la tension électrique ?

8. Comment s’appelle l’unité de mesure de la tension ? Comment est-il désigné ?

9. Quel est le nom de l'appareil de mesure de la tension électrique ? Comment est-ce indiqué sur les schémas ?

10. Quelles règles doivent être suivies lors de la connexion d'un voltmètre à un circuit ?

11. Quelle est la relation entre le courant et la tension ?

12. Quelle est la désignation de la résistance électrique ?

13. Comment l’intensité du courant dépend-elle de la résistance ?

14. Formuler la loi d'Ohm pour une section du circuit

III . Explication du matériel. ( 10 minutes)

Dans la leçon précédente, nous avons découvert que la cause de la résistance des conducteurs est l'interaction des électrons en mouvement avec les ions du réseau cristallin.

Différents conducteurs ont une résistance différente en raison des différences dans la structure de leur réseau cristallin, dues aux différentes longueurs et sections transversales.

Cela signifie que nous pouvons supposer que la résistance d’un conducteur dépend de sa longueur et de sa section transversale, ainsi que de la substance à partir de laquelle il est fabriqué.

Faisons une expérience: Le courant dans le circuit est mesuré avec un ampèremètre, la tension avec un voltmètre. Connaissant ces paramètres et utilisant la loi d'Ohm, vous pouvez déterminer la résistance de chaque conducteur. Différents conducteurs sont tour à tour inclus dans le circuit source de courant :

Fils de nickel de même épaisseur, mais de longueurs différentes ;

Fils de nickel de même longueur, mais d'épaisseurs différentes (surfaces de section différentes) ;

Fils de nickel et de nichrome de même longueur et épaisseur.

conclusions:

    De deux fils de nickel de même épaisseur, le fil le plus long a une plus grande résistance ;

    Parmi deux fils de nickel de même longueur, le fil de plus petite section a la plus grande résistance ;

    Les fils de nickel et de nichrome de même taille ont des résistances différentes.

La dépendance de la résistance d'un conducteur en fonction de sa taille et de la substance à partir de laquelle le conducteur est fabriqué a été étudiée expérimentalement pour la première fois Ohm.

Il a découvert que la résistance est directement proportionnelle à la longueur du conducteur, inversement proportionnelle à sa section transversale et dépend de sa substance.

Comment prendre en compte la dépendance de la résistance au matériau qui constitue le conducteur ?

Pour ce faire, calculez la soi-disant résistivité de la substance.

Résistivité est une grandeur physique qui détermine la résistance d'un conducteur constitué d'une substance donnée d'une longueur de 1 m et d'une section transversale de 1 m2.

L'unité SI de résistivité est 1 ohm*m, ou

Les valeurs de résistivité des conducteurs sont données dans le tableau 8 (p. 105 manuel de physique de 8e année, auteur A.V. Peryshkin).

Il a été établi expérimentalement que la résistivité des métaux augmente avec l'augmentation de la température.

De tous les métaux, l’argent et le cuivre ont la plus faible résistivité. L’argent et le cuivre sont donc les meilleurs conducteurs d’électricité. Lors du câblage des circuits électriques, des fils d'aluminium, de cuivre et de fer sont utilisés.

Dans de nombreux cas, des appareils à haute résistance sont nécessaires. Ils sont fabriqués à partir d'alliages spécialement créés - des substances à haute résistivité.

Par exemple, comme le montre le tableau 8, l'alliage nichrome a une résistivité près de 40 fois supérieure à celle de l'aluminium.

La porcelaine et l'ébonite ont une résistivité si élevée qu'elles ne conduisent presque pas le courant électrique ; elles sont utilisées comme isolants.

IV . Fixation du matériel.(15 minutes.)

Les étudiants se voient proposer une version des devoirs compilés conformément aux KIM de l'Académie nationale des sciences. Les tâches sont discutées collectivement et les tâches n°3, 4, 6 sont résolues une à une au tableau.

Partie 1

    La résistance du conducteur dépend de


1) 0,204 ohms 2) 0,816 ohms 3) 2,04 ohms 4) 28,23 ohms

    Pour modifier en douceur la force actuelle, vous devez utiliser

    1. Changer 3) rhéostat à levier

      rhéostat à curseur 4) ampèremètre

    Combien de temps faut-il prendre du fil de nickel d'une section de 0,2 mm 2 pour réaliser un rhéostat avec une résistance de 20 Ohms ?

1) 5 m 2) 10 m 3) 15 m 4) 20 M

Partie 2

    Établir une correspondance entre les grandeurs physiques et les formules pour leur calcul. Pour chaque position de la première colonne, sélectionnez la position correspondante dans la seconde et notez les nombres sélectionnés dans le tableau sous les lettres correspondantes

Grandeurs physiques Formule

UN) actuel 1)

B) tension 2)

DANS) résistance 3)

4)

5)

Application Appareil

UN) pour mesurer la tension 1) rhéostat

B) pour mesurer le courant 2) voltmètre

3) galvanomètre

4) ampèremètre

5)électroscope

V. Devoirs. P 45, 46, exercice 20 n°2 (v)

Rhéostats

Un rhéostat est un appareil utilisé pour réguler le courant dans un circuit.

Le rhéostat le plus simple est un fil à haute résistivité, comme le nickel ou le nichrome.

Types de rhéostats :

Rhéostat à curseur - un autre type de rhéostat, dans lequel un fil d'acier est enroulé autour d'un cylindre en céramique. Le fil est recouvert d'une fine couche de tartre, qui ne conduit pas le courant électrique, ses spires sont donc isolées les unes des autres. Au-dessus de l'enroulement se trouve un métal tige le long de laquelle le curseur se déplace.

Il est plaqué contre les spires du bobinage. Du frottement du curseur sur les spires, la couche de tartre s'efface et le courant électrique dans le circuit passe des spires de fil au curseur, puis dans la tige. Lorsque le rhéostat est connecté au circuit, vous pouvez déplacer le curseur, augmentant ou diminuant ainsi la résistance du rhéostat.

Rhéostat liquide - représente un réservoir d'électrolyte dans lequel sont immergées des plaques métalliques.

Rhéostat à fil - constitué d'un fil constitué d'un matériau à haute résistivité, tendu sur une armature.

Ne dépassez pas l'intensité actuelle du rhéostat, car l'enroulement du rhéostat pourrait griller.

Nous utilisons souvent un rhéostat dans la vie quotidienne, par exemple pour régler le volume de la télévision et de la radio, augmenter et diminuer la vitesse de conduite d'une voiture.

Aperçu:

Développement d'une leçon sur le sujet

«Calcul de la résistance des conducteurs. Résistivité"

Physique, 8e année.

Développé par: Belovol Lyudmila Viktorovna

Professeur de physique MBOU Lycée N°42

Ville de Krasnodar

La science commence dès qu’on commence à mesurer.

La science exacte est impensable sans mesure.

D.I. Mendeleïev

Objectifs de la leçon:

Éducatif: Créer des conditions qui encouragent l’activité auto-éducative

Les étudiants, appliquent leurs connaissances dans une situation nouvelle, développent la capacité de résoudre

Tâches de calcul. Déterminer la dépendance de la résistance du conducteur sur sa longueur,

La surface de la section transversale et la substance à partir de laquelle elle est fabriquée.

Du développement: Développer des éléments de recherche créative basés sur la technique de généralisation des connaissances, la capacité d'analyser, d'observer, d'assembler des circuits électriques, de dessiner des schémas, de développer des compétences pratiques de travail, l'intérêt pour le sujet en effectuant diverses tâches.

Éducatif: Éducation aux concepts de vision du monde ; connaissance du monde environnant; nourrir un sentiment d’entraide fraternelle, de compréhension mutuelle, le sens des responsabilités et l’éthique du travail en binôme.

Équipement : source de courant, ampèremètre, voltmètre, règle, clé, consultable

Conducteurs, fils de connexion, ordinateur, projecteur.

Pendant les cours

I. Étape organisationnelle. Définir les objectifs de la leçon. (1 minute.)

II. Étape de mise à jour des connaissances de base(10 min.) – travaillez avec toute la classe

1. Quelle est la force actuelle ? Quelle lettre représente-t-il ?

2. Quelle formule est utilisée pour calculer l’intensité du courant ?

3. Quel est le nom de l'unité de mesure du courant ? Comment est-il désigné ?

4. Quel est le nom de l'appareil de mesure du courant ? Comment est-ce indiqué sur les schémas ?

5. Quelle formule est utilisée pour trouver la charge électrique traversant la section transversale d'un conducteur si l'intensité du courant et l'heure de son passage sont connues ?

6. Qu'est-ce que la tension électrique ? Quelle lettre représente-t-il ?

7. Quelle formule est utilisée pour calculer la tension électrique ?

8. Comment s’appelle l’unité de mesure de la tension ? Comment est-il désigné ?

9. Quel est le nom de l'appareil de mesure de la tension électrique ? Comment est-ce indiqué sur les schémas ?

10. Quelles règles doivent être suivies lors de la connexion d'un voltmètre à un circuit ?

11. Quelle est la relation entre le courant et la tension ?

12. Quelle est la désignation de la résistance électrique ?

13. Comment l’intensité du courant dépend-elle de la résistance ?

14. Formuler la loi d'Ohm pour une section du circuit

III. Explication du matériel. ( 10 minutes)

Dans la leçon précédente, nous avons découvert que la cause de la résistance des conducteursest l'interaction des électrons en mouvement avec les ions du réseau cristallin.

Différents conducteurs ont une résistance différente en raison des différences dans la structure de leur réseau cristallin, dues aux différentes longueurs et sections transversales.

Cela signifie que nous pouvons supposer que la résistance d’un conducteur dépend de sa longueur et de sa section transversale, ainsi que de la substance à partir de laquelle il est fabriqué.

Faisons une expérience : Le courant dans le circuit est mesuré avec un ampèremètre, la tension avec un voltmètre. Connaissant ces paramètres et utilisant la loi d'Ohm, vous pouvez déterminer la résistance de chaque conducteur. Différents conducteurs sont tour à tour inclus dans le circuit source de courant :

Fils de nickel de même épaisseur, mais de longueurs différentes ;

Fils de nickel de même longueur, mais d'épaisseurs différentes (surfaces de section différentes) ;

Fils de nickel et de nichrome de même longueur et épaisseur.

Conclusions :

  1. De deux fils de nickel de même épaisseur, le fil le plus long a une plus grande résistance ;
  1. Parmi deux fils de nickel de même longueur, le fil de plus petite section a la plus grande résistance ;
  1. Les fils de nickel et de nichrome de même taille ont des résistances différentes.

La dépendance de la résistance d'un conducteur en fonction de sa taille et de la substance à partir de laquelle le conducteur est fabriqué a été étudiée expérimentalement pour la première fois Oh.

Il a découvert que la résistance est directement proportionnelle à la longueur du conducteur, inversement proportionnelle à sa section transversale et dépend de sa substance.

Comment prendre en compte la dépendance de la résistance au matériau qui constitue le conducteur ?

Pour ce faire, calculez la soi-disant résistivité de la substance.

Résistivitéest une grandeur physique qui détermine la résistance d'un conducteur constitué d'une substance donnée d'une longueur de 1 m et d'une section transversale de 1 m2.

L'unité SI de résistivité est 1 ohm*m, ou

Les valeurs de résistivité des conducteurs sont données dans le tableau 8 (p. 105 manuel de physique de 8e année, auteur A.V. Peryshkin).

Il a été établi expérimentalement que la résistivité des métaux augmente avec l'augmentation de la température.

De tous les métaux, l’argent et le cuivre ont la plus faible résistivité. L’argent et le cuivre sont donc les meilleurs conducteurs d’électricité. Lors du câblage des circuits électriques, des fils d'aluminium, de cuivre et de fer sont utilisés.

Dans de nombreux cas, des appareils à haute résistance sont nécessaires. Ils sont fabriqués à partir d'alliages spécialement créés - des substances à haute résistivité.

Par exemple, comme le montre le tableau 8, l'alliage nichrome a une résistivité près de 40 fois supérieure à celle de l'aluminium.

La porcelaine et l'ébonite ont une résistivité si élevée qu'elles ne conduisent presque pas le courant électrique ; elles sont utilisées comme isolants.

IV. Fixation du matériel.(15 minutes.)

Les étudiants se voient proposer une version des devoirs compilés conformément aux KIM de l'Académie nationale des sciences. Les tâches sont discutées collectivement et les tâches n°3, 4, 6 sont résolues une à une au tableau.

Partie 1

  1. La résistance du conducteur dépend de
  1. tension qui lui est appliquée
  2. sur le courant et la tension appliquée
  3. à partir d'un matériau conducteur
  4. sur la longueur, la section transversale et le matériau du conducteur
  1. résistance d'un conducteur en nickel d'une longueur de 0,4 m et d'une section transversale de 0,1 mm 2 équivaut à 1 ohm
  2. résistance d'un conducteur en nickel d'une longueur de 1 m et d'une section transversale de 1 mm 2 équivaut à 0,4 ohm
  3. résistance d'un conducteur en nickel d'une longueur de 1 m et d'une section transversale de 0,4 mm 2 équivaut à 1 ohm
  4. résistance d'un conducteur en nickel d'une longueur de 0,1 m et d'une section transversale de 0,1 mm 2 équivaut à 0,4 ohm
  1. Comment la résistance d'un conducteur changera-t-elle si sa longueur est doublée ?
  1. augmentera 2 fois 3) ne changera pas
  2. diminuera de 2 fois 4) deviendra égal à zéro
  1. Le fil de cuivre a une longueur de 240 cm et une section transversale de 0,2 mm 2 . Calculez la résistance de ce fil.

1) 0,204 Ohm 2) 0,816 Ohm 3) 2,04 Ohm 4) 28,23 Ohm

  1. Pour modifier en douceur la force actuelle, vous devez utiliser
  1. Commutateur 3) rhéostat à levier
  2. rhéostat à curseur 4) ampèremètre
  1. De quelle longueur avez-vous besoin pour prendre un fil de nickel d'une section de 0,2 mm 2 pour fabriquer un rhéostat avec une résistance de 20 Ohms ?

1) 5 m 2) 10 m 3) 15 m 4) 20 M

Partie 2

  1. Établir une correspondance entre les grandeurs physiques et les formules pour leur calcul. Pour chaque position de la première colonne, sélectionnez la position correspondante dans la seconde et notez les nombres sélectionnés dans le tableau sous les lettres correspondantes

Grandeurs physiques Formule

A) intensité du courant 1)

B) tension 2)

Carte des cours technologiques

Nom complet de l'enseignant : Shimonaeva E.N.

Note : 8

UMC : « A.V. Perychkine"

Sujet : Physique

Sujet : Calcul de la résistance des conducteurs. Résistivité.

Type de cours : Leçon sur la découverte de nouvelles connaissances

Place et rôle de la leçon dans le sujet étudié : Chapitre « Phénomènes électriques », leçon 11

Cible: Établir la dépendance de la résistance du conducteur en fonction de la longueur, de la section transversale, du type de substance et introduire le concept de résistivité électrique.

*Résultats prévus

Connaissance du sujet, actions du sujet

UUD

réglementaire

éducatif

communicatif

personnel

Savoir déterminer la résistivité et utiliser une table de résistivité ; appliquer les connaissances acquises lors de la résolution de problèmes ; sont capables de comparer et de systématiser les connaissances expérimentales et théoriques ; réaliser une expérience et savoir utiliser les instructions. Nous avons dérivé une formule pour calculer la résistance d'un conducteur.

Capable d’effectuer des actions selon les instructions ; évaluer et ajuster les résultats ; fixez des objectifs pour la leçon et planifiez vos actions pour atteindre l'objectif ; conclure.

Capable d'analyser des données obtenues expérimentalement; généraliser; conclure.

Capable de construire une interaction productive dans un groupe, de participer à des discussions collectives ; écoute, justifie ta réponse.

Représenter le modèle de connexions entre les phénomènes naturels ; un intérêt cognitif s'est formé ; sont capables d’acquérir de manière indépendante des connaissances et des compétences pratiques.

Pendant les cours

**Nom

étape de la leçon

La tâche qui devrait être

résolu (dans le cadre de l'obtention des résultats de cours prévus)

Formes d'organisation des activités étudiantes

Actions de l’enseignant pour organiser les activités des élèves

Actions des élèves (matières, cognitives,

réglementaire)

Le résultat de l'interaction entre l'enseignant et les élèves pour atteindre les résultats de cours prévus

Diagnostique

atteindre les résultats de cours prévus

Motivation (autodétermination pour les activités éducatives)

Développement de la préparation interne aux activités éducatives. organiser une auto-évaluation en classe.

Conversation

Je crée une situation problématique

Analyser la situation problématique

Une interaction sur les activités éducatives a été établie

100% de préparation des élèves pour la leçon

Actualisation des connaissances

Résoudre les difficultés individuelles.

Interrogatoire

(réception de questions fines et épaisses)

Organiser et réguler les interactions des étudiants

Connaître les définitions du courant, de la tension, de la résistance

Le nombre de réponses correctes parmi les répondants est de 100 %

Identifier la localisation et les causes de la difficulté

Organiser une analyse de la situation actuelle, identifier la localisation et les causes de la difficulté

Enquête frontale

je pose une question

Enregistrez l'étape à laquelle la difficulté est survenue

Construire un projet pour sortir d'un problème

Créer une situation problématique

Déterminez les objectifs de la leçon. Créer un plan pour sortir d'une situation problématique

Enquête

Conversation

Je crée une situation problématique

J'invite les élèves à énoncer les objectifs du cours

Résoudre une situation problématique.

Énoncer les objectifs de la leçon

Formulez la définition de « l’humidité de l’air » et notez-la dans votre cahier.

Objectifs de cours définis

La définition de « l'humidité de l'air » a été formulée et une formule a été dérivée.

100 % des étudiants interrogés ont exprimé les objectifs de la leçon et les plans pour résoudre les problèmes.

100% des répondants

étudiants

Mise en place d'un plan pour surmonter les difficultés

Confirmer les données théoriques par l'expérimentation.

Saisissez une nouvelle grandeur physique

Travailler individuellement, ou en binôme, en groupe/paire

Histoire

J'organise le travail en groupe. Je contrôle l'exactitude du travail

Je donne une définition d'une nouvelle grandeur physique, désignation

Effectuer des mesures, des calculs, formuler des conclusions

Écrire

Nous avons déterminé la dépendance de la résistance sur diverses propriétés du conducteur et formulé une conclusion.

Une nouvelle grandeur physique a été introduite, une définition, une désignation et une unité de mesure ont été données.

100 %

Les étudiants ont terminé la tâche et formulé des conclusions

Consolidation

Appliquer les connaissances acquises à la résolution pratique de problèmes

Travaillez individuellement, ou en paires, en groupes/paires.

Je contrôle l'exactitude du travail

Résoudre des problèmes de calcul

Problèmes de calcul correctement résolus à l'aide d'une nouvelle formule

100 % des étudiants ont résolu les problèmes correctement

En résumé, réflexion.

Résumer les connaissances acquises et tirer des conclusions

Conversation

Je résume les réponses des élèves.

Pour afficher les projets téléchargés, vous devez installer le logiciel mimio® Studio. Tous les matériaux du projet sont conditionnés dans des archives au format .rar ; après téléchargement, ils doivent être décompressés, par exemple à l'aide du programme WinRAR.

Type de projet: pour les écoliers

Des classes: 8e année, 9e année

Sections: La physique

Professeur: Popova Nadezhda Anatolyevna - professeur de physique

Établissement d'enseignement : Lycée MBOU Budarinskaya, district de Novoannininsky, région de Volgograd

Ajoutée: dimanche 08/11/2013

Description:

Sujet de cours : Calcul de la résistance des conducteurs. Résistivité

Leçon en 8e année

Professeur de physique – Lycée Nadezhda Anatolyevna Popova MBOU Budarinskaya, district de Novoannininsky, région de Volgograd

Cible.

Éducatif:

  • Créez des conditions qui encouragent l'activité auto-éducative des élèves, appliquent leurs connaissances dans une nouvelle situation, développent des compétences de travail avec la console interactive Mimio et la capacité de résoudre des calculs et des problèmes expérimentaux. Établir la dépendance de la résistance d'un conducteur en fonction de sa longueur, de sa section transversale et du matériau à partir duquel il est fabriqué.

Du développement:

  • Développer des éléments de recherche créative basés sur la technique de généralisation des connaissances, la capacité d'analyser, d'observer, d'assembler des circuits électriques, de dessiner des schémas, de développer des compétences pratiques de travail, l'intérêt pour le sujet en effectuant diverses tâches.

Éducatif:Éducation aux concepts de vision du monde ; connaissance du monde environnant; nourrir un sentiment d’entraide fraternelle, de compréhension mutuelle, le sens des responsabilités et l’éthique du travail en binôme.

Structure de la leçon.

1. Étape organisationnelle.

2. Actualisation des connaissances.

3. Résoudre des problèmes d'application de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit.

4. Étudier un nouveau sujet.

5. Calcul de la résistivité du conducteur.

6. Répéter la connexion de l'ampèremètre et du voltmètre

7. Travaux pratiques.

8. Résumé.

9. Devoirs

Équipement: Ampèremètre et voltmètre (démonstration), sources de courant, ampèremètres, voltmètres de laboratoire, conducteurs de test, fils de liaison, clés, kit Mimio

Étape de la leçon

Utiliser Mimio

Activités des enseignants

Activité étudiante

1. Étape organisationnelle.

Le sujet de la leçon et les objectifs sont annoncés

Notez le sujet dans votre cahier

2. Actualisation des connaissances.

L'enseignant propose aux élèves la connaissance des formules et des lois à partir d'une situation de jeu.

1.Les lettres du mot crypté étaient cachées sous les boules. Il faut établir une correspondance entre la grandeur physique et la formule attachée au ballon, faire éclater le ballon, ouvrir la lettre et l'écrire dans le tableau avec un marqueur

2. Situation similaire, tâche de vérification des unités de mesure de grandeurs physiques

Travailler avec un tableau blanc interactif

3. Répétition de la loi d'Ohm pour une section du circuit.

Formuler la loi d'Ohm pour une section d'un circuit.

Comment calculer la tension en utilisant la loi d'Ohm ?

Résistance?

En utilisant la loi d'Ohm pour la section du circuit, remplissez le tableau. La résolution des problèmes d'application de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit s'effectue en remplissant le tableau.

Pour vérifier, nous proposons des réponses cachées

Répondez aux questions.

L'élève inscrit les résultats dans un tableau.

4. Étudier un nouveau sujet.

Dans la leçon précédente, nous avons découvert les causes de la résistance des conducteurs. Nomme le.

Voyons : de quoi dépend la résistance d'un conducteur ?

Démonstration ESM à partir de la page 2

Page 3 Établissons la dépendance de la résistance en fonction de la longueur du conducteur

Le courant a augmenté, mais la tension est restée la même. Donc : la résistance dépend de la longueur du conducteur.

Établissons la dépendance à l'aire de la section transversale.

Le courant augmente. Nous tirons une conclusion. La résistance d'un conducteur dépend de la section transversale : plus la surface est grande, plus la résistance est faible (et vice versa, plus la section transversale du conducteur est petite, plus la résistance est grande).

Établissons la dépendance de la résistance selon le type de substance.

La résistance d'un conducteur dépend du type de substance (matériau) à partir de laquelle il est fabriqué.

Page 6

La dépendance de la résistance aux dimensions géométriques du conducteur (longueur et section transversale) et à la substance à partir de laquelle il est fabriqué a été établie pour la première fois par Georg Ohm.

La résistance est directement proportionnelle à la longueur du conducteur, inversement proportionnelle à sa section transversale et dépend de la substance du conducteur.

La résistance d'un conducteur constitué d'une substance donnée d'une longueur de 1 mètre et d'une section transversale de 1 millimètre carré est appelée la résistivité du conducteur.

L'unité SI de résistivité est 1 ohm*m, ou

Les valeurs de résistivité des conducteurs sont données dans le tableau 8 (p. 105 manuel de physique de 8e année, auteur A.V. Peryshkin)

Étudiants:

1. Le champ électrique des ions positifs agit sur les électrons et réduit leur vitesse. En conséquence, l'intensité du courant diminue et la résistance du conducteur augmente.

2. Le champ électrique créé par les électrons affecte également les électrons voisins, réduisant leur vitesse, et donc l'intensité du courant, augmentant ainsi la résistance du conducteur.

Notez les dépendances de résistance dans un cahier

Les élèves travaillent à tour de rôle au tableau avec un stand interactif

5. Résoudre le problème du calcul de la résistivité d'un conducteur

Tâche. Déterminez la résistance du fil téléphonique entre les villes de Ioujno-Sakhalinsk et Tomari, si la distance entre elles est de 180 kilomètres et que les fils sont constitués de fil de fer d'une section de 12 millimètres carrés.

Pour vérifier l'enregistrement des conditions, nous proposons le « livre » tout fait.

La réponse est cachée derrière l'écran.

Les élèves notent les conditions du problème dans un cahier.

L'enseignant invite l'élève à noter la solution du problème avec un marqueur.

6. Répéter la connexion de l'ampèremètre et du voltmètre

Répétons comment un ampèremètre et un voltmètre sont connectés dans un circuit. Regardez les diagrammes et trouvez quel diagramme contient l’erreur.

Nous répétons comment déterminer le prix des appareils diviseurs.

L'élève sélectionne le bon dessin et la réponse est automatiquement vérifiée.

Les résultats de mesure des instruments sont enregistrés dans un cahier.

7. Travaux pratiques

Si vous disposez d'une caméra documentaire et de pas assez de matériel pour le cours, vous pouvez réaliser des travaux pratiques sur une table de démonstration en projetant l'expérience sur le tableau.

Les gars, sur vos tables vous avez des instruments : un ampèremètre, un voltmètre, un conducteur en forme de spirale, des fils de connexion, une source de courant. Le conducteur est en fer, la section transversale est de 1 millimètre carré.

Comment déterminer la longueur d’un conducteur ?

À la suite de la discussion, nous arrivons à la conclusion :

1) Étirez le conducteur et mesurez sa longueur. Ensuite, pour que le conducteur prenne la forme d'une spirale, enroulez-le autour d'un crayon.

2) À l'aide d'un ampèremètre et d'un voltmètre, mesurez le courant et la tension sur le conducteur et calculez sa résistance. Ensuite, en utilisant la résistivité et la section transversale, calculez la longueur du conducteur.

Les étudiants effectuent des travaux pratiques de la deuxième manière.

L'enseignant vérifie les résultats du travail.

8. Réflexion. (En résumé.)

Faites correspondre les questions et les réponses, en les plaçant au bon endroit.

En conséquence, nous obtenons un arc-en-ciel, qui lui-même parle d'une issue favorable de la leçon. Les évaluations des travaux sont annoncées.

Travailler avec le tableau

9. Devoirs :

P. 45, 46, exercice 20 n° 2 (a), 4.

Enregistrer les tâches dans un journal