Презентация по теме "Сопротивление проводника" предназначена для преподавания курса физики в 10 или 11 классе, но рассчитана для показа на уроках в 11 классе (углубленный курс Физика В.А. Касьянова). В презентации показаны на моделях факторы влияющие на сопротивление проводника. Рассмотрены решения задач.
Сопротивление
проводника
Физика 11 класс
Сопротивление проводника – основная
электрическая характеристика проводника.
Ранее полученная формула
Показывает, что сопротивление зависит от
геометрических свойств (l-длины, S-площади) и
материала проводника (n,t)
Объясним эту зависимость на разных моделях.
Гидродинамическая аналогия.
Таблица аналогий
Масса, m
Масса проходящая через
трубу в 1 с
Заряд, q
Сила тока, I
2
3
4
Молекулярная модель
Сначала вспомним как ведут себя свободные
электроны в проводнике в отсутствии напряжения
и при наличии его.
Молекулярная модель
Следующий фрагмент демонстрирует
зависимость сопротивления от площади
Молекулярная модель
Следующий фрагмент демонстрирует
зависимость сопротивления от длины проводника
Удельное сопротивление
Воспользуемся еще раз формулой сопротивления
Обозначим буквой следующее выражение.
n –концентрация свободных зарядов, – время между
соударениями зарядов с узлами решетки.
Из этого следует, что величина будет определятся
только материалом из которого сделан проводник
(железо, медь, и т.д.)
Удельное сопротивление
Перепишем формулу сопротивления
– удельное сопротивление проводника.
Единица измерения удельного сопротивления Ом∙м
Сопротивление проводника
Из формулы видно что изменять величину
сопротивления можно следующими
1) меняя длину проводника. Приборы
способами:
использующие этот принцип называются -
реостат
Сопротивление проводника
2) меняя материал проводника. Проводники такого
типа обладают постоянным сопротивлением и
называются – резисторами (от лат. Resisto –
сопротивляюсь.
Задача 1.
Найдите сопротивление медной проволоки длиной 240 м и
сечением 0,4 мм2
Дано:
L=240 м
S=0,4
мм2=0,4*10-6 м2
=1,7*10-8 Ом∙м
R-?
=10,2 Ом
составляло 10 Ом? Плотность меди 8,9∙103 кг/ м3
Задача 2.
Сколько килограммов меди требуется на изготовление
электропровода длиной 1 км, чтобы его сопротивление
Дано:
L=1 км=103 м
R=10 Ом
=1,7*10-8 Ом∙м
α = 8,9*103 кг/м3
-масса необходимой меди, α-
плотность
m-
?
Подставим полученное выражение для объема в формулу
массы
Задача 3.
Сопротивление цилиндрического алюминиевого проводника
диаметром 1 мм равно 4 Ом. Найдите его длину.
Дано:
d=1 мм=10-3 м
R=4 Ом
=2,8*10-8 Ом∙м
L-?
Решение сводится к нахождению площади. Из условия
понятно, что это площадь круга.
Задача 4.
Масса алюминиевого провода 270 г, а его сопротивление 2,8
Ом. Найдите его длину и площадь поперечного сечения.
Дано:
m=270 г = 0,27
кг
R=2,8 Ом
=2,8*10-8 Ом∙м
α=2,7*103 кг/м3
Плотность алюминия 2,7*103 кг/м3
L-?
S-?
Вычисления
Задача 4.
Дано:
m=270 г = 0,27
кг
R=2,8 Ом
=2,8*10-8 Ом∙м
α=2,7*103 кг/м3
L-?
S-?
отношение сопротивлений этих проводников.
Задача 5.
Длина цилиндрического медного провода в 10 раз больше,
чем длина алюминиевого, а их массы одинаковы. Найдите
Дано:
l1=10l2
m1=m2=m
=1,7*10-8 Ом∙м
ρ2=2,8*10-8 Ом∙м
Получим общую формулу связывающую сопротивление
проводника и массу
где α-обозначим
плотность
Тогда для каждого проводника
соответственно
отношение сопротивлений этих проводников.
Задача 5.
Длина цилиндрического медного провода в 10 раз больше,
чем длина алюминиевого, а их массы одинаковы. Найдите
Дано:
l1=10l2
m1=m2=m
=1,7*10-8 Ом∙м
ρ2=2,8*10-8 Ом∙м
α1 = 8,9*103 кг/м3
α2 = 2,7*103 кг/м3
Вычислени
я
Сопротивление медного проводника в
данном случае в 200 раз больше
алюминиевого
phet.colorado.edu/sims/html/resistance-in-a-wire/la
test/resistance-in-a-wire_en.html
https://
Полезная ссылка можно использовать для
закрепления
Сопртивление проводника.pptx
