Всероссийский фестиваль творческих открытий и инициатив «Леонардо» секция физики « Особенности изучения закона Ома для участка цепи » исследовательский проект Подготовил: Белик Никита, ученик 7 класса МБОУ «Федоровская СОШ 5» Сургутского района ХМАО-Югра Тюменской области Научные руководители: Боброва Татьяна Владимировна, учитель физики, МБОУ «ФСОШ 5», Редько Наталья Николаевна, учитель математики МБОУ «ФСОШ 5» год

Данная исследовательская работа имеет большую практическую значимость для старшеклассников и моих сверстников, при изучении электрических явлений. Изготовленный мною стенд, позволяет экспериментально проверить закон Ома для участка цепи и повысить уровень знаний учащихся по физике и математике при решении экспериментальных задач.

С электропроводностью металлов связано многое в жизни: от горения электрической лампочки до работы автомобилей, плееров и мобильных телефонов. Основным законом электричества является закон Ома для участка цепи. Знания, полученные учащимися на уроках физики важны им не только для успешной сдачи итоговой аттестации, но и для совершенствования технологических процессов в науке и технике. Проблема: многие учащиеся не понимают физического смысла закона Ома для участка цепи и испытывают трудности его применения при решении задач по физике ( по результатам опроса и контрольной работы в учебном году ).

К концу I учебной четверти учебного года изготовить и апробировать макет для наглядного представления зависимости силы тока от напряжения и электрического сопротивления, позволяющий повысить уровень знаний и навыков решения задач учащихся 9-х классов по теме «Закон Ома для участка цепи»

Изучить теоретический материал по теме «Закон Ома для участка цепи» Изготовить стенд, используя материалы, согласно плану, который расширит демонстрационный материал школьной лаборатории; Провести проверочную работу по физике в 9-х классах для определения уровня знаний учащихся по теме «Закон Ома для участка цепи» Экспериментально продемонстрировать зависимость силы тока от электрического напряжения и сопротивления различных проводников, используя стенд; построить графики функциональной зависимости; Провести повторную проверочную работу в 9-х классах для определения уровня знаний учащихся по той же теме и социологический опрос учащихся 9- х классов после апробации стенда. Оценить значимость работы.

зависимость силы тока от напряжения и сопротивления проводников из меди, алюминия и нихрома. 1. Экспериментальный 2. Технологический 3. Графический 4. Аналитический 5. Социологический опрос

1) Подготовительный (изучение литературы, анкетирование уч-ся 9-х классов, подбор образцов, материалов и оборудования); 2) Основной (монтаж стенда, установка образцов и измерительных приборов; выполнение эстетических работ); 3) Заключительный (измерение величин, анализ результатов измерений и вычислений, апробация стенда в 9-х классах в качестве наглядного пособия, проведение и обработка повторной проверочной работы и социологического опроса, выводы).

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля.

Согласно закону Ома для участка цепи: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника: Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки. Сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника. I=U:R

Для достижения поставленной цели был изготовлен стенд, на котором различные проводники (из меди, алюминия и нихрома) припаивались к клеммам, и последовательно подключались к источнику питания, амперметру и ключу. Параллельно проводнику включался вольтметр. Видео Видео

Измерительные приборы: с их помощью определены значения сопротивления исследуемых образцов. I- сила тока, (А) U- напряжение, (В) - электрическое сопротивление, (Ом) R - электрическое сопротивление, (Ом) I=U:R

образе ц l, м d, мм S, мм ρ, Ом*мм 2 /м R, Ом I, АU, В нихром 1,050,30,0710,14 20,651,3 2 2,6 медь 50,2 0, ,017 2,31,22,6 2,32,24,8 алюминий 30,2 0, ,026 40,652,6 41,0 3

С целью определения уровня знаний учащихся 9-х классов была составлена проверочная работа и проведена дважды (в сентябре и декабре): 1. Определить сопротивление проводника, если при силе тока 2А напряжение на нем составило 24 В? 2. Вычислить напряжение участка цепи, если его сопротивление 40 Ом, а сила тока 5 А. 3. Определите силу тока на участке цепи, сопротивлением 30 Ом, если напряжение составляет 36 В. 4. Чему равно сопротивление сплава, если при напряжении 220В, сила тока составила 5 А? В сентябре: В декабре: Кол-во заданий Справил ись, к-во чел % учащихся , ,5 099 Кол-во заданий Справил ись, к-во чел % учащихся , ,

Результаты социологического опроса: 1. Позволил ли вам изготовленный стенд наглядно установить зависимость силы тока от приложенного напряжения и сопротивления в участке цепи? 2. Можете ли вы теперь правильно выражать неизвестную величину из закона Ома? 3. Пригодятся ли вам знания, полученные после апробации стенда при сдачи экзаменов? вопрос класс Всего, чел. %«да», чел.% «нет», чел. % вопрос класс Всего, чел. %«да», чел.% «нет», чел. % 19 а б в г итого а б в г итого а б в г итого

Наименование материала КоличествоЦена 1Медная проволока 5 м 180 руб. 2Алюминиевая проволока 5 м 100 руб. 3Нихромовая проволока 3 м 170 руб. 4Амперметр учебный 1 шт.167 руб. 5Вольтметр учебный 1 шт.190 руб. 6Ключ 1 шт.45 руб. 7Провода соединительные 6 шт.72 руб. 8Клеммы для крепления 14 шт.168 руб. 9Источник питания 1 шт.230 руб. итого 1322 руб.

Изготовленный стенд, позволяет не только экспериментально продемонстрировать зависимость силы тока от электрического напряжения и сопротивления различных проводников, но и повысить уровень мотивации учащихся нашей школы к исследовательской деятельности. Этот стенд апробирован на уроках физики и наглядно представил учащимся зависимость силы тока от напряжения и электрического сопротивления, доказал справедливость закона Ома для участка цепи. По результатам анкетирования учащихся 9-х классов стенд позволил не просто вспомнить формулу закона Ома для участка цепи, но и научиться правильно выражать неизвестную величину из этой формулы, что так же поможет ребятам при подготовке и сдаче экзамена по математике в форме ГИА, т.к. в экзаменационных тестах в модуле «Реальная математика» встречаются подобные задачи. Наглядный стенд, расширил демонстрационный материал школьной лаборатории. Его можно использовать в качестве наглядного пособия при изучении темы «Электрические явления» и проверки законов электрического тока в 8-х, 10-х классах. оформлен буклет с рекомендациями по изготовлению и использованию стенда.