Урок на тему «Нагрівання провідників електричним струмом
Мета уроку:організувати діяльність учнів з сприйняття, осмислення та первинного запам'ятовування закону Джоуля-Ленца, фактів: причини нагрівання провідників електричним струмом,
сприяти формуванню умінь вирішувати завдання застосування закону Джоуля-Ленца, пояснювати фізичні явища з урахуванням закону Джоуля-Ленца,
удосконалювати обчислювальні навички, навички перетворення формул, навички переведення одиниць фізичних величин у СІ,
застосувати диференційований підхід у навчанні,
створити умови для розвитку мислення, уваги, пам'яті, пізнавального інтересу, грамотної мови,
виховувати культуру спілкування
I. Організаційний етап.
II. Етап підготовки до активної діяльності на основному етапі:
1.Рішення задач у групах(перші дві задачі на «3», решта трьох на «4» і «5»).
1. Напруга в освітлювальній мережі 220 В. Опір спіралі 20 Ом. Знайти силу струму. (11 А).
2. Сила струму в електричній лампі 11 А. Напруга дорівнює 55 В. Обчислити її опір. (5 Ом)
3. Дві лампи опором 5 Ом та 7 Ом включені послідовно в ланцюг, сила струму в якому 4 А. Знайдіть напругу на кожній лампі та загальну напругу.( U ₁ = 20 В U ₂ = 28 В U = 48 В).
4. Електричний двигун протягом 2 хв здійснює роботу 17,28 кДж. Напруга в ланцюзі 48 В . Обчислити потужність двигуна і силу струму в ланцюзі. (144 Вт, 3 А).
5. В електричний ланцюг включено паралельно дві спіралі. Їхній загальний опір 4 Ом. Сила струму, що проходить через першу спіраль 3 А, через другу 5 А. Знайдіть потужність струму (256 Вт).
2.Фронтальна бесіда з питань:
1. Дайте визначення електричного струму
2. Що являє собою електричний струм у металах?
3. Що являє собою електричний струм у розчинах та розплавах електролітів?
4. Які дії чинить електричний струм?
5. У чому полягає теплова дія струму?
III. Етап вивчення нового матеріалу.
1. Постановка мети уроку.
Спробуймо сформулювати цілі уроку, тобто на які питання ми повинні сьогодні відповісти. провідників електричним струмом спочатку на прикладі металів.
Яку будову мають метали? (У вузлах кристалічних ґрат розташовані позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони.)
Що таке електричний струм у металах? (Упорядкований рух вільних електронів).
Що відбувається під час руху вільних електронів? (Вони взаємодіють з вузлами (іонами) кристалічних ґрат)
Що відбувається внаслідок цієї взаємодії? (Вільні електрони передають свою енергію іонам кристалічних ґрат)
Внаслідок цього внутрішня енергія провідника збільшується. Нагрітий провідник віддає отриману енергію оточуючим тілам.
Аналогічно пояснюється нагрівання та інших провідників: розчинів кислот, лугів та солей під час проходження струму. Іони, переміщуючись під дією електричного поля, взаємодіють з атомами чи іонами провідника та передають свою енергію. Внаслідок роботи струму внутрішня енергія провідника збільшується.
3. Вивчення закону Джоуля-Ленца.
У нерухомих провідниках вся робота струму йде збільшення їх внутрішньої енергії. Отже, кількість теплоти, що виділяється провідником, дорівнює роботі струму.
За якою формулою розраховується роботаструму? (А = IUt)
Так як Q = A, то Q = IUt.
Виразіть напругу із закону Ома. (U = IR)
Підставимо значення напруги у формулу роботи струму. ( Q = I * IR * Rt = I 2 Rt ) Отримана формула називається законом Джоуля-Ленца і дозволяє розрахувати кількість теплоти, що виділяється провідником зі струмом.
Спробуймо сформулювати цей закон.
Закон був встановлений експериментально незалежно один від одного англійським вченим Д. Джоулем та українським вченим Е. Ленцем. Тому він має подвійну назву: закон Джоуля-Ленца.
Повідомлення учня про Д. Джоула та Е. Ленца
5. Застосування теплової дії струму
Повідомлення учня про застосування теплової дії струму
IV. Етап застосування знань:
Усні вправи:а) Як зміниться кількість теплоти, що виділяється провідником зі струмом, зі збільшенням сили струму в 2 рази? (Збільшиться у 4 рази)
б) Два провідники: мідний і залізний рівної довжини та перерізу включені в ланцюг з однією і тією ж силою струму. У якому провіднику: мідному чи залізному виділиться більша кількість теплоти? (У залізному, оскільки питомий опір заліза більше, ніж у міді, а кількість теплоти, що виділяється провідником, прямо пропорційно опору провідника, який, у свою чергу, прямо пропорційно питомому електричному опору)
2. Фронтальне рішення.
1.У спіралі електроплитки опором 80 Ом сила струму 2 А. Скільки часу була включена до мережі плитка, якщо в ній виділилося 320 кДж тепла?
Рішення: Q = I 2 Rt. t = t =
2. Яка кількість теплоти виділиться в залізному провіднику довжиною 10 см і перетином 0,1 мм 2 за 1 хвилину при силі струму 2 А?
Рішення. Q = I 2 Rt R = Q = I 2 t Q = 4 А²0,1 Ом мм²/м 0,1/0,1 мм² *60 с = 24 Дж
3. В електрокип'ятильнику ємністю 5 л з ККД 70% вода нагрівається від 10 до 100 градусів за 20 хвилин. Якої сили струм проходить по спіралі електрокип'ятильника, якщо напруга в мережі 220?
А п = з m (t 2 - t 1) m = V A п = з V (t 2 - t 1)
V. Підбиття підсумків уроку.
Яка причина нагрівання провідника електричним струмом?
Сформулюйте закон Джоуля Ленца.
VI. Домашнє завдання
ГОЛОВНІ КОНКУРСИ ДЛЯ ДІТЕЙ І ПЕДАГОГОВ
Призовий фонд понад 200 000 рублів та сотні відмінних подарунків для кураторів: вебінари, лепбуки та книги!
Колаж на тему «Моє майбутнє» Реєстрація
Казкові вироби своїми руками Реєстрація
Для дошкільнят (3-7 років)
Малюнок по темі «Портрет мами» Реєстрація
Вкради назву та склади історію Реєстрація