Закон Ома для участка электрической цепи. Решение задач
Учимся выбирать формулу для силы тока, напряжения и сопротивления, переводить мА и кОм, читать графики I(U) и проверять ответ по физическому смыслу и единицам.
Конспект урока
На резисторе написано «24 Ом». В учебной схеме вольтметр показывает 6 В, а амперметр — 250 мА. Согласуются ли показания с маркировкой? Чтобы ответить, недостаточно помнить формулу: нужно понять, какие величины относятся к одному участку, и согласовать единицы.
Оригинальная схема MediaSchool. Числа — учебные данные, не фотография измерений. Сопротивлением проводов и влиянием приборов в этой модели пренебрегаем.
Сначала выбери неизвестное
Закон Ома связывает силу тока в проводнике, напряжение на его концах и сопротивление этого проводника:
В задачах ниже рассматриваем один омический проводник при неизменной температуре. Если условия меняются, прежде всего нужно проверить, можно ли по-прежнему считать его сопротивление постоянным. Например, нить лампы накаливания при нагреве меняет сопротивление: её нельзя во всех режимах описывать одной прямой .
Попробуй сам выразить и из закона Ома, затем сверься:
| Что ищем | Выражение | Единица результата |
|---|---|---|
| Силу тока | А | |
| Напряжение | В | |
| Сопротивление | Ом |
Формулы относятся к одному и тому же участку. Нельзя без основания взять напряжение на одном проводнике и ток через другой. На схеме амперметр включён последовательно, а вольтметр — между концами резистора.
Единица важнее лишней цифры
Прежде чем подставлять числа, переведи мА в амперы, а кОм — в омы. Запиши попытку, затем проверь:
Меняется запись числа, но не сама сила тока. Один миллиампер — одна тысячная ампера.
Если напряжение дано в вольтах, а сопротивление в омах, результат получается в амперах. При делении вольтов на миллиамперы сопротивление получается в килоомах, а не в омах. Надёжный школьный маршрут — сначала перевести данные в СИ, а затем указать единицу ответа.
Разберём проверку маркировки
Остановись и реши исходную задачу самостоятельно: В, мА. Найди сопротивление и проверь ответ обратной подстановкой. В этой учебной задаче не требуется оценивать реальный допуск маркировки и погрешность приборов.
После попытки сравни ход решения:
- Искомая величина — сопротивление, значит .
- Ток в СИ: А.
- Подстановка:
- Обратная проверка:
Получили исходное напряжение. Учебные данные согласуются с надписью «24 Ом». Такая проверка помогает заметить арифметическую ошибку, но не заменяет измерения с учётом точности реальных приборов.
Две задачи для собственной попытки
Задача Б1. К резистору сопротивлением кОм приложено напряжение В. Найди силу тока в амперах и миллиамперах.
Задача Б2. Сила тока в резисторе сопротивлением Ом равна мА. Какое напряжение на его концах?
Для каждой задачи запиши: данные → перевод единиц → формула → вычисление → проверка. Ответы находятся ниже общего блока самопроверки, чтобы не мешать твоей попытке.
График тоже даёт данные
На рисунке по горизонтали отложено напряжение в вольтах, по вертикали — сила тока в амперах. Каждая прямая относится к отдельному омическому проводнику при постоянной температуре.
Это модельные зависимости, а не обработка реального опыта. Буквы A и B обозначают два проводника.
Выбери одинаковое напряжение, например В, и прочитай токи. По одной ненулевой точке каждой прямой вычисли сопротивления. Какая прямая соответствует меньшему сопротивлению? Сначала рассчитай, а не вспоминай правило про «круче».
Если изображение неудобно читать, используй ту же таблицу:
| , В | , А | , А |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0,10 | 0,05 |
| 4 | 0,20 | 0,10 |
| 6 | 0,30 | 0,15 |
Маршрут чтения: подпиши оси → выбери точку → прочитай оба значения с единицами → вычисли . В начале координат деление не определено: эту точку для расчёта сопротивления не выбирают.
Меняем только одну величину
У одного и того же резистора сопротивление Ом. Температура остаётся прежней. Напряжение увеличили с до В. Предскажи ток в обоих случаях и объясни, изменилось ли сопротивление.
Сравниваются два состояния одного проводника, а не соединение двух резисторов. Никаких домашних подключений не требуется.
В кабинете учитель может проверить прогноз на заранее подготовленной низковольтной установке. Сборка и изменение соединений выполняются при отключённом источнике, включение — после проверки. Амперметр нельзя присоединять напрямую к источнику. Розетка и короткое замыкание не нужны. При отсутствии приборов остаётся мысленная задача: модельные числа нельзя называть результатами измерения.
Проверь себя
- При напряжении В ток в резисторе равен мА. Чему равно его сопротивление?
- В резисторе сопротивлением кОм течёт ток мА. Найди напряжение.
- Напряжение на том же омическом проводнике при неизменной температуре увеличили втрое. Во сколько раз изменится ток? А сопротивление?
- На приведённом графике найди сопротивления A и B. Почему важно прочитать названия осей?
- Исправь запись: « В / мА Ом». В чём ошибка?
Ответы — после самостоятельного решения
Б1: кОм Ом, поэтому А мА. Проверка: В.
Б2: мА А. Напряжение В.
Изменение напряжения: при В ток А, при В — А. Ток удвоился. Сопротивление осталось Ом по условию модели. У реального нагревающегося проводника это условие нужно проверять.
- Ом. Обратная проверка: В.
- кОм Ом, мА А. Тогда В.
- Ток увеличится втрое, сопротивление не изменится. В отношении оба числа увеличатся в одинаковое число раз.
- При В: Ом, Ом. На графике более крутая прямая означает меньший : при одинаковом напряжении ток больше. Если по вертикали отложить , а по горизонтали , более крутая прямая будет означать больший .
- Не согласованы единицы. Можно записать мА А и получить Ом; либо сохранить миллиамперы и получить кОм, что равно тем же Ом.
Какие ошибки теперь проще заметить
| Ошибка | Что проверить |
|---|---|
| Подставить 250 мА как 250 А | Перевести миллиамперы в амперы |
| Перепутать и | Назвать искомую величину и её единицу |
| Сравнить токи при разных напряжениях | Выбрать одно и то же на графике |
| Считать, что рост сам по себе увеличивает | Проверить, как изменился , и назвать условия модели |
Дома — только карандаш и тетрадь
Резистор при напряжении В пропускает ток А. Найди его сопротивление и предскажи ток при В для того же проводника при неизменной температуре. Нарисуй две точки на графике . Не собирай цепь и ничего не подключай к розетке.
После выполнения сверься: Ом, новый ток А. Обе точки принадлежат одной прямой через начало координат в принятой модели.
Короткий итог
- Начинай с искомой величины и одного выбранного участка цепи.
- Согласуй единицы до подстановки чисел.
- Читай оси графика, а не только его наклон.
- Проверяй ответ обратной подстановкой и физическим смыслом.
- Постоянство сопротивления — условие модели, а не свойство любого прибора при любом нагреве.
10 вопросов по теме «Закон Ома для участка электрической цепи. Решение задач». Выбери ответ, прочитай объяснение и попробуй ещё раз, если ошибся.
Открыть отдельноВопрос 1 из 10
ТренировкаБез отметки и ограничения времени. Первый ответ учитывается отдельно от исправлений. При обновлении страницы ответы сбросятся.
Скачать и открыть
Материалы урока
3 материалаПодготовка к уроку
2 материала· для учителей
Практикум: выбор неизвестной величины, мА и кОм, прямые и обратные задачи, чтение графика I(U), проверка ответа и границы модели постоянного сопротивления.
Презентация · MediaSchool
Практикум на 45 минут: закон Ома, перевод единиц, чтение графиков, безопасная демонстрация, печатный рабочий лист, самостоятельная работа и отдельные ключи.
Методичка · MediaSchool
Проверка знаний
1 материал· для учеников
10 вопросов с объяснениями и повторной попыткой.
Проверочная
От сообщества
Материалы сообщества0
Дополнения от учителей к этому уроку. Проверены модерацией, но не являются редакционным контентом MediaSchool.
Поделитесь первым материалом
Рабочий лист, презентация или методичка помогут другим учителям подготовиться к уроку.
Комментарии
Войдите, чтобы оставлять комментарии.
Пока нет комментариев. Будьте первым!