Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Bài 9 : Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Bài 9 : SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO VẬT LIỆU LÀM DÂY DẪN I MỤC TIÊU Bố trí và tiến hành được thí nghiệm để chứng tỏ rằng điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài, tiết diện và được làm từ các vật liệu khác nhau thì khác nhau. So sánh được mức độ dẫn điện của các chất hay các vật liệu căn cứ vào bảng giá trị điện trở suất của chúng. Vận dụng công thức R = r để tính được một đại lượng khi biết các đại lượng còn lại. II CHUẨN BỊ Đối với mỗi nhóm học sinh : 1 cuộn dây bằng inox, trong đó dây dẫn có tiết diện S=0,1mm2 và có chiều dài l=2m được ghi rõ. 1 cuộn dây bằng nikêlin với dây dẫn cũng có tiết diện S=0,1mm2 và có chiều dài l=2m. 1 cuộn dây bằng nicrôm với dây dẫn cũng có tiết diện S=0,1mm2 và có chiều dài l=2m. 1 nguồn điện 4,5V. 1 công tắc. 1 Ampe kế GHĐ 1,5A và ĐCNN 0,1A. 1 Vôn kế có GHĐ 10V và ĐCNN 0,1V. 7 đoạn dây nối có lõi bằng đồng và có vỏ cách điện, mỗi đoạn dài khoảng 30 cm. 2 chốt kẹp nối dây dẫn. III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1/Kiểm tra bài cũ : - Giáo viên cho học sinh làm trên phiếu luyện tập 2 câu hỏi và chọn 3 em học sinh nộp phiếu để lấy điểm miệng. - Nội dung kiểm tra trên phiếu : Câu 1 : Các dây dẫn bằng đồng có tiết diện lớn nhỏ khác nhau thì điện trở của chúng : a/Tỉ lệ thuận với tiết diện của dây. b/Tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây. c/Cả a và b đều sai. Câu 2 : Hai dây nicrom có cùng chiều dài. Dây thứ 1 có tiết diện 0,3mm2 và có điện trở R1= 6W . Hỏi dây thứ 2 có tiết diện 0,6mm2 thì có điện trở R2 là bao nhiêu ? - Giáo viên nêu đáp án câu 1b và R2= 3W để học sinh sửa vào phiếu. 2/Nội dung bài mới : Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1 Đặt vấn đề cho học sinh vào bài mới. Thông thường các em hay nghe nói dây điện làm bằng đồng. Thật vậy, chúng ta có thể kiểm chứng bằng cách bóc lớp vỏ nhựa bên ngoài của dây điện ra thì bên trong là 1 lõi đồng lớn hay nhỏ tùy vào từng sợi dây. Vậy có thể làm dây dẫn bằng bạc hay nhôm, sắt được không? Tại sao lại làm dây dẫn bằng đồng? Hoạt động 2 Tìm hiểu sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn. Học sinh trả lời câu hỏi giáo viên đặt ra : điện trở có bằng nhau hoặc không bằng nhau? Học sinh vẽ sơ đồ và lắp ráp mạch điện. Lập bảng ghi kết quả thí nghiệm và ghi lại kết quả thu được. r rnhôm rsắt rđồng R R1 R2 R3 So sánh R1 ,R2 ,R3 và đưa ra nhận xét : điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây. Trả lời câu hỏi C1. Bây giờ chúng ta sẽ quan sát các đoạn dây dẫn cùng chiều dài, cùng tiết diện nhưng được làm bằng đồng, nhôm, sắt. Theo các em điện trở của các đoạn dây dẫn này có bằng nhau không? Tại sao? Muốn biết các điện trở này có bằng nhau không ta làm thí nghiệm đo điện trở của các dây này. Ở 2 bài học trước chúng ta đã học cách mắc mạch điện đo điện trở của dây dẫn. Yêu cầu học sinh vẽ sơ đồ mạch điện và tiến hành lắp ráp mạch điện để đo điện trở của các dây dẫn. Chia lớp làm 6 nhóm cho học sinh làm thí nghiệm. Theo dõi và giúp đỡ học sinh tién hành thí nghiệm. Sau đó yêu cầu học sinh lập bảng ghi kết quả và so sánh các kết quả rồi rút ra nhận xét. Đề nghị học sinh trả lời câu hỏi C1 và nộp lại bảng ghi kết quả để theo dõi xem các nhóm có làm đúng hay không và phân tích một số nhóm làm sai là do đâu. Hoạt động 3 Tìm hiểu về điện trở suất. Học sinh đọc SGK tìm hiểu về điện trở suất. Trả lời câu hỏi của giáo viên đặt ra. Các nhóm thảo luận và đưa ra nhận xét : điện trở suất của kim loại lớn hơn điện trở suất của hợp kim. Các nhóm đưa ra nhận xét cuối cùng : điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt. Các nhóm trả lời câu C2 . Vậy để đặt trưng cho sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn, ta có đại lượng điện trở suất. Yêu cầu học sinh đọc SGK và trả lời câu hỏi: * Điện trở suất có trị số được xác định như thế nào? * Đơn vị của điện trở suất? Hướng dẫn học sinh quan sát Bảng 1 SGK và cho các nhóm thảo luận đưa ra nhận xét về trị số điện trở suất của kim loại và hợp kim có trong Bảng 1. Nhắc lại lớp 7 : bạc, đồng, nhôm dẫn điện tốt; nikêlin, nicrom dẫn điện yếu hơn ® yêu cầu các nhóm thảo luận đưa ra nhận xét về tính dẫn điện của kim loại và hợp kim trong bảng dựa vào trị số điện trở suất. Gọi 1 học sinh trả lời câu C2 . Hoạt động 4 Xây dựng công thức tính điện trở theo các bước như yêu cầu của C3. Các nhóm xây dựng công thức tính điện trở theo các bước trong SGK : bước 1, bước 2, bước 3. Một nhóm phát biểu lại : điện trở của dây dẫn có cùng tiết diện, cùng một vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài của dây. Một nhóm phát biểu lại : điện trở của dây dẫn có cùng chiều dài, cùng một vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây. Rút ra công thức tính điện trở của dây dẫn và nêu đơn vị đo các đại lượng có trong công thức. Đề nghị học sinh làm C3. Hướng dẫn học sinh theo từng bước trong SGK. Yêu cầu học sinh đọc kỹ lại đoạn viết về ý nghĩa của điện trở suất trong SGK từ đó tính R1. Cho học sinh nhắc lại sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài của dây dẫn có cùng tiết diện và làm từ cùng một vật liệu để từ đó tính R2 . Cho học sinh nhắc lại sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện của dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một vật liệu để từ đó tính R3 . Yêu cầu một vài học sinh nêu đơn vị đo các đại lượng có trong công thức tính điện trở vừa xây dựng. Hoạt động 5 Vận dụng, rèn luyện kỹ năng tính toán và củng cố. Từng học sinh làm C4 vào tập. Trả lời vấn đề đặt ra : có thể làm dây dẫn bằng bạc, nhôm, sắt được. Thông thường người ta làm dây dẫn bằng đồng vì đồng dẫn điện tốt (chỉ sau bạc) và đồng rẻ tiền hơn bạc. Đề nghị từng học sinh làm C4. Gợi ý cho học sinh công thức tính tiết diện tròn của dây dẫn theo đường kính d : S = pr2 = p Hướng dẫn học sinh cách đổi đơn vị : 1mm2 = 10-6m2 Yêu cầu học sinh trả lời vấn đề được đặt ra ở đầu bài. 3/Củng cố : - Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi : Đại lượng nào cho biết sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào vật liệu làm dây dẫn? Căn cứ vào đâu để nói chất này dẫn điện tốt hơn hay kém hơn chất kia? Điện trở của dây dẫn được tính theo công thức nào? - Đề nghị học sinh làm ở nhà C5,C6 . 4/Rút kinh nghiệm :