Меню

Задачи электрический ток закон ома для участка цепи смешанное соединение проводников



Урок решения задач по теме «Закон Ома для участка цепи, последовательное и параллельное соединения»

Разделы: Физика

Цель урока: Закрепить изученный материал путем решения задач.

Задачи:

Образовательные:

  • Научить учащихся решать задачи на последовательное и параллельное соединение проводников;
  • Углубить и расширить знания о данных видах соединения проводников;
  • Научить определять силу тока, напряжение, сопротивление при последовательном и параллельном соедини проводников;
  • Научить решать задачи на смешанное соединение проводников;
  • Научить учащихся разбираться в схемах электрических цепей.

Воспитательные:

  • Развить личные качества учащихся: аккуратность, внимание, усидчивость;
  • Воспитывать культуру общения при работе в группах.

Развивающие:

  • Продолжить развитие навыков решения задач на данную тему;
  • Продолжить развитие умений анализировать условия задач и ответов, умений делать выводы, обобщения;
  • Продолжить развитие памяти, творческих способностей.

План урока

Этап Время Метод
Организационный момент 2 мин Словесный
I Актуализация знаний 5 мин Письменная работа в парах
II Вводная часть 2 мин Слово учителя, опрос учащихся
III Решение задач 45-50 мин Работа учителя, учащихся у доски
IV Работа учащихся в группах 20 мин Групповой работы, устный, письменный
V Итог урока 1-2 мин Словесный метод

Оформление класса: Проектор с экраном, доска с мелом. Раздаточный материал.

Слайд 1 включен в начале урока. Урок начинается с физического диктанта.

I. Актуализация знаний.

На слайде физический диктант. (Слайд 2). Учащимся выдается таблица для заполнения.

1. Заполнить двенадцать ячеек таблицы на карточке:

Ученый Физическая величина Формула Единица измерения
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
Выполнил ______________ Проверил __________ Оценка__________

2. После заполнения таблиц учащиеся меняют карточками с соседом по парте, проверяют вместе с учителем и выставляют оценку:

Кол-во ошибок 1 2-3 4-6 7 и более
Оценка 5 4 3 2

II. Вводное слово.

Сегодня на уроке мы с вами будем решать задачи на закон Ома, на последовательное и параллельное соединение проводников. (Слайд 3).

Запишите тему урока. (Слайд 4).

Для этого вспомним формулы и законы, которые нам пригодятся при решении задач.

III. Решение задач.

(3 ученика выходят к доске и записывают: первый закон Ома и выражает и него напряжение и сопротивление; второй – формулы справедливые для последовательного соединения; третий – формулы справедливые для последовательного соединения).

Задача 1. Для начала решим устную задачу на запоминание закона Ома. (Слайд 5)

a) U = 20B,R=10Om,I-?
б) I=10A,R = 5Om, R-?
в) I = 5A,U=15B,R-?

Ответ: а) I = 2А; б) U= 50 Ом; в) R = 3 Ом.

Задача 2. (Решает учитель с использованием презентации) Слайд 6.

Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100м, площадью поперечного сечения 0,5мм 2 , если к концам провода приложено напряжение 6,8B.

Решение:

Ответ: Сила тока равна 2А.

Вопросы: Что известно из условия задачи? Какую величину необходимо определить? По какому закону будем определять силу тока? Какие величины нам неизвестны для нахождения силы тока и как их найти? ( – берется из таблицы). Теперь найдем R и полученное значение подставим в формулу для нахождения силы тока. (Перевод S в м 2 не нужно делать, т.к. в единицах измерения плотности тоже присутствуют тоже мм 2 )

Задача 3. (Решает у доски сильный ученик) Условия задачи Слайд 7.

В электрическую цепь включены последовательно резистор сопротивлением 5 Ом и две электрические лампы сопротивлением 500 Ом. Определите общее сопротивление проводника.

Решение:

Ответ: Общее сопротивление проводника равно 1005 Ом.

Вопросы: Какие элементы цепи нам даны? Как найти общее сопротивление?

Два резистора сопротивлением r 1 = 5 Ом и r2= 30 Ом включены, как показано на рисунке, к зажимам источника тока напряжением 6В. Найдите силу тока на всех участках цепи.

Решение:

Ответ: Сила тока на всех участках цепи равна 1,4 А.

Вопросы: Какой тип соединения рассматривается в задаче? Что известно из условия? Какие величины необходимо найти? Как найти I? Что для этого неизвестно? Как найти I 1 и I2?

Второй способ решения данной задачи:

Решение:

Ответ: Сила тока на всех участках цепи равна 1,4А.

Вопросы: Какой тип соединения рассматривается в задаче? Что известно из условия? Какие величины необходимо найти? По какой формуле будем находить общий ток в цепи? Какая величина нам неизвестна при нахождении силы тока и как ее найти?

Задача 5. (Решает ученик, можно вызвать два ученика по очереди). Определите полное сопротивление цепи и токи в каждом проводнике, если проводники соединены так, как показано на рисунке, а r1=1 Ом, r2=2 Ом, r3= 3 Ом, UAC = 11В. Условие задачи Слайд 9.

Решение:

Вопросы: Какие типы соединения изображены на рисунке? Что нужно определить? Как найти полное сопротивление и величины в него входящие? Как найти силу тока в цепи? Как определить I1 и 12? Как определить UBC?

Читайте также:  Ваз 2112 зарядный ток генератора

Задача 6. Условия задачи Слайд 10. (Вопросы 1,2,5 решаются устно. 3,4 – два ученика).

  1. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка А?
  2. Какому значению силы тока и напряжения соответствует точка В?
  3. Найдите сопротивление в точке А и в точке В.
  4. Найдите по графику силу тока в проводнике при напряжении 8 В и вычислите сопротивление в этом случае.
  5. Какой вывод можно проделать по результатам задачи?

IV. Самостоятельная работа в группах.

Учащиеся делятся на 4 группы и каждой группе дается карточка с заданием.

Учитель объясняет критерии выставления оценок:

Во время работы в группах ведется наблюдение за более и менее активными участниками группы. Соответственно это будет влиять на более или менее высокую оценку при проверке записей в тетради, также будет учитываться уровень сложности решенных задач. Тетради с записями сдаются в конце урока. Время для решения задач ограниченное.

Задание 1. Слайд 11. (8 мин.)

Вопросы к карточкам:

  1. Перечислите все элементы цепи.
  2. Какие виды соединения используются?
  3. Рассчитайте напряжение на лампе.
  4. Рассчитайте напряжение на реостате.
  5. Рассчитайте силу тока на всем участке цепи.

Определить общее сопротивление в цепи.

Определите силу тока I при заданных U и R.

Группа R, Ом U, В I, А
I 2 55 ?
II 14,2 87,4 ?
III 21 100 ?
IV 0,16 0,28 ?

Моток проволоки имеет сопротивление R и длину l .

Вычислить площадь поперечного сечения S.

Группа Материал Параметры
Сопротивление Длина проводника Удельное сопротивление
R, Ом l, мм 2 p, Ом·мм 2 /м
I Медь 0,83 33,9 1,7·10 -2
II Алюминий 16,1 83,1 2,8·10 -2
III Серебро 0,39 0,234 1,6·10 -2
IV Сталь 23,2 3,06 12·10 -2

После выполнения заданий группами, тетради сдаются учителю.

На сегодня все. Мы с вами научились решать задачи на последовательное и параллельное соединение проводников, закрепили знания о законе Ома для участка цепи.

Домашнее задание. Повторить все формулы и физические величины.

Источник

Задачи на закон Ома с решением

Знание закона Ома на сегодняшний день – вопрос общей эрудиции каждого человека. В сегодняшней статье займемся решением задач по теме «закон Ома».

Подписывайтесь на наш телеграм и получайте интересные новости каждый день! А если хотите получить скидку и не упустить выгоду – загляните на наш второй канал с приятными акциями и бонусами для клиентов.

Закон Ома: задачи с решением

Для новичков, которые только начинают решать задачи по физике, мы подготовили специальную памятку и собрали вместе более 40 формул по разным темам. Берите и пользуйтесь!

Задача на закон Ома №1

Условие

Определите силу тока в медном проводнике сеченим 0,5 мм2, если длина проводника 100 м, а напряжение на его концах равно 6,8 В.

Решение

Сначала запишем закон Ома:

В данном случае, чтобы найти силу тока I, нужно определить сопротивление R. Используем формулу с удельным сопротивлением и перепишем выражение для закона Ома:

R = ρ l S I = U S ρ l

Осталось подставить числа и рассчитать:

I = 6 , 8 · 0 , 5 0 , 017 · 100 = 2 А

Значение удельного сопротивления «ро» для меди берется из таблиц. Для меди ρ = 0 , 017 О м · м м 2 м

Ответ: 2 А.

Задача на закон Ома №2

Условие

По вольфрамовой проволоке длиной 3 м протекает электрический ток силой 0,04 А. Проволока находится под напряжением 5 В. Определите величину площади поперечного сечения проволоки.

Решение

Выразим площадь поперечного сечения проводника из формулы для сопротивления:

R = ρ l S S = ρ l R

Сопротивление R найдем из закона Ома:

Подставим выражение для R в формулу для S и рассчитаем:

S = ρ l · I U = 0 , 055 · 3 · 0 , 04 5 = 0 , 0013 м м 2

Ответ: 0 , 0013 м м 2

Задача на закон Ома №3

Условие

Каково напряжение на неоднородном участке цепи?

Решение

По закону Ома для неоднородного участка цепи:

U 12 = φ 1 — φ 2 + ε

Считая началом участка точку A, а концом – точку B, и беря поэтому ЭДС со знаком плюс (внутри источника направление тока от отрицательного полюса к положительному), получаем:

U A B = φ A — φ B + ε = 5 — 7 + 3 = 1 В

Ответ: 1В.

Нужно больше примеров решений задач? Вы найдете их в нашем блоге!

Задача на закон Ома №4

Условие

Какова сила тока в резисторе, если его сопротивление 12 Ом, а напряжение на нем 120 В?

Решение

Это простейшая задача на закон Ома для участка цепи, которая решается в одно действие. Просто записываем закон Ома и производим расчет:

Читайте также:  Действие тепловой электро ток

I = U R = 120 12 = 10 А

Ответ: 10 А.

Задача на закон Ома №5

Условие

Источник постоянного тока с ЭДС E = 12 В и внутренним сопротивлением г = 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление R = 9 Ом. Определить силу тока в цепи I, падение напряжения UR на внешнем участке и падение напряжения Ur на внутреннем участке цепи.

Решение

Это задача на закон Ома для полной цепи. По закону Ома для замкнутой цепи:

I = ε R + r = 12 9 + 1 = 1 , 2 А

Падение напряжения на внешнем участке цепи:

U R = I · R = ε R R + r = 12 · 9 9 + 1 = 10 , 8 В

Падение напряжение на внутреннем участке цепи:

U r = ε — U R = 12 — 10 , 8 = 1 , 2 В

Ответ: 1,2 А; 10,8 В; 1,2 В.

Школьный учитель Георг Симон Ом открыл свой закон в 1826 году. Подробнее об истории открытия и самом законе Ома читайте в нашем блоге.

Вопросы на закон Ома

Вопрос 1. Сформулируйте закон Ома для однородного участка цепи.

Ответ. Закон Ома для однородного участка цепи нласит:

Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Вопрос 2. Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи.

Ответ. Закон Ома для замкнутой цепи гласит:

Величина тока в замкнутой цепи, состоящей из источника тока, обладающего внутренним и внешним нагрузочным сопротивлениями, равна отношению электродвижущей силы источника к сумме внутреннего и внешнего сопротивлений.

Вопрос 3. От чего зависит сопротивление цепи?

Ответ. Сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки.

Сопротивление зависит от:

  • температуры;
  • материала;
  • поперечного сечения проводника.

Вопрос 4. Зависит ли сопротивление от напряжения и силы тока?

Ответ. Нет. Сопротивление не зависит от напряжения и силы тока в проводнике.

Вопрос 5. Всегда ли соблюдается закон Ома?

Ответ. Нет, не всегда. Например, закон Ома не действует при низких температурах для веществ, обладающих сверхпроводимостью.

Проблемы с учебой? Обращайтесь в профессиональный сервис для студентов за квалифицированной помощью.

  • Контрольная работа от 1 дня / от 100 р. Узнать стоимость
  • Дипломная работа от 7 дней / от 7950 р. Узнать стоимость
  • Курсовая работа 5 дней / от 1800 р. Узнать стоимость
  • Реферат от 1 дня / от 700 р. Узнать стоимость

Иван

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник

Физика. 10 класс

Конспект урока

Физика, 10 класс

Урок 29. Закон Ома для участка цепи. Соединения проводников

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. условия, необходимые для существования электрического тока;
  2. постоянный электрический ток;
  3. закон Ома для участка цепи;
  4. формула расчета сопротивления проводника с учетом свойств материала проводника и его геометрических размеров;
  5. типы соединений проводников и формулы расчета параметров электрической цепи для каждого типа.

Глоссарий по теме.

Сила тока I — скалярная величина, равная отношению заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени t, в течение которого шёл ток.

Постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся со временем.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом.

Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.

Смешанное соединение проводников это такое соединение, когда в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.

Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, то есть противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника.

Резистор или проводник — элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 335 – 340.

2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2009. – С. 105 – 109.

3. Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 томах под редакцией академика Ландсберга Г.С.: Т.2. Электричество и магнетизм. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 110 – 115.

4. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. Изд. 4-е, переработ. и доп. М. «Просвещение», 1972. С. 83 – 87.

5. Савельев И.В. Курс общей физики, том II. Электричество. М.: Изд. «Наука», 1970 г. С. 108.

Открытые электронные ресурсы:

Теоретический материал для дополнительного изучения

Сложно представить нашу жизнь без электрического тока. Каждый день, не задумываясь, мы используем различные электрические приборы, в основе работы которых лежат простые и сложные электрические цепи. Какому закону подчиняются основные параметры электрических цепей? Как рассчитать эти цепи, чтобы приборы работали исправно?

Читайте также:  Номинальный ток трансформатора мощностью 100 ква 1

Вы уже знаете, электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Для возникновения и существования электрического тока в проводнике необходимо:

  1. наличие свободных заряженных частиц;
  2. сила, действующая на них в определённом направлении, то есть наличие электрического поля в проводнике.

Различают следующие действия электрического тока:

  1. тепловое ;
  2. химическое ;
  3. магнитное .

Постоянный ток — электрический ток, у которого сила тока и направление не изменяются со временем.

Сила тока I равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:

За направление электрического тока условно выбрано направление движения положительно заряженных частиц, то есть в сторону, противоположную направлению движения электронов.

Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Эту зависимость выражает, так называемая, вольт-амперная характеристика проводника.

Для широкого класса проводников (в т. ч. металлов ) при неизменной температуре справедлив закон Ома для участка цепи:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:

Закон имеет простую форму, но доказать экспериментально его справедливость довольно трудно.

Закон Ома является основой всей электротехники постоянных токов. Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки. Сопротивление проводника зависит от свойств материала проводника и его геометрических размеров.

Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

где величина ρ – удельное сопротивление проводника — величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). Удельное сопротивление веществ приводятся в справочных таблицах.

Омметр – прибор для измерения сопротивления.

От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию. Для этого составляют электрические цепи различной сложности. Различают последовательное, параллельное, смешанное соединения проводников.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом. Главная особенность последовательного соединения заключается в том, что через все проводники протекает одинаковый ток. Если через один проводник протекает ток определенной величины, то такой же ток протекает и через все остальные. Если хотя бы в одном проводнике отсутствует ток, то он обязательно отсутствует и во всех остальных. Напряжение на концах последовательно соединенных проводников складывается. Полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений всех проводников.

Последовательное соединение

Источник

Решение задач на смешанное соединение проводников.

hello_html_7cce8957.png

hello_html_m1f762b1a.png

При решении задач на смешанное соединение проводников обычно составляют так называемые эквивалентные схемы, выделяя участки с последовательным и параллельным соединением.

hello_html_m607a0c40.jpg

Сопротивление R 1,2 заменило выделенный участок цепи, в котором два проводника соединены параллельно.

Тогда мы можем найти сопротивление этого участка с параллельным соединением проводников:

hello_html_mee1289b.jpg

А теперь видно, что проводники R 1,2 и R 3 соединены последовательно. Общее сопротивление равно R = R 1,2 + R 3 = 4 + 2 = 6 .

hello_html_4f0ce93f.jpg

В данном случае нужно развернуть схему, двигаясь от точки к точке. Видно, что в точке Б схема разветвляется, а в точке В ветви соединяются. Таким образом, эквивалентные схемы будут иметь вид:

hello_html_32d95f01.jpg

hello_html_m262ccb5f.jpg

R 2 , R 3 и R 4 соединены последовательно. Поэтому R 2,3,4 = R 2 + R 3 + R 4 = 1 + 10 + 1 = 12

R 2,3,4 и R 5 соединены параллельно. Поэтому

hello_html_26b2835a.jpg

И в последней схеме проводники соединены последовательно. R = R 2-5 + R 1 + R 6 = 1 + 4,8 + 1 = 6,8.

Пример 3. Найти распределение токов и напряжений в цепи.

hello_html_m51fdd957.jpg

Так как известны сила тока и сопротивление на первом участке, то можно найти напряжение на нем: U 1 = I 1 R 1 = 1 ∙ 10 = 10 B .

Первый и второй проводники соединены параллельно. Значит, напряжение на них одинаково, т.е. U 1 = U 2 = 10 В. Так как первый и второй проводники имеют одинаковое сопротивление, то сила тока на них одинакова: I 2 = 1 А. При параллельном соединении I 1,2 = I 1 + I 2 = 2 А.

Участки 1-2, 3-4-5 и 6-7 соединены последовательно между собой, значит I 3,4,5 = I 6,7 = I 1,2 = 2 A .

Найдем общее сопротивление участка 3-4-5:

hello_html_m7a933fdb.jpg

R 3,4,5 = 3 Ом. Тогда можно найти напряжение на 3-4-5, при параллельном соединении оно одинаково на всех участках. U 3,4,5 = I 3,4,5 R 3,4,5 = 2 ∙ 3 = 6 В.

U 3 = U 4 = U 5 = 6 В. Зная напряжение на каждом из участков и сопротивление, можно найти силу тока на каждом участке.

Источник