Конспект урока физики в 8 классе «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля - Ленца»

Конспект урока физики в 8 классе

«Нагревание проводников электрическим током.

Закон Джоуля - Ленца»

Некрасова Е. А.,

учитель физики

МОУ СОШ №3

Тема «Нагревание проводников электрическим током.

Закон Джоуля - Ленца»

Цели урока:

1. Сформировать у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах;

2. Установление количественного закона теплового действия тока и его применения на практике;

3. В процессе изучения нового материала учащиеся должны получить первоначальные представления о зависимости количества теплоты от других физических величин;

4. В ходе урока закрепить умения собирать электрические цепи, проводить наблюдения; представлять результаты измерений в виде задачи.

Задачи урока:

Образовательные:

1. Содействовать формированию у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах.

2. Опираясь на знания учащихся сформулировать закон Джоуля - Ленца.

3. Вывести формулу для расчёта количества теплоты.

4. Систематизировать основные понятия, изученные в теме «Электрические явления».

Развивающие:

1. Развитие логического мышления.

2. Развитие навыков устной и письменной физической речи.

3. Развитие умений анализировать и выделять главное.

4. Содействовать развитию интеллектуальных умений учащихся, таких как наблюдательность, умение сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, умение размышлять, анализировать, делать выводы.

Воспитательные:

1. Формирование коммуникативных умений учащихся.

2. Воспитание осознанного отношения к учебному труду.

3. Воспитание адекватной самооценки.

4. Формирование навыков контроля и самоконтроля.

5. Эстетическое воспитание через наглядный и раздаточный материал, оформление записей на доске и в тетради.

6. Используя опережающие задания, развивать умение работы с дополнительной литературой.

Оборудование: мультимедиапроектор, экран, компьютер, амперметры, резисторы, ключи, источники тока, модель кристаллической решётки.

Сценарий урока.

I. Организационный момент (2 мин).

Здравствуйте, ребята и уважаемые гости. Я рада приветствовать вас на уроке физики. Физики, которую любят многие, и на уроке, которого ждут с нетерпением. По вашим лицам вижу, что сегодня настроение у вас хорошее. Давайте поработаем сегодня на уроке так, чтобы ваше настроение осталось таким же, а может быть, стало еще лучше.

II. Актуализация знаний (5-7 мин).

Мы продолжаем с вами разговор об электрических явлениях, которые изучаем уже на протяжении нескольких уроков. Сегодня на уроке будут введены новые понятия, которые расширят ваши представления по данной теме. А тему урока, я думаю, вы сформулируете сами, после того как разгадаете кроссворды, которые лежат у вас на партах. Каждый ряд решает свой кроссворд 3-4 минуты, после чего мы все вместе их проверим.

Отгадывание кроссвордов (по рядам):

ПЕРВЫЙ РЯД

1. Как, по-другому можно назвать сопротивление?

2. Физическая величина равная произведению напряжения на концах участка цепи на силу тока и на время (первое слово).

3. Прибор, создающий электрическое поле в проводнике (первое слово).

4. Физическая величина, единицей измерения которой является Ом.

5. Быстрота совершения работы.

ВТОРОЙ РЯД

1. Вещество, хорошо проводящее электрические заряды (ток).

2. Единица измерения работы.

3. Физическая величина равная отношению заряда ко времени (второе слово).

4. Закон Ома для …. цепи.

5. Прибор для измерения напряжения.

6. Она бывает внутренняя, электрическая, потенциальная, кинетическая.

ТРЕТИЙ РЯД

1. Единица измерения напряжения.

2. Прибор для измерения силы тока.

3. Физическая величина равная отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку.

4. Источник тока, приемник, ключ, соединенные между собой проводами, составляют простейшую электрическую ….

5. Закон …для участка цепи.

Записываем тему урока в тетрадях (по результатам отгадывания кроссвордов).

Разгадывая кроссворд, вы встретились с такими понятиями, как закон Ома, работа тока, сопротивление. Давайте их повторим:

• Сформулируйте закон Ома.

• Запишите формулу для нахождения работы тока

• Что такое сопротивление? В чём причина сопротивления проводника? (использовать кристаллическую решётку)

• Вольтметр и амперметр. Для чего предназначены эти приборы? Как каждый из них включается в цепь?

Итак, цели нашего урока:

- узнать причину нагревания проводников при прохождении через них электрического тока;

- сформулировать закон Джоуля-Ленца и с его помощью научиться решать простейшие задачи.

Я предлагаю вам следующий план работы:

- изучаем новый материал

- для закрепления полученных знаний выполним лабораторную работу

- И в конце урока проверим усвоение полученных знаний, выполнив небольшой тест.

III. Изучение нового материала (15 мин.)

1. Тепловое действие электрического тока.

Давайте вспомним, в чём заключается одно из действий электрического тока.

А теперь в подтверждение этих слов посмотрим видеофрагмент опыта, который я вам демонстрировала на одном из первых уроков.

Внимание на экран.

Вывод: при прохождении электрического тока через проводник он нагревается (записать в тетрадь).

2. Причины нагревания проводника.

Вопрос: В чём же причины нагревания проводника?

(2 мин)

При протекании электрического тока по металлическому проводнику он нагревается. Свободные электроны в проводнике, разгоняемые электрическим полем, соударяются с ионами, расположенными в узлах кристаллической решетки, и передают им часть своей энергии. В результате увеличивается внутренняя энергия проводника и его температура растет.

Проведённый опыт показывает, что в неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи. Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока. Мы знаем, что работу тока рассчитывают по формуле:

А= U·I·t

(работа тока равна произведению напряжения, силы тока и времени, в течение которого работа совершалась)

Обозначим количество теплоты буквой Q. Согласно сказанному выше: количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока, значит А можно заменить на Q, т.е. Q=A,

или Q=U·I·t.

Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время.

Зная, что U = IR

(напряжение равно произведению силы тока и сопротивления проводника),

получим: Q = I·R·I·t,

т. е. Q=I²·R·t

(количество теплоты равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени).

Вопрос: от каких величин зависит количество теплоты, выделяемое проводником с током?

Ответ: От силы тока, сопротивления проводника и времени, в течение которого по проводнику идёт электрический ток.

Таким образом, мы с вами получили закон Джоуля - Ленца в виде формулы, а словесную формулировку давайте прочитаем в учебнике. Откройте учебники на стр.124 (прочитать 2 раза). Запишите формулировку в тетрадь.

Записать названия и единицы измерения величин.

Биографическая справка. Учащиеся.

Открыли этот закон два физика, независимо друг от друга. Имя одного из них вам уже известно. С ним связана одна из единиц измерения. В кроссворде об этом вы уже упоминали. А другое имя для вас ново. Сообщения.

Я думаю, что вам была интересна и полезна информация, представленная в сообщениях.

Формула была получена Джоулем и Ленцем опытным путем. На рисунке показана схема установки, при помощи которой можно экспериментально проверить справедливость закона Джоуля - Ленца. Силу тока измеряют амперметром, сопротивление проводника - вычисляют, используя показания вольтметра. Термометром измеряют повышение температуры жидкости в калориметре. По формулам Q=I²Rt и Q=cm∆t подсчитывают количества теплоты. Теоретически оба значения должны совпадать. Это и проверяют на опыте.

III. Закрепление изученного.

1. Фронтальная лабораторная работа (10 мин).

Далее мы выполним лабораторную работу, в ходе которой вы сможете почувствовать себя в роли учёных.

Тема работы: «Расчёт количества теплоты, выделяемого резистором».

Цель работы: определить количество теплоты, выделяемое резистором.

Оборудование: резистор, амперметр, источник тока, ключ, соединительные провода, секундомер.

Ход работы.

1. Соберите цепь из источника питания, резистора, ключа и амперметра, соединив все приборы последовательно.

2. Определите сопротивление резистора.

3. Измерьте амперметром силу тока в резисторе.

4. Начертите в тетрадь схему собранной цепи и запишите показания приборов.

5. Заметьте время включения и выключения цепи (10 секунд).

6. Рассчитайте количество теплоты, выделяемое резистором.

Q=I²·R·t

7. Расчёты оформите в виде задачи.

8. Сделайте вывод.

(Работа выполняется 10 мин. По окончании работы напомнить, о том, что каждый должен записать вывод. 1 ученика попросить озвучить вывод)

Для проверки усвоения изученного Вам предлагается выполнить небольшой тест. На вопросы отвечаем в тетрадях.

2. Выполните тест (приложение).

Вариант 1

Вариант 2

1

В

1

В

2

Б

2

Б

3

В

3

А

4

Б

4

Г

5

А

5

А

Самопроверка. Внимание на экран.

Подсчитайте свои плюсы. Оцените сами себя: те, кто получил 5 «+», могут поставить себе оценку - 5, 4 «+» - оценку 4, 3 «+» - оценку 3.

Кто получил оценку 5 - ?

Оценку 4 - ?

Если вы желаете, чтобы эта оценка появилась в журнале, сдайте тетради после урока и при условии, что у вас в тесте нет исправлений, я оценю вас.

IV. Итоги урока.

Рефлексия.

• Вам понравился урок?

• Что было новым?

• Что было интересным?

• Как вы чувствовали себя на уроке? Комфортно?

Домашнее задание. § 53

• Упражнение 27(1,4)

• Сообщения:

1. Изобретение электрической лампы накаливания

2. Использование теплового действия тока в быту.

3. Предохранители.