Сопротивление
Это понятие впервые встречается на программе «Инженерия и системный подход к решению задач» — примерно 11-12 лет (5-6 класс).
Насколько сильно вещь мешает току: у провода помеха крошечная, у лампочки — заметная, а у пластика такая огромная, что ток вообще не идёт.
Узкое место в трубе: чем уже труба, тем труднее воде течь. Сопротивление — «узость» дорожки для тока.
Собрать цепь «батарея 4,5 В — лампочка — длинный грифель со скользящим контактом» и вести контакт вдоль грифеля: показать, что чем длиннее путь тока по грифелю, тем тусклее лампочка.
Свойство проводника ограничивать ток; обозначается R, измеряется в омах (Ом). Зависит от материала, длины и толщины: длинный тонкий провод сопротивляется току сильнее короткого толстого. Чем больше сопротивление при том же напряжении, тем меньше ток.
Измерить мультиметром сопротивление резистора, лампочки и куска провода; до измерения расставить их по возрастанию и проверить себя.
R = U/I; для однородного проводника R = ρ·l/S, где ρ — удельное сопротивление материала. У металлов растёт с температурой: холодная нить лампы накаливания имеет сопротивление примерно в 10 раз меньше рабочего. Краевые случаи: сверхпроводимость при глубоком охлаждении и нелинейные элементы (диод), у которых R зависит от режима работы.
Измерить сопротивление холодной лампы накаливания, рассчитать рабочее по паспортным напряжению и мощности и объяснить разницу.
Частое заблуждение
«Сопротивление есть только у резисторов». Нет: сопротивление есть у любого проводника — у провода, лампочки, мотора и даже у тела человека.