ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКАФизика · 8 класс · § 22
Увидеть. Изменить. Понять.

§ 22. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи

Как напряжение и сопротивление определяют ток, если условия работы проводника остаются неизменными?

Объясняющая модельСхемы и примеры10 вопросов с разбором
Главный вопрос

Как напряжение и сопротивление определяют ток, если условия работы проводника остаются неизменными?

Наблюдаем и объясняем

Рабочая точка на графике I(U)

Меняй напряжение и сопротивление по отдельности. Сравни ток и наклон прямой.

Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.

6 В
12 Ом

Омический проводник с постоянной температурой; I = U/R. Оси фиксированы: 0–12 В и 0–6 А.

01

Сопротивление описывает участок

Проводники неодинаково препятствуют направленному переносу заряда. Электрическое сопротивление R характеризует это свойство участка при заданных условиях. Единица — ом, Ом.

Для проводника, подчиняющегося закону Ома, R = U/I остаётся постоянным при изменении U в рассматриваемом диапазоне. Это не означает, что увеличение напряжения само по себе создаёт большее сопротивление.

R = U/I

Сопротивление участка

1 Ом = 1 В/А

Единица сопротивления

Омический участок

R постоянно при заданных условиях

Сопротивление омического проводника определяется его свойствами и состоянием.

Увеличили U вдвое и I вдвое: что стало с R?

Отношение U/I сохранилось. Сопротивление не изменилось.

02

Закон Ома

Сила тока на участке прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению: I = U/R. При фиксированном R увеличение U вдвое увеличивает I вдвое. При фиксированном U удвоение R уменьшает I вдвое.

Условия нужно указывать: нагрев может менять сопротивление. Лампа накаливания не является идеальным постоянным резистором во всём диапазоне напряжений, потому что температура нити заметно изменяется.

Закон Ома: сравнение
МеняемОставляем постояннымРезультат
U увеличиваем вдвоеRI увеличивается вдвое
R увеличиваем вдвоеUI уменьшается вдвое
U и R увеличиваем вдвоеИх отношениеI сохраняется

Закон Ома: I = U/R при заданных условиях участка.

Почему закон нельзя бездумно применять с одним R к холодной и раскалённой нити?

Температура меняет сопротивление нити. Сначала нужно знать R для соответствующего рабочего состояния.

Резисторы — элементы электрической цепи

Для омического резистора связь U и I определяется сопротивлением при заданных условиях.

Afrank99 · CC BY-SA 2.5 · Источник. Без изменений.

Цифровой мультиметр

Измерения напряжения и тока позволяют проверить отношение R = U/I.

André Karwath aka Aka · CC BY-SA 2.5 · Источник. Без изменений.

03

Три задачи из одной формулы

Если U = 12 В и R = 24 Ом, ток I = 0,5 А. Если I = 0,2 А и R = 30 Ом, напряжение U = IR = 6 В. Если U = 9 В и I = 0,3 А, сопротивление R = 30 Ом.

Перед расчётом переведи миллиамперы в амперы и килоомы в омы. Проверяй результат качественно: большой R при том же U должен давать меньший ток. Деление на нулевое сопротивление не описывает реальную цепь источника.

Выбери форму

I = U/R, U = IR или R = U/I

Переведи единицы

200 мА = 0,2 А

Проверь зависимость

Больше R при том же U — меньше I

Расчёт должен согласовываться с качественным смыслом закона.

Можно ли идеальной формулой получить бесконечный ток в реальной цепи?

Нет. При очень малом внешнем сопротивлении становятся важны сопротивления источника и проводов и другие ограничения. Реальное короткое замыкание опасно.

04

График тока от напряжения

Для постоянного R график I(U) — прямая через начало координат. При одинаковых масштабах более крутая линия соответствует меньшему сопротивлению: на каждый вольт приходится больший ток.

В интерактиве меняй сопротивление и наблюдай наклон, затем перемещай рабочую точку напряжением. Оси подписаны: если поменять их местами и построить U(I), смысл наклона станет обратным.

График I(U)

Наклон связан с 1/R

График U(I)

Наклон связан с R

Вывод о сопротивлении по наклону зависит от того, что отложено по осям.

Две линии пересекаются в начале: означает ли это одинаковое сопротивление?

Нет. Общая точка U = 0, I = 0 характерна для обеих зависимостей; сопротивление определяют по отношению координат ненулевой точки.

Соберём главное

Шесть выводов

01Сопротивление омического проводника определяется его свойствами и состоянием.
02Закон Ома: I = U/R при заданных условиях участка.
03Расчёт должен согласовываться с качественным смыслом закона.
04Вывод о сопротивлении по наклону зависит от того, что отложено по осям.
05Закон Ома применяют с учётом свойств и температуры проводника.
06По графику сначала читают подписи осей и их масштабы.
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе

Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.

1. Закон Ома для участка?
2. Единица сопротивления?
3. 12 В и 24 Ом дают…
4. При неизменном R удвоили U. Ток…
5. При неизменном U удвоили R. Ток…
6. U и I выросли вдвое. R…
7. 0,2 А через 30 Ом требуют…
8. Более крутой график I(U) при одинаковых масштабах осей означает…
9. Для постоянного R важно контролировать…
10. Можно ли считать R лампы постоянным от холодного до раскалённого состояния?

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Физика, 8 класс», § 22. Тема и содержание сверены с файлом «8 класс. Физика — § 22. Закон Ома для участка.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.

Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Число частиц, размеры и цвета учебных схем условны.

↑

Загрузка прогресса…