Урок 'Работа и мощность электрического тока' 8 класс

Тема: Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца 8 кл

Цель: изучения понятий работы и мощности тока, выявление характера зависимости между энергией, выделяемой на участке цепи, электрическим током и сопротивление этого участка.

Задачи: 1. Выяснить от чего зависит работа и мощность тока, и ознакомить учащихся с законом Джоуля-Ленца.

2. Развивать умения устанавливать причинно-следственные связи при наблюдении опытов и решении задач

3. Воспитывать познавательный интерес и положительные мотивы учения

Оборудование: индивидуальные карточки с заданиями, интерактивное оборудование, соединительные провода, ключ, лампочка, резистор, источник тока, амперметр, вольтметр, проводники из различных металлов

План урока:

1. Вводно-мотивационный этап

2. Актуализация знаний, постановка проблемного вопроса

3. Самостоятельное изучение материала (заполнение таблицы)

4. Проверка таблицы, вывод закона Джоуля-Ленца

5. Работа с разноуровневыми заданиями

6. Рефлексия

7. Подведение итогов

Ход урока:

1. Приветствие, проверка готовности к уроку. Создание коллаборативной среды.

«Добрый день!» - тебе сказали,

«Добрый день!» - ответил ты.

Как две ниточки связали

Теплоты и доброты

2. Что представляет собой электрический ток?

Предполагаемый ответ учащихся (далее П.о.):Упорядоченное движение заряженных частиц

Какими величинами он характеризуется? П.о.: Силой тока, напряжением

Какими приборами измеряется сила тока и напряжение? П.о.: Амперметром, вольтметром

В наших домах есть еще один электрический прибор - электрический счетчик.

Для чего он используется? Что измеряет? В каких единицах производятся измерения?

П.о.: Для измерения работы электрического тока, кВт в час

В ваттах измеряется мощность, т. е. работа представляет собой произведение мощности на время

Итак, тема урока сегодня у нас: работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

Постановка цели урока: Сегодня на уроке мы должны определить понятие работы электрического тока, выяснить от чего она зависит, а так же определить, как вычисляется мощность электрического тока.

Посмотрите на рисунки и скажите, в какой вид энергии может преобразовываться электрическая энергия, называя при этом электрический прибор? П.о.:Световую - лампочка, фонарь, механическую - вентилятор, тепловую - утюг, обогреватель и т.д. Совершается ли при этом работа и что это означает? П.о.: Да, что какое-то количество электрической энергии превратилось в другой вид энергии.

Вывод: работа показывает, сколько электрической энергии превратится в другой вид энергии.

Опыт: Для проведения дальнейшего опыта нам необходимо собрать электрическую цепь , состоящую из лампочки, реостата, ключа, вольтметра, амперметра, соединительных проводов. (Учащиеся самостоятельно изображают схему электрической цепи в тетради и один на интерактивной доске. При этом производится закрепление условных обозначений, применяемых в схемах электрических цепей.

Меняем сопротивление реостата (уменьшаем) , что при этом происходит? - П.о.: Свечение лампочки усиливается.

Какой вид энергии выделяется? П.о.: Световая, тепловая

Совершается ли работа? П.о.: Да

Меняется ли ее величина при увеличении яркости лампы? П.о.: Да, увеличивается

Меняются ли показания амперметра, вольтметра? Как? П.о.: Да, увеличивается сила тока и напряжение

Если лампочка будет гореть минуту или один час, в каком случае будет совершена большая работа? П.о.: За час совершается большая работа

Тогда от чего зависит работа? П.о.: Силы тока, напряжения, времени

Чем отличается нагрев воды в электрическом чайнике новой и старой модели, в которых совершается одна и та же работа? П.о.: Временем совершения этой работы

Как называется величина, характеризующая быстроту выполнения работы? П.о.: Мощность

Мощность - это работа совершаемая в единицу времени

3. Самостоятельное заполнение таблицы по учебнику (учащиеся работают с текстом учебника и заполняют сравнительную таблицу, затрагивающую основные моменты темы):

4.Проверка заполненной таблицы - устный опрос, параллельно правильные ответы выводятся на экран.

Работа

Мощность

определение

мера превращения электрической энергии в другие виды энергии в цепи с током

работа тока, совершаемая за единицу времени

формула

A=qU=IUt=I²Rt=

P==UI==I²R

зависит от

силы тока, напряжения, времени

силы тока, напряжения

единицы измерения

1Дж=1А·1В·1с=1Вт·с

1Вт= 1А·1В=1Дж/с

прибор для измерения

электрический счетчик

ваттметр

Опыт: на экране изображается схема электрической цепи с проводником, на котором измеряется напряжение и сила тока.

Что наблюдается при замыкании цепи? П.о.: Проводник нагрелся, его температура повысилась.

Из какого вида, в какой произошло превращение энергии? П.о.: Из электрической во внутреннюю.

Почему происходит нагревание проводника? Подсказка: ответ заключен в строении металла. (Выслушиваются ответы учащихся о наличии кристаллической решетки и движении свободных электронов, после чего учителем подводится итог данных ответов и параллельно демонстрируется анимация движения свободных электронов в кристаллической решетке)

Строение металла - кристаллическая решетка.

Ток создается - свободными электронами.

Свободные электроны в металлах перемещаются под действием электрического поля, соударяясь с ионами, расположенными в узлах кристаллической решетки, и передают часть своей энергии.

Ионы начинают колебаться с большей скоростью, внутренняя энергия проводника увеличивается, температура повышается, наблюдается выделение количества теплоты в окружающую среду.

Что произойдет, если поменять материал проводника? П.о.: Быстрота и степень нагревания проводника изменятся.

Т. о. нагревание проводника зависит не только от силы тока, но и от материала проводника.

Рассматриваются проводники из различных веществ и степень их нагретости на основе демонстрации опыта

Никелиновый

Стальной

Медный

Чем сопротивление больше, тем больше он нагревается

Подведем итог - от чего же зависит нагревание проводника? П.о.: Силы тока, сопротивления проводника, времени подключения проводника в цепь.

Вывод: нагревание проводника зависит от силы тока и сопротивления, а чем дольше будет подключен проводник, тем большее количество теплоты выделится при нагревании

Тепловое действие тока на опытах было изучено английским ученым Дж. Джоулем и русским ученым Э.Ленцем независимо друг от друга, поэтому данный вывод носит название Закона Джоуля-Ленца:

Q=I²Rt

При прохождении тока по проводнику количество теплоты, выделяющейся в проводнике прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

5. Решение задач

Учащиеся решают разно уровневые задания самостоятельно, выполненные задачи проверяются у каждого по мере их выполнения учителем.

Уровень 1

1) Перевести в СИ: 1кДж, 1МВт, 1ГВт

2) Какую работу совершает электрический ток за 30с в лампе, сила тока проходящего через которую равна 0,46А. Напряжение на лампе 220В.

3) Какую мощность потребляет электроплитка, если за 60 с она совершает работу 1000Дж.

4) Рассчитайте количество теплоты выделившееся за 30с на нагревательном приборе, через который течет ток 2А, если сопротивление данного прибора составляет 100 Ом

5) Определите по рисунку потребляемую лампой мощность (сила тока дана в Амперах, напряжение в Вольтах)

Уровень 2

6) В электроприборе за 45 минут при прохождении тока 5А выделяется 162 Дж теплоты. Каково будет сопротивление прибора?

7) Мощность лампы, рассчитанной на 220 В, составляет 99Вт. Определите силу тока в цепи.

8) Электродвигатель, вращающий лебедку, совершает работу, равную 9120 Дж. Определите его мощность, если при силе тока 4А протекает заряд, равный 24 Кл.

9) Подъемный кран поднимает груз массой 6т за 2 мин на высоту 12м. При этом сила тока электродвигателя 51 А, напряжение 380В. Каков КПД крана?

Уровень 3

10) Электрическая плитка с регулируемой мощностью рассчитана на напряжение 220В и имеет три спирали с сопротивлениями - 55Ом, 55 Ом, 110 Ом. Определите силу тока, потребляемую плиткой:

А) при включенных последовательно трех спиралях

Б) при включенных последовательно первой и второй спиралях параллельно и третьей последовательно.

6. Рефлексия

Раскрась цветок эмоций

Красный - Радость

Фиолетовый - Восторг

Зеленый - Удовлетворение

Синий - Усталость

Черный - Раздражение

7. Какие физические величины мы сегодня рассматривали? Работу, мощность, количество теплоты

Мерой чего является работа?

Что характеризует мощность?

От чего зависит работа? Мощность? Количество теплоты?

О чем гласит закон Джоуля-Ленца?

В каких единицах измеряется работа, мощность, количество теплоты?

Какими приборами измеряется работа, мощность?

Подведение итогов, выставление оценок за урок.

Д/з §42:

Список используемой литературы:

1. «Физика и астрономия. 8 класс», Дуйсембаев Б.М., Алматы «Мектеп», 2004г

2. «Физика. Дидактические материалы. 8 класс», Бакынов Ж.О., Алматы «Мектеп», 2004г

3. «Пособие по физике. Часть II», Рамазанов А.Р., Петропавловск «Асмодей», 2007г