Опрацювати по підручнику «Фізика» тему : Електричний струм в металах.

2.Вивчити основні означення даної теми

3. Розв’язати задачі: 1. По провіднику тече постійний струм. За 30 хвилин протікає електричний заряд 1800Кл. Яке значення цієї сили струму? За який час при цій же силі струму протече заряд 600 Кл? а) 8 А; 5 хв; б) 6 А; 9 хв; в) 1 А; 10 хв; г) 5 А; 8 хв;

2. Яка швидкість упорядкованого руху електронів у провіднику, який має величину поперечного перерізу 5 мм² при силі струму 10 А, якщо концентрація електронів провідності становить 5∙10²⁸ м ^{- 3}? Заряд електрона 1,6∙10 ^{- 19}Кл. а) 25 м/с; б) 1000 м/с; в) 0,1м/с; г) 0,1 мм/с

 

3. Після протягування дроту через волочильний верстат його довжина збільшилась вЗ рази. У скільки разів змінився опір цього дроту?

а) збільшився в Зрази; б) зменшився в Зрази; в) збільшився в 9 раз; г) зменшився в 9 раз; д) вірної відповіді тут немає.

 

.4. Для вимірювання температури було взято залізний провідник, який при температурі 10°С має опір 15 Ом. При деякій температурі його опір становив 18,25 Ом. Яка це температура, якщо температурний коефіцієнт опору заліза при температурі 0°С становить 0,006 К ^-1.

а)45,3°С; б)48,3°С; в) 68,8°С; г) 8б,3°С; д) вірної відповіді тут немає.

Задачі на самостійну роботу.

1. Є мідний провідник з площею поперечного перерізу 0,1 мм². Маса всього провідника 0,3 кг. Яке значення опору провідника? густина міді 8,9 г/см³.

2.Яке значення густини струму, якщо відомо, що за 10с через поперечний переріз провідника пройшов заряд 100 Кл? Площа поперечного перерізу провідника 5 мм².

 

3. Якої довжини потрібно взяти мідну дротину з площею поперечного перерізу 0,5 мм², щоб виготовити опір величиною 2 Ом? Якої довжини має бути ніхромовий дріт такого ж діаметра, що й мідний, для отримання такого ж самого опору?

 

!

4. Необхідно виготовити нагрівальний прилад, що має опір 48 Ом при температурі 800°С. Якої довжини провідник діаметром 0,5 мм треба взяти, якщо питомий опір і
температурний коефіцієнт опору при 0°С відповідно становлять 0.4∙10 ^-6Ом∙м; 0,0002 К ^-1?

 

Заняття № 30 ____________2010р.

Тема: Послідовне та паралельне з'єднання споживачів з активними опорами.

Основні положення та означення.

Послідовне Паралельне

Для збільшення опору для зменшення опору

 

R₁ I₁ R₂ I₂ R₁ I₁

 

I I

U₁ U₂

U R₂ I₂

 

 

U

R_1,2 = R₁+R₂

 

Модель №1 (двічі з’єднують конденсатори - послідовно і паралельно)

 

 

1. Загальний опір двох провідників при послідовному сполученні 50 Ом, при паралельному 12 Ом. Яким є опір кожного провідника окремо? а) 20 Ом і ЗО Ом; б) 20 Ом і 10 Ом; в) 40 Ом і 10 Ом; г)25 Ом і 25 Ом;

 

 

2. На скільки рівних частин треба поділити однорідний провідник, опір якого 36 Ом, щоб опір його частин, з'єднаних паралельно, становив 1 Ом? а) 2; б) 10; в) 4; г) 6;

 

 

Модель № 2 R Д ано: R₁ = 4 Ом; R₂= 6 Ом; R₃ =3 Ом

R₁ R₂ U= 24 B

R₃ Знайти: U₁, U₂, U₃, I₁, I₂, I₃/

U

 

 

Модель № 3 Д ано: R₁ = 4 Ом; R₂= 6 Ом; R₃ = 4 Ом R₄= 4 Ом

R₁ R₄ U= 22 B

R₂ R₃ Знайти: U₁, U₂, U₃, U₄, I₁, I₂, I₃,I₄/

U

 

 

Модель № 4

 

R₁ R₂ R₃

 

 

R₄

U

Дано: R₁ = 1 Ом; R₂= 2 Ом; R₃ = 3 Ом R₄= 4 Ом,U= 12 B Знайти: U₁, U₂, U₃, U₄, I₁, I₂, I₃,I₄

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Домашнє завдання.

1. Розв’язати задачі: 1. Послідовно з'єднано п однакових опорів. У скільки разів зміниться опір кола, якщо їх з'єднати паралельно? а) п; б) √n; в) п³; г) п⁴;

 

 

Задача № 2

 

R₁ R₂ R₃

 

 

R₄ R ₅

U

Дано: R₁ = 1 Ом; R₂= 2 Ом; R₃ = 3 Ом R₄= 4 Ом, R₅= 2 Ом U= 12 B Знайти: U₁, U₂, U₃, U₄,U ₅ I₁, I₂, I₃,I₄,I₅

 

Обладнання: провідник для дослідження, лабораторний амперметр (шкільний); лабораторний вольтметр (шкільний); акумулятор; вимикач; реостат на б—10 Ом і 2 А; лінійка з ціною поділки 1 мм/под.; з'єднувальні провідники.

 

 

Теоретичні відомості.

Питомий опір матеріалу можна обчислити, використовуючи формули

 

,

 

де d — діаметр провідника. Опір провідника R можна виміряти, склавши електричне коло за схемою, поданою на малюнку. У цьому випадку формула для обчислення питомого опору провідника набуває вигляду:

або

Хід роботи.

Дослід №1

1. Визначаю довжину досліджуваного провідника:

а) вимірюю довжину одного витка провідника на котушці 0,025 м.

 

б) визначаю кількість витків на котушці _________

 

в) довжина провідника =____________ м.

2. Визначаю діаметр провідника:

0,00065 м

3. Складаю елек­тричне коло за схемою:

вимірюю силу струму і напругу на досліджуваному опорі

І₁ = ___________ А; U₁ = ____________ В

 

4. Визначаю питомий опір

 

________________ Ом∙м

Дослід №2

5. Визначаю довжину досліджуваного провідника:

а) вимірюю довжину одного витка провідника на котушці 0,027 м.

 

б) визначаю кількість витків на котушці _________

 

в) довжина провідника = ____________ м.

6. Визначаю діаметр провідника:

0,00069 м

7. Складаю елек­тричне коло за схемою:

вимірюю силу струму і напругу на досліджуваному опорі

І₂ = ___________ А; U₂ = ____________ В

 

8. Визначаю питомий опір

 

________________ Ом∙м

Дослід №3

9. Визначаю довжину досліджуваного провідника:

а) вимірюю довжину одного витка провідника на котушці 0,028 м.

 

б) визначаю кількість витків на котушці _________

 

в) довжина провідника = ____________ м.

10. Визначаю діаметр провідника:

 

0,00064 м

11. Складаю елек­тричне коло за схемою:

вимірюю силу струму і напругу на досліджуваному опорі

І₃ = ___________ А; U₃ = ____________ В

 

12. Визначаю питомий опір

 

________________ Ом∙м

13.Визначаю середнє значення питомого опору:

 

Ом∙м

14. За допомогою довідника визначаю матеріал провідника та табличне значення питомого опору

 

Матеріал ________________ Табличне значення ____________ Ом∙м

15. Визначаю відносну похибку вимірювань:

 

%= ------------------------------- ∙ 100%= ________ %

 

%= ------------------------------- ∙ 100%= ________ %

%= ------------------------------- ∙ 100%= ________ %

 

16. Систематизую результати досліджень

							ср (%)

 

Дослід № 4

17. За допомогою приладу DT 9202A визначаю опір мідного провідника: Ом

18. Записую із стенда довжину мідного провідника м та його діаметр м

19. Визначаю площу поперечного перерізу провідника: м²

20. Визначаю питомий опір міді: Ом·м

21. Порівнюю отриманий результат із табличним значенням:

__________

 

 

Висновок: В результаті проведених експериментів визначено питомий опір провідника ( ___________ Ом∙м) та визначено матеріал з якого виготовлено провідник (________________________). Відносна похибка вимірювань складає __________ %.

Отримані похибки пояснюю так:

1. _________________________________________________________________________

 

2.___________________________________________________________________________

 

3. __________________________________________________________________________

 

Вважаю, що даний метод досліджень є ____________________________________

 

тому, що __________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________________

 

___________________________________________________________________________

Контрольні запитання.

1. Що таке питомий опір і в яких одиницях його вимірюють?

 

 

2. Чому для виготовлення нагрівних приладів застосовують провідники з великим питомим опором, а дляпідвідних провідників — з малим?

 

3.Вкажіть величини від яких залежить опір провідника та величини від яких не залежить опір.

 

Заняття № 32 ____________2010р.

Тема: Джерела електричної енергії. Сторонні сили. Робота сторонніх сил. Електрорушійна сила. Повне коло. Закон Ома для повного кола. Робота та потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца. Коротке замикання. Практичне застосування теплової дії струму

Основні положення та означення.

1. Джерелом електричної енергії називають пристрій, який перетворює енергію будь якого виду в електричну.
2. В джерелі постійно виконується робота неелектричними (сторонніми) силами по перерозподілу заряду і його накопичені на полюсах. Внаслідок цієї роботи джерело створює електричне поле під дією якого рухаються електричні заряди.
3. Сторонніми силами називають будь-які сили не електростатичної природи, які діють на заряджені частинки
4. Джерела електричної енергії характеризують двома параметрами: електрорушійною силою та внутрішнім опором. - Електрорушійною силою називають скалярну фізичну величину, яка показує роботу сторонніх сил по переміщенню одиничного заряду по замкненому контуру (позначається літерою – Е, одиниця вимірювання – вольт (В)) Внутрішній опір - фізична величина, яка визначається активним опором джерела електричної енергії (позначається літерою – R₀, одиниця вимірювання – ом (Ом))
5. Джерела ЕРС з’єднують у батареї – послідовно або паралельно. При послідовному з’єднанні: Е=Е₁+Е₂+…….. При паралельному з’єднанні - Е=const/
6. Повним електричним колом називають електричне коло, яке містить E+ - R₀ A джерело електричної енергії, споживачі та з’єднувальні V провідники. В електричне коло R вмикають вимірювальні прилади: наприклад – амперметр і вольтметр.
7. Для повного електричного кола є справедливим закон , який називають законом Ома і формулюють так: Сила струму у повному колі прямо пропорційна електрорушійній силі джерела і обернено пропорційна повному опору кола. Повним опором електричного кола називають суму опорів (R+R ₀) зовнішньої ділянки R та внутрішнього опору R₀.
8. Робота електричного струму у повному колі буде рівною роботі сторонніх сил у джерелі (внаслідок закону збереження і перетворення енергії). Виразимо її так де - робота електричного струму у зовнішній ділянці електричного кола, а - робота електричного струму у внутрішній ділянці (джерелі) електричного кола.
9. На споживачах з активним опором при проходженні електричного струму виділяється теплота. Кількість теплоти, яка виділиться на споживачі з активним опором буде рівною роботі електричного струму у даному споживачі.
10. Вираз називають законом Джоуля – Ленца і формулюють так: Кількість теплоти, яка виділиться на споживачі з активним опором прямо пропорційна величині цього опору, квадрату сили струму, що проходить через споживач, та часу його проходження
11. Скориставшись законом Ома для ділянки кола отримують наступні вирази для визначення роботи електричного струму: (позначається літерою – А, одиниця вимірювання – джоуль (Дж))
12. Потужністю називають фізичну величину, яка визначається роботою, що виконана за одиницю часу (позначається літерою – Р, одиниця вимірювання – ват (Вт))
13. Коефіцієнт корисної дії джерела струму визначають відношенням корисної потужності до загальної потужності джерела Оптимальний опір навантаження джерела -
14. Коротким замиканням називають режим роботи джерела струму за умови, що опір зовнішньої ділянки кола прямує до нуля (). За такої умови різко зростає сила струму, а відповідно кількість виділеної теплоти, що призводить до руйнування джерела та провідників. Щоб запобігти режиму короткого замикання в коло вмикають легкоплавкі запобіжники.

Конспект.

Розв’язування задач.

Модель № 1. (задано повне коло, визначити один із параметрів)

 

1 ЕРС акумулятора 2 В. Напруга на затискачах при струмі в колі 2000 мА дорівнює 1,84В. Яке значення внутрішнього опору акумулятора? а) 1 Ом; б) 0,04 Ом; в) 0,08 Ом; г) 0,5 Ом;

 

Модель № 2. (напруга на затискачах)

2. Батарейку від кишенькового ліхтарика, що має ЕРС 1,5В і внутрішній опір 1,5 Ом, замкнули на опір 7,5 Ом. Яка напруга на затискачах батарейки?

Модель № 3. (коротке замикання)

Нормальний режим коротке замикання

3. У колі, що складається з джерела ЕРС якого 3В і резистора, опір якого 20 Ом напруга на резисторі становить 2В. Яке значення струму короткого замикання? а) 0,3А;б)0,5А;в)0,9А;г)0,7А

 

Модель № 4. (зміна потужності)

Початкові умови Кінцеві умови

4.Під час ремонту електричної плитки спіраль вкоротили на 0,1 початкової довжини. У скільки разів зміниться потужність плитки?

 

 

Модель №5. (перетворення електричної енергії в механічну)

5. Електровоз рухається із швидкістю 36 км/год і розвиває силу тяги 4500Н. Який струм споживає двигун електровоза, якщо напруга на його затискачах становить 500В, а ККД двигуна становить 90%?

 

Модель №6. (перетворення електричної енергії у внутрішню)

6. Скільки часу потрібно для нагрівання води масою 2кг від температури 10⁰С до кипіння у електричному чайнику, якщо ККД нагрівника чайника 90%, напруга 220В, а сила струму 4,2А? Питома теплоємність води 4200 Дж/кг К.

 

 

Модель №7. (ділянка електричного кола, задано потужності споживачів)

P₁ R₁ P₂ R₂ I=const

U₁ U₂ U=U₁+U₂

U R=R₁+R₂

7. Електрична лампочка розрахована на напругу 110В споживає потужність 2,5 Вт. Який треба взяти додатковий опір, щоб її можна вмикати в мережу з напругою 220В?

 

 

Домашнє завдання.