chủ đề sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài, tiết diện, vật liệu làm dây dẫn

Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài khác nhau, có tiết diện như nhau và được làm từ cùng loại vật liệu.. Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài, tiết diện kh

Ngày soạn:

CHỦ ĐỀ:

SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO CHIỀU DÀI, TIẾT DIỆN,

VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN

( 3 Tiết)

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Nêu được mối quan hệ giữa điện trở của dây dẫn với độ dài, tiết diện, vật liệu làm dây dẫn

- Phát biểu được các vật liệu khác nhau thì có điện trở suất khác nhau

2 Kĩ năng

- Xác định được bằng thí nghiệm mối quan hệ giữa điện trở của dây dẫn với độ dài, tiết diện, vật liệu làm dây dẫn

- Vận dụng được công thức R

S

 l để giải một số bài tập đơn giản.

- Giải thích được các hiện tượng đơn giản liên quan tới điện trở của dây dẫn

3 Thái độ

- Phẩm chất: Chăm chỉ, trung thực, tỉ mỉ, cẩn thận

- Nghiêm túc, yêu thích tìm hiểu môn học, làm việc tích cực tự giác, hợp tác cùng hoạt động, tự tin trình bày quan điểm, kết quả học tập của bản thân hoặc của nhóm

4 Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán

- Năng lực chuyên môn:

+ Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức Vật lí: K1, K2, K3, K4

+ Nhóm NLTP phương pháp: P1, P3, P5, P7, P8, P9

+ Nhóm NLTP trao đổi thông tin: X5, X6

+ Nhóm NLTP cá thể: C2

* Nội dung tích hợp

Để tiết kiệm năng lượng, cần sử dụng dây dẫn có điện trở suất nhỏ Ngày nay, người ta đã phát hiện ra một số chất có tính chất đặc biệt, đó là khi giảm nhiệt độ của chúng xuống một nhiệt độ nào đó thì điện trở suất của chúng giảm xuống bằng không

và gọi là chất siêu dẫn Nhưng việc đưa vật liệu siêu dẫn vào thay thế các vật liệu dẫn điện thông thường như đồng, nhôm, … còn gặp nhiều khó khăn, bởi phải hạ nhiệt độ của chúng xuống rất thấp (dưới 0oC rất nhiều)

Nhiệt độ của trái đất tăng thì ảnh hưởng đến việc mắc các đường dây ( dự đoán

sự thay đổi nhiệt độ của môi trường dẫn đến việc thay đổi chiều dài của dây

II BẢNG MÔ TẢ CÁC NĂNG LỰC CẦN PHÁT TRIỂN

Nội

dung

hướng tới trong chủ đê

NHẬN BIẾT

THÔNG HIỂU

VẬN DỤNG THẤP

VẬN DỤNG CAO

Dự đoán

sự phụ

thuộc của

điện trở

vào chiều

dài, tiết

diện, vật

liệu làm

dây dẫn

Điện trở của dây dẫn tỉ lệ thuận với

chiều dài l

của dây dẫn,

tỉ lệ nghịch với tiết diện

S của dây dẫn và phụ thuộc vào điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn

Câu 1

Từ dự đoán rút ra được các tỉ số

1 2

R

R = 1

2

l

l

1 2

R

R = 2

1

S S

Câu 7, 8, 9

Đề xuất được các phương

án thí nghiệm kiểm tra dự đoán

Câu 3

K1,K2, P3, P5, P1, P7, P8, X4,

Thí

nghiệm

kiểm tra

-Nêu được điện trở suất là gì

-Rút được

công thức điện trở : R

S

 l

Câu 2

Tiến hành được thí nghiệm nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài, tiết diện, vật liệu làm dây dẫn

Câu 4

P8; P9, X5, X6, C2

thành thạo công thức R S

 l để giải được các bài tập đơn giản

Câu 5, 6, 10,

11, 14

Vận dụng được công thức R

S

 l

để giải bài tập và giải thích được một số hiện tượng trong thực tế có liên quan tới điện trở của dây dẫn

Câu 12, 13

K3, K4

III XÂY DỰNG CÂU HỎI THEO MỨC ĐỘ NHẬN THỨC

Câu 1 Điện trở của dây dẫn không phụ thuộc vào yếu tố nào dưới đây?

A Vật liệu làm dây dẫn B Khối lượng của dây dẫn

C Chiều dài của dây dẫn D Tiết diện của dây dẫn

Câu 2 Công thức tính điện trở của một dây dẫn là

A

l

S ρ.

R  C R  S.ρl B

S

l ρ.

R  D R ρ.lS

Câu 3 Để xác định sự phụ thuộc của điện trở của dây dẫn vào chiều dài dây

dẫn cần phải:

A Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài khác nhau, có tiết diện như nhau và được làm từ cùng loại vật liệu

B Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài, tiết diện khác nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau

C Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài khác nhau, có cùng tiết diện và được làm từ các vật liệu khác nhau

D Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài, có tiết diện khác nhau và được làm từ cùng loại vật liệu

Câu 4 Trong các sơ đồ sau, sơ đồ dùng để xác định điện trở của dây dẫn bằng

vôn kế và ampe kế là

Câu 5 Xét các dây dẫn được làm từ cùng loại vật liệu, nếu chiều dài dây dẫn

tăng gấp 3 lần và tiết diện giảm đi 3 lần thì điện trở của dây dẫn:

A tăng gấp 3 lần B tăng gấp 9 lần

C giảm đi 3 lần D không thay đổi

Câu 6 Một dây dẫn bằng nikêlin dài 20m, tiết diện 0,05mm2 Điện trở suất của nikêlin là 0,4.10-6.m Điện trở của dây dẫn là

A 0,16 B 1,6 C 16 D

160

Câu 7 Hai dây dẫn bằng nhôm có cùng tiết diện, một dây dài 2m có điện trở

R1 và dây kia dài 6m có điện trở R2 Tính tỉ số R1/R2

Câu 8 Một đoạn dây dẫn bằng đồng dài l1=10m có điện trở R1 và một dây dẫn bằng nhôm dài l2=5m có điện trở R2 Câu trả lời nào dưới đây là đúng khi so sánh

R1 và R2?

A R1=2R2 B R1<2R2

C R1>2R2 D Không đủ điều kiện để so sánh R1 với R2

Câu 9 Hai dây dẫn bằng đồng có cùng chiều dài Dây thứ nhất có tiết diện

S1=5mm2 và điện trở R1=8,5Ω Dây thứ hai có tiết diện S2=0,5mm2 Tính điện trở R2

Câu 10 Một sợi dây đồng dài 100m có tiết diện là 2mm2 Tính điện trở của sợi dây đồng này, biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8Ω.m

Câu 11 Một dây đồng dài 100m, có tiết diện 1mm2 thì có điện trở là 1,7Ω Một dây đồng khác có chiều dài 200m, có điện trở 17Ω thì tiết diện là bao nhiêu?

Câu 12 Có trường hợp bếp điện sử dụng dây nung là dây mayso bi đứt, ta có

thể nối chỗ dây bị đứt lại để tiếp tục sử dụng Hỏi khi đó điện trở của dây nung này

và cường độ dòng điện đi qua nó thay đổi như thế nào so với trước? Vì sao? Biết rằng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn vẫn như trước

Câu 13 Người ta muốn quấn một cuộn dây dẫn điện trở quay một lõi sứ hình

trụ tròn với đường kính lõi sứ là 1,5 cm Biết 1m dây quấn có điện trở 2Ω.Hỏi cuộn dây này gồm bao nhiêu vòng dây nếu điện trở của cả cuộn dây là 30Ω? Biết rằng các vòng dây được quấn sát nhau thành một lớp

Câu 14 Người ta dùng dây Nikêlin (một loại hợp kim) làm dây nung cho một

bếp điện Nếu dùng loại dây này với đường kính tiết diện là 0,6mm thì cần dây có chiều dài là 2,88m Hỏi nếu không thay đổi điện trở của dây nung, nhưng dùng dây loại này với đường kính tiết diện là 0,4 mm thì dây phải có chiều dài là bao nhiêu?

IV Kế hoạch thực hiện chủ đề

Nội dung Hình thức

tổ chức dạy học

Thời lượng Thời điểm Thiết bị

DH, Học liệu

Ghi chú

khác nhau, PHT số 1 Xác định

và dự đoán

sự phụ

thuộc của

điện trở

dây dẫn

vào một

trong

những yếu

tố khác

nhau

Nhóm, kĩ thuật mảnh ghép

cùng chiều dài khác tiết diện, vật liệu

Các dây dẫn cùng tiết diện khác chiều dài, vật liệu

Các dây dẫn cùng vật liệu khác tiết diện, chiều dài

Ampe kế, vôn kế , nguồn điện

Kiểm tra sự

phụ thuộc

của điện

trở dây dẫn

vào chiều

dài, tiết

diện, vật

Nhóm, kĩ thuật mảnh ghép

cùng chiều dài khác tiết diện, vật liệu

Các dây dẫn cùng tiết

liệu làm

dây dẫn

diện khác chiều dài, vật liệu

Các dây dẫn cùng vật liệu khác tiết diện, chiều dài

Ampe kế, vôn kế , nguồn điện PHT số 2,3,4,5,6,7

Tìm hiểu

về điện trở

suất, công

thức tính

điện trở

Vận dụng –

Củng cố

SGK Tìm tòi mở

rộng –

Hướng dẫn

về nhà

hoạt động nhóm

Phiếu học tập số 1( HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG)

(Hoạt động nhóm: 2 phút )

Nhóm số:

Cho 3 cuộn dây khác nhau:

- Hãy cho biết các cuộn dây trên có những điểm gì khác nhau?

- Hãy dự đoán điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Phiếu học tập số 2( HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC)

(Hoạt động nhóm: 7 phút)

Nhóm số:

- Bài toán: Một dây dẫn có chiều dài l và có điện trở R

Nếu 2 dây l mắc nối tiếp với nhau thành dây có chiều dài 2l thì điện trở là bao nhiêu?

Nếu 3 dây l mắc nối tiếp với nhau thành dây có chiều dài 3l thì điện trở là bao nhiêu?

- Hoàn thành nhận xét:

Chiều dài của dây tăng 2 lần thì điện trở của dây ………lần, chiều dài của dây tăng 3 lần thì điện trở của dây………lần

- So sánh các giá trị điện trở, từ đó tìm ra mối quan hệ giữa điện trở và chiều dài dây dẫn:

1 2

R

R = ……

- Nêu phương án TN kiểm tra dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

………

………

Phiếu học tập số 3(HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC)

(Hoạt động nhóm: 7 phút)

Nhóm số:

Hãy tính điện trở tương đương R2 của hai dây dẫn trong sơ đồ hình 8.1b và điện trở tương đương R3 của 3 dây dẫn trong sơ đồ hình 8.1c

- Hoàn thành nhận xét:

Tiết diện của dây tăng gấp 2 lần thì điện trở của dây ……… lần Tiết diện của dây tăng gấp 3 lần thì điện trở của dây ………… lần

Từ đó suy ra trường hợp hai dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu, thì giữa tiết diện S1, S2 và điện trở tương ứng R1, R2 của chúng có mối quan hệ như thế nào?

1 2

R

R = ……

- Nêu phương án TN kiểm tra dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

………

………

Phiếu học tập số 4(HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC)

(Hoạt động nhóm: 7 phút)

Nhóm số:

- Dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện của dây dẫn? Để xác định sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn thì phải tiến hành thí nghiệm với các dây dẫn có đặc điểm gì?

………

………

- Nêu phương án TN kiểm tra dự đoán sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

………

………

- Vẽ sơ đồ mạch điện để tiến hành thí nghiệm xác định điện trở của các dây dẫn

………

………

Phiếu học tập số 5(HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC)

(Hoạt động nhóm: 3 phút )

Nhóm số:

1 Thí nghiệm kiểm tra dự đoán vê sự phụ thuộc của điện trở vào chiêu dài dây dẫn:

- Mục đích:

- Dụng cụ thí nghiệm:

- Các bước tiến hành thí nghiệm:

- Bảng kết quả

Lần thí

nghiệm

Hiệu điện thế(V)

Cường độ dòng điện (A)

Điện trở( Ω ) Dây dẫn

dài l

Dây dẫn

dài 2 l

Dây dẫn

dài 3l

Phiếu học tập số 6( HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC)

(Hoạt động nhóm: 3 phút)

Nhóm số:

2 Thí nghiệm kiểm tra dự đoán vê sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn:

- Mục đích:

- Dụng cụ thí nghiệm:

- Các bước tiến hành thí nghiệm:

………

- Bảng kết quả

Lần thí

nghiệm

Hiệu điện thế(V)

Cường độ dòng điện (A)

Điện trở( Ω ) Dây dẫn

tiết diện S1

Dây dẫn

tiết diện S2

Phiếu học tập số 7(HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC)

(Hoạt động nhóm: 3 phút)

Nhóm số:

3 Thí nghiệm kiểm tra dự đoán vê sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu dây dẫn:

- Mục đích:

- Dụng cụ thí nghiệm:

- Các bước tiến hành thí nghiệm:

………

- Bảng kết quả

Lần thí

nghiệm

Hiệu điện thế(V)

Cường độ dòng điện (A)

Điện trở(

Ω ) Dây dẫn

bằng đồng

Dây dẫn

bằng constantan

Phiếu học tập số 8( ÔN TẬP KIẾN THỨC)

(Hoạt động nhóm: 4 phút)

Nhóm số:

- Nêu sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài, tiết diện, chất làm dây dẫn?

- Viết công thức tính điện trở và nêu các đại lượng trong công thức?

Phiếu học tập số 9( MỘT SỐ CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM)

(Hoạt động nhóm)

Câu 1 Điện trở của dây dẫn không phụ thuộc vào yếu tố nào dưới đây?

A Vật liệu làm dây dẫn B Khối lượng của dây dẫn

C Chiều dài của dây dẫn D Tiết diện của dây dẫn

Câu 2 Công thức tính điện trở của một dây dẫn là

A

l

S ρ.

R  C R  S.ρl B

S

l ρ.

R  D R ρ.lS

Câu 3 Để xác định sự phụ thuộc của điện trở của dây dẫn vào chiều dài dây

dẫn cần phải:

A Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài khác nhau, có tiết diện như nhau và được làm từ cùng loại vật liệu

B Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài, tiết diện khác nhau và được làm từ các vật liệu khác nhau

C Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài khác nhau, có cùng tiết diện và được làm từ các vật liệu khác nhau

D Đo và so sánh điện trở của các dây dẫn có chiều dài, có tiết diện khác nhau và được làm từ cùng loại vật liệu

Câu 4 Trong các sơ đồ sau, sơ đồ dùng để xác định điện trở của dây dẫn bằng

vôn kế và ampe kế là

Câu 5 Xét các dây dẫn được làm từ cùng loại vật liệu, nếu chiều dài dây dẫn

tăng gấp 3 lần và tiết diện giảm đi 3 lần thì điện trở của dây dẫn:

A tăng gấp 3 lần B tăng gấp 9 lần

C giảm đi 3 lần D không thay đổi

Câu 6 Một dây dẫn bằng nikêlin dài 20m, tiết diện 0,05mm2 Điện trở suất của nikêlin là 0,4.10-6.m Điện trở của dây dẫn là

A 0,16 B 1,6 C 16 D 160

V TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1 Ổn định tổ chức (2 phút)

Lớp

Sĩ số

2 Kiểm tra bài cũ

Kết hợp trong quá trình giảng bài mới

3 Các hoạt động học

Hoạt động 1: Khởi động ( 3 phút)

- Mục tiêu: Giới thiệu cho HS vấn đề mới cần nghiên cứu, tạo hứng thú học tập cho học sinh

- Nhiệm vụ học tập của học sinh: thảo luận nhóm hoàn thành PHT số 1

- Cách thức tiến hành hoạt động: học sinh hoạt động theo nhóm

Bước 1: Giao nhiệm vụ

+ 1 HS đọc nhiệm vụ của

phiếu ?

+ Nhóm trưởng điều

khiển nhóm thực hành,

- GV : phân nhóm

- Đưa các dây dẫn khác nhau cho các nhóm

- Yêu cầu:

+ Quan sát các dây dẫn, chỉ

- HS phân nhóm

- Nhận dụng cụ được phát

thảo luận, báo cáo kết

quả

ra điểm khác nhau giữa các dây?

+ Dự đoán điện trở dây dẫn phụ thuộc yếu tố nào?

Bước 2: Thực hiện nhiệm

vụ được giao

GV yêu cầu các nhóm thực hiện và trả lời các câu hỏi

Nhóm thực hiện nhiệm

vụ theo điều khiển của nhóm trưởng:

+ Quan sát: Các cuộn dây trên có chiều dài, tiết diện và vật liệu dây dẫn khác nhau

+ Hoàn thành PHT số 1 Bước 3: Báo cáo kết quả

thảo luận

- GV yêu cầu các nhóm báo cáo, các nhóm khác nhận xét câu trả lời và bổ sung

- Các nhóm báo cáo

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung

Bước 4: Đánh giá kết quả - GV nhận xét các câu trả lời,

đưa ra kết luận

GV: Phát biểu vấn đề: Để kiểm tra những dự đoán của của các em là điện trở của dây dẫn có phụ thuộc vào….hay không các em nghiên cứu chủ đề hôm nay

- HS lắng nghe, ghi bài

Hoạt động 2 : Hình thành kiến thức (85ph)

1 Mục tiêu: Nêu được điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chiều dài, tiết diện

và vật liệu làm dây dẫn Phát biểu được khái niệm điện trở suất, viết được kí hiệu và đơn vị Viết được công thức điện trở, giải thích ý nghĩa và đơn vị của từng đại lượng trong công thức

2 Nhiệm vụ học tập của học sinh: tiến hành các thí nghiệm kiểm tra sự phụ

thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài, tiết diện, vật liệu làm dây dẫn, hoàn thành các PHT số 2,3,4,5,6,7,8

3 Cách thức tiến hành hoạt động: hoạt động nhóm, vấn đáp, thuyết trình,

làm thí nghiệm, kĩ thuật mảnh ghép

Nội dung: Xác định và dự đoán sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào một trong những yếu tố khác nhau (40ph)

Bước 1: Giao nhiệm vụ GV: Từ phiếu học tập số 1

GV ghi lại một số nhận xét

HS: Ghi vở

1 Các dây dẫn ở hình 7.1 khác nhau về

- Chiều dài dây dẫn

- Tiết diện dây dẫn

- Chất liệu (vật liệu) làm

GV: Yêu cầu HS thảo

luận nhóm

GV: Nêu phương án xác định sự phụ thuộc của điện trở vào các yếu tố?

GV chia lớp thành 6 nhóm, phát phiếu học tập số 2, 3,

4 yêu cầu :

- Nhóm 1,2 thực hiện yêu cầu phiếu học tập số 2

- Nhóm 3,4 thực hiện yêu cầu phiếu học tập số 3

- Nhóm 5,6 thực hiện yêu cầu phiếu học tập số 4 Sau khi các nhóm thực hiện xong nhiệm vụ 1 GV hình thành nhóm mới sử dụng kĩ thuật mảnh ghép chia sẻ thông tin giữa các nhóm

dây dẫn

HS: Suy nghĩ trả lời

Để khảo sát sự phụ thuộc của điện trở vào yếu tố x, cần phải đo điện trở của của các dây dẫn có yếu tố

x khác nhau nhưng tất cả các yếu tố khác đều như nhau

Bước 2: Thực hiện

nhiệm vụ được giao

GV yêu cầu các nhóm thảo luận và hoàn thành PHT của nhóm

Nhóm thực hiện nhiệm vụ theo điều khiển của nhóm trưởng:

+ Hoàn thành PHT

- Sau khi thực hiện xong nhiệm vụ 1, HS di chuyển sang nhóm mới trao đồi thông tin mình vừa tìm hiểu được với các bạn Bước 3: Báo cáo kết quả

thảo luận

- GV yêu cầu các nhóm báo cáo, các nhóm khác nhận xét câu trả lời và bổ sung

- Các nhóm báo cáo

- Các nhóm khác nhận xét,

bổ sung

PHT số 2: Phương án TN

- Tiến hành thí nghiệm đo điện trở 3 dây điện trở có cùng tiết diện, được làm bằng cùng một loại vật liệu có chiều dài: l, 2l, 3l

- Chiều dài của dây tăng 2 lần thì điện trở của dây tăng 2lần, chiều dài của