Постоянный электрический ток · урок 9 из 20

Закон Ома для участка цепи

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика» (базовый уровень), Москва – 2025 · строка R04 · PHY8-044

Паспорт: R04 «2.2 Постоянный электрический ток» (20 ч), урок 9/20, единица R04.11 «Закон Ома для участка цепи». Тип урока — Н (новый материал).
Хронометраж (45 мин): цели и актуализация 6 мин (сл. 2–3) · проблема и новый материал 15 (сл. 4–10) · закрепление 17 (сл. 11–14) · рефлексия 3 и ДЗ 2 (сл. 16). Слайд 15 «Дополнительно» можно пропустить.
Для опытов (сл. 5–7): источник с регулируемым напряжением (или батарея из 1–4 элементов), набор резисторов 1, 2, 4, 8 Ом (или 2, 4, 8 Ом и магазин сопротивлений), амперметр, вольтметр, ключ, провода.

R04.11

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Формулировать закон Ома

словами и формулой $I = \frac{U}{R}$ (REQ-1.5)

Исследовать зависимость

силы тока от напряжения и сопротивления: таблица → график → вывод (ПР-1, REQ-1.11)

Читать график $I (U)$

и находить по нему сопротивление проводника (ПР-1)

Решать задачи

находить $I$ , $U$ или $R$ по двум другим величинам (REQ-1.7)

ПР-1 (результаты 8 класса ФРП): «проводить исследование зависимости одной физической величины от другой с использованием прямых измерений (… силы тока, идущего через проводник, от напряжения на проводнике …): планировать исследование, собирать установку и выполнять измерения, … фиксировать результаты полученной зависимости в виде таблиц и графиков, проводить выводы».
REQ-1.5: «характеризовать свойства тел, физические явления и процессы, используя изученные законы, при этом давать словесную формулировку закона и записывать его математическое выражение». REQ-1.7: «решать расчётные задачи в 2–3 действия…». Элемент кодификатора EL-7.10 «Закон Ома для участка цепи».
Вид деятельности строки R04: «Исследование зависимости силы тока, протекающего через резистор, от сопротивления резистора и напряжения на резисторе».

повторение: R04.7–R04.10

Вспомним

Три величины электрической цепи

I

сила тока

единица: ампер, А

амперметр

I = \frac{q}{t}

U

напряжение

единица: вольт, В

вольтметр

U = \frac{A}{q}

R

сопротивление

единица: ом, Ом

резистор

R = \frac{ρl}{S}

Как связаны $I$ , $U$ и $R$ между собой?

5–6 мин, устно. Для каждой величины спросить: что показывает, в чём измеряется, каким прибором; затем щелчком открыть формулу (уроки PHY8-041–043).
Ответы: сила тока — заряд, проходящий через сечение проводника за 1 с; напряжение — работа поля по перемещению заряда 1 Кл; сопротивление — свойство проводника препятствовать току, зависит от длины l, площади сечения S и материала (удельное сопротивление ρ).
Типичные ошибки: путают способы включения: амперметр — последовательно, вольтметр — параллельно участку. Сопротивление «омметром» в школе измеряют косвенно — как раз сегодня узнаем как.

R04.11

Проблема

От чего зависит сила тока на участке цепи?

Гипотеза 1: чем больше

U

, тем больше

I

Гипотеза 2: чем больше

R

, тем меньше

I

Вопрос классу по левой схеме: добавили второй элемент в батарею — напряжение выросло. Что станет с силой тока? По правой: тот же источник, но резистор с большим сопротивлением — что станет с током?
Ученики высказывают предположения — открыть гипотезы щелчком. Важно: «больше / меньше» — это ещё не закон. Нужно узнать, во сколько раз — ставим опыт.
Ошибка-заблуждение: «ток в проводнике зависит только от источника». Показать: тот же источник, разные резисторы — разные показания амперметра.

R04.11 · опыт

Исследование · установка

Как измерить $I$ и $U$ на резисторе

Оборудование: источник тока, резисторы, амперметр, вольтметр, ключ, провода

Соберите цепь при разомкнутом ключе.
Амперметр — последовательно с резистором.
Вольтметр — параллельно резистору.
«+» приборов — к «+» источника.
Замкните ключ, запишите $U$ и $I$ в таблицу.

Вид деятельности ФРП: «Исследование зависимости силы тока, протекающего через резистор, от сопротивления резистора и напряжения на резисторе». Можно как демонстрацию или фронтально в парах.
Техника безопасности (REQ-1.13): цепь собирать и менять только при разомкнутом ключе; включать после проверки учителем; напряжение — не больше 6 В.
Вопрос: почему вольтметр подключён именно к концам резистора? (Измеряем напряжение на том участке, ток через который изучаем.) Ошибка: вольтметр последовательно — ток почти пропадёт.

R04.11 · опыт 1

Опыт 1 · $R = 5$ Ом не меняем

Меняем напряжение — следим за током

$U$ , В	1	2	3	4	5
$I$ , А	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0

U

×2→

I

×2

Вывод: сила тока прямо пропорциональна напряжению:

I \sim U

Значения — образец (резистор 5 Ом); у класса могут быть другие, но отношение U : I постоянно в пределах погрешности.
Вопрос: во сколько раз выросла сила тока, когда напряжение выросло с 1 до 3 В? (В 3 раза: 0,2 → 0,6 А.) Что будет при U = 0? (I = 0 — график выходит из начала координат.)
Строить график: точки по таблице, затем прямую через начало координат — точки из-за погрешности могут лечь не идеально, прямую проводят «между» ними. Такой график называют вольт-амперной характеристикой проводника.

R04.11 · опыт 2

Опыт 2 · $U = 4$ В не меняем

Меняем резистор — следим за током

$R$ , Ом	1	2	4	8
$I$ , А	4	2	1	0,5

R

×2→

I

: 2

Вывод: сила тока обратно пропорциональна сопротивлению:

I \sim \frac{1}{R}

Меняем резисторы, следя по вольтметру, чтобы напряжение на резисторе оставалось 4 В (при необходимости подстраиваем источник). Это «метод одного изменения»: меняем одну величину, другую держим постоянной.
Вопрос: R увеличили в 4 раза (с 1 до 4 Ом) — во сколько раз уменьшился ток? (В 4 раза: 4 → 1 А.) Проверка: произведение I · R = 4 во всех столбцах.
Если в наборе нет резистора 1 Ом, первый столбец показать как расчётный. Ток 4 А для школьного амперметра велик — в демонстрации можно взять U = 2 В (токи 2; 1; 0,5; 0,25 А).

R04.11

Запомнить

Закон Ома для участка цепи

I = \frac{U}{R}

Георг Ом, 1827 г.

I

сила тока, А

U

напряжение на участке, В

R

сопротивление участка, Ом

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

R04.11

Следствия закона

Закройте искомую величину — останется формула

I = \frac{U}{R}

найти силу тока

U = I \cdot R

найти напряжение

R = \frac{U}{I}

найти сопротивление

1 Ом = \frac{1 В}{1 А}

«Треугольник» — подсказка для запоминания: горизонтальная черта означает деление, вертикальная — умножение. Закрываем U — остаётся I · R; закрываем R — остаётся U над I.
Формулу R = U/I используют для косвенного измерения сопротивления: измеряют U вольтметром и I амперметром (ПР-1: косвенные измерения сопротивления проводника).
Определение ома: 1 Ом — сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В сила тока 1 А. Ошибка: «сопротивление зависит от напряжения, раз R = U/I». Нет: R — свойство проводника (R = ρl/S); при росте U во столько же раз растёт I.

R04.11

Читаем график

Вольт-амперные характеристики двух проводников

$R_{1} = \frac{4 В}{2 А} = 2 Ом$

$R_{2} = \frac{4 В}{1 А} = 4 Ом$

Чем круче график, тем меньше сопротивление

Алгоритм: выбрать на графике точку с «круглыми» значениями (пересечение с узлом сетки), прочитать U и I, вычислить R = U/I. Берём одно и то же U = 4 В для обоих проводников — сравнение наглядно.
Вопрос: какой ток будет в проводнике 2 при U = 6 В? (I = 6/4 = 1,5 А — по графику так и есть.) Какой проводник сильнее «препятствует» току? (Второй: при том же напряжении ток вдвое меньше.)
Ошибка: считать R по значению на одной оси (например, «R = 4, потому что U = 4»). Сопротивление — отношение U к I.

R04.11

Закрепление · образцы

Решаем по закону Ома

Лампа фонарика имеет сопротивление 15 Ом. Напряжение на ней 4,5 В. Найдите силу тока.

R = 15 Ом

U = 4, 5 В

I - ?

I = \frac{U}{R}

I = \frac{4 , 5 В}{15 Ом} = 0, 3 А

Ответ: 0,3 А

Через резистор сопротивлением 20 Ом идёт ток 250 мА. Каково напряжение на резисторе?

R = 20 Ом

I = 250 мА = 0, 25 А

U - ?

U = I \cdot R

U = 0, 25 А \cdot 20 Ом = 5 В

Ответ: 5 В

R04.11

Осторожно

Типичные ошибки

Где ошибаются	Неверно	Верно
перепутали формулу	$I = U \cdot R$	$I = \frac{U}{R}$
не перевели в СИ	$I = 200 мА$ : $U = 200 \cdot 10$	$U = 0, 2 \cdot 10 = 2 В$
смысл $R = \frac{U}{I}$	$U$ выросло — $R$ выросло	$R$ не меняется, растёт $I$
величины разных участков	$U$ источника, $R$ лампы	$U$ и $R$ одного участка

R04.11

Закрепление

Решите

1базаНапряжение на резисторе

12

В, сопротивление

6

Ом. Найдите силу тока.

2базаСпираль утюга при напряжении

220

В пропускает ток

2

А. Найдите её сопротивление.

3базаКакое напряжение нужно, чтобы через проводник

0, 25

кОм шёл ток

20

мА?

4повыш.Напряжение на участке увеличили в

2

раза, а сопротивление уменьшили в

2

раза. Как изменилась сила тока?

5повыш.Нихромовая проволока:

l = 2

м,

S = 0, 5 мм^{2}

,

ρ = 1, 1 \frac{Ом \cdot мм ^{2}}{м}

. Сила тока при

U = 4, 4

В?

6практикаТок

0, 05

А опасен для человека. Сопротивление тела

1000

Ом. Какое напряжение опасно?

R04.11 · ОГЭ

В формате ОГЭ · линия 14

Графики зависимости $I (U)$

14На рисунке — графики зависимости силы тока от напряжения для проводников 1 и 2. Выберите два верных утверждения.

Сопротивление проводника 1 равно 5 Ом.
Сопротивление проводника 2 меньше, чем проводника 1.
При напряжении 4 В сила тока в проводнике 1 равна 0,4 А.
При одинаковой силе тока напряжение на проводнике 2 в 2 раза больше, чем на проводнике 1.
Сила тока в проводнике 2 обратно пропорциональна напряжению.

R04.11 · дополнительно

Дополнительно

А у лампы график — не прямая

$U$ , В	1	2	4
$I$ , А	0,15	0,22	0,31
$R$ , Ом	6,7	9,1	12,9

Нить нагревается — её сопротивление растёт.

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Сформулируйте закон Ома.
Как изменится ток, если $U$ увеличить в 3 раза?
Как найти $R$ по графику $I (U)$ ?

Домашнее задание

Выучить формулировку и три формулы закона Ома
Лампа: $U = 220$ В, $I = 0, 5$ А. Найдите сопротивление.
Резистор $40$ Ом, ток $150$ мА. Найдите напряжение.
Тренажёр:
reknow.ru/8/physics/8_physics_zakon_oma.htm

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-044 · Закон Ома для участка цепи

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R04 «2.2 Постоянный электрический ток», 20 ч · урок 9/20 · тип Н (новый материал)
Единицы → слайды	R04.11 «Закон Ома для участка цепи» → 2, 4–16 · повторение R04.7–R04.10 (сила тока, напряжение, сопротивление, удельное сопротивление) → 3, 13
Результаты	ПР-1 / REQ-1.11 (исследование зависимости силы тока от напряжения, таблицы и графики, выводы) → 4–7, 10, 15 · REQ-1.5 (формулировка закона и формула) → 8, 9, 16 · REQ-1.7 (расчётные задачи) → 11–13 · REQ-1.12 (косвенное измерение сопротивления) → 9, 10 · REQ-1.13 (техника безопасности) → 5 · EL-7.10
ОГЭ	линия 14 (графики, таблицы и схемы) → 14
Вне урока	последовательное и параллельное соединение — PHY8-045; работа и мощность тока — PHY8-046; закон Джоуля–Ленца — R04.14; закон Ома для полной цепи (ЭДС) — не включён
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending

Закон Ома для участка цепи

Сегодня вы научитесь

Формулировать закон Ома

Исследовать зависимость

Читать график I(U)

Решать задачи

Три величины электрической цепи

От чего зависит сила тока на участке цепи?

Как измерить I и U на резисторе

Меняем напряжение — следим за током

Меняем резистор — следим за током

Закон Ома для участка цепи

Закройте искомую величину — останется формула

Вольт-амперные характеристики двух проводников

Решаем по закону Ома

Лампа фонарика имеет сопротивление 15 Ом. Напряжение на ней 4,5 В. Найдите силу тока.

Через резистор сопротивлением 20 Ом идёт ток 250 мА. Каково напряжение на резисторе?

Типичные ошибки

Решите

Графики зависимости I(U)

А у лампы график — не прямая

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Домашнее задание

PHY8-044 · Закон Ома для участка цепи

Читать график $I (U)$

Как измерить $I$ и $U$ на резисторе

Графики зависимости $I (U)$