Гильманов Румиль Рашитович - Электронное образование в

Гильманов Румиль Рашитович
Разработка урока по физике в 8 классе
«Соединения проводников»
МБОУ «Давликеевская основная общеобразовательная школа
Апастовского муниципального района Республики Татарстан»
Материал для основного общего образования
Тема «Соединения проводников»
Вступление:
Вашему вниманию предлагается видеолекция на тему «Соединения
проводников»
Сегодня мы познакомимся с типами соединения проводников,
рассмотрим расчет сопротивления сложной цепи и несколько задач,
которое встречается в заданиях ОГЭ (ГИА).
В реальной электрической цепи к зажимам источника тока может быть
подключено несколько соединительных проводов, а также лампы,
нагревательные и измерительные приборы, обладающие определенным
сопротивлением.
К наиболее простым и часто встречающимся соединениям проводников
относятся последовательное и параллельное соединения.
Последовательное соединение проводников
1 слайд
Последовательное соединение проводников – соединение, при котором
конец предыдущего проводника соединяется с началом только
одного – последующего.
2 слайд
При таком соединении электрическая цепь не имеет разветвлений,
поэтому сила тока тока во всех проводниках одинакова, так как в
проводниках электрический заряд в случае постоянного тока не
накапливается и через любое поперечное сечение проводника за
определенное время проходит один и тот же заряд.
I1 = I2 = I.
Напряжение на концах рассматриваемого участка складывается из
напряжений на первом и втором проводниках
U=U1+U2
Из закона Ома следует, что полное сопротивление цепи равно сумме
сопротивлений отдельных проводников.
R=R1+R2
3 слайд
I=I1=I2
U=U1+U2
R=R1+R2
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных
проводников.
4 слайд
Пример : R1=5 Ом, R2=3 Ом, R3=6 Ом. Найти общее сопротивление?
Решение: R=R1+R2+R3=14 Ом
5 слайд
При последовательном соединении проводников общее сопротивление цепи
больше сопротивления любого из проводников.
Заметим также, что при добавлении нового проводника, подключенного
последовательно к уже имеющимся, сопротивление цепи всегда
увеличивается .
6 слайд
Из закона Ома следует, при последовательном соединении напряжение
больше на том проводнике, у которого сопротивление больше.
Параллельное соединение проводников
7 слайд
Параллельное соединение проводников – соединение, при котором все
проводники подключены между одной и той же парой точек
(узлами)
8 слайд
В этом случае электрический ток разветвляется на две части. Так как в
точке разветвления проводников электрический заряд не накапливается,
то заряд поступающий в единицу времени в узел, равен заряду,
уходящему из узла за это же время. Следовательно, сумма токов,
протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной
цепи:
I = I1 + I2.
Напряжения на концах проводников соединенных параллельно одно
и то же:
U=U1 = U2.
Применяя закон Ома можно написать, что величина, обратная
общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных
сопротивлениям параллельно включенных проводников.
9 слайд
U1 = U2 = U.
I = I1 + I2
.
10 слайд
Из этой формулы следует, что при параллельном соединении проводников
общее сопротивление цепи меньше сопротивления любого из проводников.
Заметим также, что при добавлении нового проводника, подключенного
параллельно к уже имеющимся, сопротивление цепи всегда уменьшается .
Этот результат справедлив для любого числа параллельно включенных
проводников.
11 слайд
Пример : R1=2 Ом, R2=2 Ом, R3=4 Ом. Найти общее сопротивление?
Решение:
=
+
+
=
Ом
R=0,8 Ом
12 слайд
Из закона Ома следует, что при параллельном соединении сила тока
больше в том проводнике, у которого сопротивление меньше .
Формулы для последовательного и параллельного соединения проводников
позволяют во многих случаях рассчитывать сопротивление сложной цепи,
состоящей из многих резисторов. На рис.1 приведен пример такой сложной
цепи и указана последовательность вычислений. Сопротивления всех
проводников указаны в Омах (Ом).
13 слайд
Рис.1
Расчет сопротивления сложной цепи.
Рассмотрим несколько задач.
14 слайд
Задача 1
Через участок цепи течет постоянный ток I=10А. Чему равно показания
амперметра. Сопротивлением амперметра пренебречь.
Решение
Здесь мы видим последовательное и параллельное соединение. В
последовательно соединенных резисторах сила тока равна 10А. После
разветвления ток делится на две части, так как резисторы одинаковые,
то амперметр покажет 5А.
15 слайд
Задача 2
Через участок цепи течет постоянный ток I=4А. Чему равны показания
амперметра. Сопротивлением амперметра пренебречь.
Решение
До разветвления сила тока равна 4 А. После разветвления ток делится
на две части. Амперметр покажет ток равный 3А, так как больший ток
идет через тот из двух параллельно соединенных приборов, сопротивление
которого меньше .
16 слайд
Задача 3
Чему равно показание амперметра в электрической цепи, схема которой
изображена на рисунке,
17 слайд
Решение: Находим общее сопротивление цепи. Сопротивления 1 Ом и 4
Ом соединены параллельно, а участки 1-2 и 3 соединены
последовательно.
Поэтому на 1 и 2 участках R1,2=
=0,8 Ом.
Общее сопротивление равно R=R12+R3=3,6 Ом.
Сила тока будет одинаково на всех участках.
18-19 слайд
Задача 4
Определите эквивалентное сопротивление между точками a и b цепи,
изображенной на рисунке.
Численный расчет проведите при следующих значениях сопротивлений:
R1 = R4 = 4 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 5 Ом, R5 = 12 Ом.
20 слайд
Решение
Вычисление сопротивления сложной цепи, состоящей из многих параллельно
и последовательно соединенных резисторов, в общем виде приводит, как
правило, к громоздким выражениям. Задачи подобного рода рекомендуется
решать путем последовательного (пошагового) численного расчета
сопротивлений отдельных звеньев цепи. В данной задаче целесообразно
сначала рассчитать эквивалентное сопротивление R45 параллельно
включенных резисторов R4 и R5.
Затем можно найти сопротивления параллельно включенных звеньев,
состоящих из резисторов R1 и R3 и резисторов R3 и R45.
Искомое сопротивление Rab всей цепи находится по формуле параллельного
соединения резисторов R12 и R345.
R12 = R1 + R2 = 24 Ом, R345 = R3 + R45 = 8 Ом.
Общая формула для вычисления Rab имеет вид:
Следует отметить, что далеко не все сложные цепи, состоящие из
проводников с различными сопротивлениями, могут быть рассчитаны с
помощью формул для последовательного и параллельного соединения.
Спасибо за внимание.
Задания для самостоятельной работы
1 Найти сопротивление между точками А и В электрической цепи,
представленной на рисунке
2 Сопротивление каждого резистора , изображенном на рисунке 3 Ом.
Чему равно общее сопротивление участка
3 Сопротивление каждого резистора , изображенном на рисунке 8 Ом.
Чему равно общее сопротивление участка
4 Сопротивление каждого резистора , изображенном на рисунке 3 Ом.
Чему равно общее сопротивление участка
5 Как изменится сопротивление цепи при замыкании ключа К
6 Чему равно общее сопротивление участка
7 Через участок цепи идет постоянный ток равный 10А. Какое
значение силы тока показывает амперметр? Сопротивлением
амперметра пренебречь.
8 Участок цепи состоит из четырех последовательно соединенных
резисторов, сопротивления которых равны r, 2r, 3r и 4r. Каким
должно быть сопротивление пятого резистора, добавленного в этот
участок последовательно к первым четырем, чтобы суммарное
сопротивление участка увеличилось в 3 раза?
9 Чему равно отношение сил тока в двух параллельно
соединенных резисторах с различным сопротивлением?
10 К каким точкам нужно соединить дополнительное
сопротивление, чтобы увеличить накал лампы.
Ответы:
1 8Ом
2 4,5Ом
3 16 Ом
4 5 Ом
5 Уменьшится
6 3R
7 5А
8 20r
9 Обратно пропорционально отношению их сопротивлений
10 С и Д
Тесты
А. Выберите законы для последовательного соединения проводников.
1. U = U1 + U2 + ...
2. I = I1 + I2+ ...
3. U = U1 = U2 = ...
4. I = I1 = I2= ...
Б. Выберите законы для параллельного соединения проводников.
1. U = U1 + U2 + ...
2. I = I1 = I2= ...
3. I = I1 + I2+ ...
4. U = U1 = U2 = ...
В. При последовательном соединении проводников верно, что ...
1. 1/R = 1/R1 + 1/R1 + ...
2. R = R1 + R1 + ...
3. Их общее сопротивление больше большего из сопротивлений.
4. Их общее сопротивление меньше меньшего из сопротивлений.
Г. При параллельном соединении проводников верно, что ...
1. Их общее сопротивление меньше меньшего из сопротивлений.
2. R = R1 + R1 + ...
3. Их общее сопротивление больше большего из сопротивлений.
4. 1/R = 1/R1 + 1/R1 + ...
Д. Лампочку и резистор подключили к одинаковым источникам тока. В
лампочке сила тока больше, чем в резисторе. Значит, ...
1. сопротивление лампочки больше, чем сопротивление резистора.
2. нельзя узнать, сопротивление чего больше: лампочки или резистора.
3. сопротивление резистора больше, чем сопротивление лампочки.
4. лампочка и резистор имеют равные сопротивления.
Е. В лампочке и резисторе сила тока одинакова. Но напряжение на
лампочке больше, чем на резисторе. Значит, ...
1. сопротивление резистора больше, чем сопротивление лампочки.
2. нельзя узнать, сопротивление чего больше: лампочки или резистора.
3. лампочка и резистор имеют равные сопротивления.
4. сопротивление лампочки больше, чем сопротивление резистора.
Ж. Три электроприбора: утюг, пылесос и лампу включили в розетку
через "тройник". Выберите верные утверждения.
1. Сила тока во всех электроприборах одинакова.
2. Электроприборы соединены последовательно.
3. Напряжение на всех электроприборах одинаково.
4. Электроприборы соединены параллельно.
З. Два электроприбора: лампу и выключатель электрик укрепил на
стене. Выберите верные утверждения.
1. Электроприборы соединены последовательно.
2. Сила тока в этих электроприборах одинакова.
3. Напряжение на этих электроприборах одинаково.
4. Электроприборы соединены параллельно.
Ответы:
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
1, 4
3, 4
2, 3
1, 4
3
4
3, 4
1, 2