Мастер – класса. Наблюдение зависимости сопротивления проводника от температуры.

Мастер- класс.

Учитель: Ящухина М.В. учитель физики МБОУ «Новониколаевская СОШ имени В.С. Иванченко»

Тема мастер – класса. Наблюдение зависимости сопротивления проводника от температуры.

Цель мастер-класса.

Представление опыта организации учебного процесса по достижению метапредметных образовательных результатов.

Ход мастер-класса.

На безе нашей школы, МБОУ «Новониколаевская СОШ имени В.С.Иванченко», в 2022-2023 учебном году был открыт центр естественно-научной и технологической направленности «Точка роста».

В рамках проекта центра «Точка роста», в школу поступило новое оборудование - это цифровые лаборатории с наборами датчиков.

Цифровое учебное оборудование позволяет учащимся ознакомиться с современными методами исследования, применяемыми в науке, а учителю — применять на практике современные педагогические технологии. Ученик может почувствовать себя настоящим ученым, оценить возможности применения компьютерной техники в постановке и проведении опытов, выработать навыки творческого эксперимента.

Цифровое учебное оборудование мы используем на занятиях по внеурочной деятельности курса «Занимательная физика».

Цель курса. Развитие у обучающихся способности к исследовательской деятельности через систему творческих заданий, проблемный эксперимент, проведение наблюдений естественнонаучного содержания и активизация творческого мышления; оказание помощи в обоснованном выборе профиля дальнейшего обучения.

Задачи курса.

1. Формирование научного мировоззрения как результата изучения основ строения материи и фундаментальных законов физики.

2. Развитие умений наблюдать природные явления и выполнять опыты, лабораторные работы и экспериментальные исследования с использованием измерительных приборов.

3. Освоение приёмов работы с информацией физического содержания, включая информацию о современных достижениях физики; анализ и критическое оценивание информации.

С обучающимися 8 класс мы приступили к изучению раздела физики «Электрические и магнитные явления». Начали знакомиться с такими понятиями как: электрический ток, условие существования электрического тока, сила тока, напряжение, сопротивление.

На занятиях кружка мы решили проверить гипотезу зависти сопротивления проводника от температуры.

Гипотеза исследования. Если из теории вытекает зависимость сопротивления от температуры, то эксперимент это должен подтвердить или опровергнуть.

Цель:

Экспериментальное доказательство зависимости сопротивления металлов от температуры.

Задачи:

1.Изучить теорию проводимости металлов.

2. Установить факт изменения сопротивления металлического проводника при изменении температуры.

3. Провести экспериментальные исследования зависимости сопротивления от температуры.

4. Обработать результаты исследования, сделать выводы.

С проведением эксперимента познакомят ученики 8 класса.

1 ученик.

Можно с уверенностью констатировать, что самым великим достижением человечества является открытие электрического тока и его использование. От электрического тока зависят тепло и свет в домах, поступление информации из внешнего мира, общение людей, находящихся в различных точках планеты, и многое другое. Современную жизнь невозможно представить без повсеместного наличия электричества. Электричество присутствует абсолютно во всех сферах жизнедеятельности людей: в промышленности и сельском хозяйстве, в науке и космосе. Электричество также является неизменной составляющей повседневного быта человека. Такое повсеместное распространение электричества стало возможным благодаря его уникальным свойствам. Электрическая энергия может мгновенно передаваться на огромные расстояния и преобразовываться в различные виды энергий.

2 ученик.

Для использования электрического тока, потребители соединяют с источниками электрического тока, как правило, металлическими проводниками. Металлические проводники также используются во многих потребителях как нагревательные элементы. Например, электрический утюг, электрическая плитка, электрический фен, паяльник и т.д. Металлические проводники обладают электрическим сопротивлением и при прохождении электрического тока нагреваются. В том числе и соединительные провода, и провода в обмотках электрических двигателей. В соответствии с электронной теорией проводимости металлов, электроны проводимости направленно движутся между ионами кристаллической решетки и взаимодействуют с ними. В результате чего возникает электрическое сопротивление. Если нагреваются проводники, то колебания ионов изменяются, увеличивается их амплитуда и скорость. При этом взаимодействие электронов проводимости с ионами увеличивается, что должно привести к увеличению электрического сопротивления.

3 ученик.

Собрали электрическую цепь, которая состоит из последовательно соединенных источника питания, ключа, стальной спирали. Подключим мультидатчик силы тока цифровой лаборатории, ноутбук с установленной программой РобикЛаб.

При замыкании цепи мы на графике видим текущее значение силы тока. Нагреем спираль при помощи спиртовки. По графику можно видеть, что ток в цепи уменьшился. Значит, при нагревании стального проводника сопротивление проводника увеличивается.

Заменяя стальную спираль другими металлическими проводниками, мы убедились в том, что при повышении температуры сопротивление всех металлических проводников растет.

Наглядно данные эксперимента можно посмотреть в виде графика или таблицы.

1ученик

Предположение о зависимости сопротивления металлических проводников от температуры подтвердилось. Исследуя характер данного явления, мы обнаружили линейную зависимость сопротивления медного проводника от температуры в исследуемом интервале.

Работая над этим экспериментом, мы узнали, что зависимость сопротивления металлов от температуры учитывается, например, при изготовлении спиралей для электронагревательных приборов, ламп: длину проволоки спирали и допускаемую силу тока рассчитывают по их сопротивлению в нагретом состоянии. Зависимость сопротивления металлов от температуры используется в термометрах сопротивления, которые применяются для измерения температуры тепловых двигателей, газовых турбин, металла в доменных печах и т. д.

Этот термометр состоит из тонкой платиновой (никелевой, железной) спирали, намотанной на каркас из фарфора и помещенной в защитный футляр. Ее концы включаются в электрическую цепь с амперметром, шкала которого проградуирована в градусах температуры. При нагревании спирали сила тока в цепи уменьшается, это вызывает перемещение стрелки амперметра, которая и показывает температуру.

2 ученик

Исследования зависимости сопротивления от температуры привели к открытию явления сверхпроводимости, которое имеет не только научное, но и практическое значение. В будущем применение сверхпроводников позволит передавать электроэнергию на большие расстояния с гораздо меньшими потерями или вообще без них. Кроме того, использование сверхпроводящих материалов даст возможность создавать огромные магнитные поля в генераторах и электромоторах, благодаря чему эти устройства станут значительно более мощными, чем сейчас. Колоссальные магнитные поля, созданные с помощью сверхпроводников, позволят конструировать поезда на магнитной подвеске, двигающиеся плавно, без трения и с огромными скоростями.

Заключение. Учащиеся 8 класс только начали знакомиться с электрическими явлениями. Более подробно и детально они будут знакомиться, изучаю тему « Постоянный электрический ток. Токи в различных средах» в 10 классе на уроках физике.