Меню

Нагревание проводников электрическим током технологическая карта урока



Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца

Цели урока:

  • Способствовать формированию у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах.
  • Вывести закона Джоуля-Ленца.
  • Содействовать в понимании практической значимости данной темы.
  • Развитие интеллектуальных умений учащихся (наблюдать, сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, размышлять, анализировать, делать выводы)
  • формирование коммуникативных умений учащихся.
  • содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира;

Оборудование: компьютер, проектор, экран, презентация к уроку, источник тока, амперметр, вольтметр, низковольтная лампа на подставке, ключ, соединительные провода, три провода из разного металла, настольная лампа.

Тип урока: Изучение нового материала.

Ход урока

І. Организационный момент

– Здравствуйте, ребята! Я рада вас сегодня видеть на нашем уроке! Посмотрите друг на друга. Улыбнитесь, пошлите друг другу положительные эмоции и начнём урок!

Слайд 2

Эпиграф:

Науки все глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.

Учитель: Эти слова по праву можно отнести к разделу «Электрические явления». Было сделано немало открытий, осветивших нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько еще вокруг нас осталось не исследованным! Хочется надеяться, что сегодняшний урок разбудит у вас, восьмиклассников, жажду новых познаний и стремление использовать открытые эффекты и закономерности на практике.

У вас на столе лежат оценочные листки (приложение 1), куда вы будете вносить оценки за все ваши действия, а в конце выставите итоговую оценку за урок. Подпишите их пожалуйста.

II. Мотивация

Мы с вами на прошлом уроке познакомились с двумя новыми величинами электричества: это работа и мощность. Сегодня придём к новому названию одной из величин.

На данном этапе учитель предлагает учащимся самостоятельно сформулировать цель урока.

На столе стоит электрическая лампа, учитель включает её.

Учитель: Ребята попробуйте это объяснить с точки зрения физики. Почему лампочка горит? Почему это происходит?

Учащиеся: Основная часть лампы – спираль из тонкой вольфрамовой проволоки, она нагревается до 3000 °С, при такой температуре достигает белого накала и светится ярким светом и даёт тепло.

Какое действие тока мы здесь с вами наблюдаем?

Разомкнув ключ потрогать лампочку.

Что произошло с лампочкой? (Нагрелась)

Какое действие электрического тока вы наблюдаете?

Если лампочка долго горит, можно ли её выкрутить голыми руками? Почему?

(Световое и Тепловое)

Здесь мы наблюдаем тепловое действие электрического тока.

Учитель: Тепловое действие тока находит очень широкое применение в быту и промышленности. Как вы думаете, как в быту используется тепловое действие тока?

Учащиеся: Электронагревательные приборы: утюги, кипятильники, электрические чайники, нагреватели, электроплиты, фены и т.д.

Учитель: В промышленности также широко используют тепловое действие электрического тока в паяльниках, сварочных аппаратах.

На столе у меня стоят разные электрические приборы, которыми вы пользуетесь в повседневной жизни,

Что это за приборы? Для чего они нужны? Что ими делают?

Паяльник и утюг нельзя трогать рукой, можно обжечься, а феном мы сушим голову и не испытываем ожога. Почему?

Учитель: А теперь попытаемся сформулировать тему нашего урока. (Ребята рассуждают)

Слайд 2

Итак, мы имеем дело с тепловым действием тока, следовательно, тема сегодняшнего урока «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля–Ленца». Записываем тему урока в тетрадь.

Каких целей мы должны сегодня достичь?

Слайд 3

Цели урока:

  • объяснить явление нагревания проводников электрическим током;
  • установить зависимость выделяющейся при этом тепловой энергии от параметров электрической цепи;
  • сформулировать закон Джоуля – Ленца;
  • формировать умение применять этот закон для решения физических задач.

ІІІ. Актуализация опорных знаний

Слайд 4

Вспомним изученный ранее материал:

  • Что называют электрическим током? (Упорядоченное движение заряженных частиц)
  • Что представляет собой электрический ток в металлах? (Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов)
  • Какие действия тока вам известны? (Тепловое, электрическое, магнитное, химическое)
  • Какие три величины связывают закон Ома? (I, U, R; сила тока, напряжение, сопротивление.).
  • Как формулируется закон Ома? (Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.)
  • Чему равна работа электрического тока на участке цепи? (равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого протекал ток А = U*I*t )
  • Что такое мощность электрического тока? (физическая величина характеризующая быстроту совершения работы электрическим током)
  • Что такое электрическое сопротивление? (физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать протеканию электрического тока в этом проводнике)
  • От каких величин зависит сопротивление? (длины проводника, площади поперечного сечения, рода вещества) Рассмотреть как зависит сопротивление от длины проводника, площади поперечного сечения.
  • При каком соединении все потребители находятся при одной и той же силе тока? (При последовательном соединении)
  • Закон сохранения и превращения энергии. (Во всех явления, происходящих в природе, энергия не возникает ни откуда и не исчезает бесследно. Она только превращается из одного вида в другой, при этом ее значение сохраняется.)

Все, что стоит на столе – это потребители электрического тока.

Слайд 5

Потребители электрического тока

Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний.

Чем ты руководствовался, делая выбор?

Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах? (Тепловое)

Во всех приборах есть нагревательный элемент. А у дрели щётки, они ни чего не нагревают.

IV. Изучение нового материала

Давайте потрем ладошки. Что мы совершаем, когда трём ладошками? (работу). Что мы чувствуем? (тепло). Почему они нагреваются?

Остановимся на тепловом действии электрического тока. Электрический ток нагревает проводник. Объясняется нагревание тем, что свободные электроны в металлах или ионы в растворах солей, щелочей, кислот, перемещаясь под действием электрического поля, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им свою энергию. В неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи.

Можно сказать, что количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока.

Слайд 6

Почему же проводники нагреваются?

Рассмотрим на примере движении одного электрона по проводнику.

Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение электронов.

Провод – это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь» между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам, заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия ионов увеличивается, следовательно увеличивается внутренняя энергия проводника, и следовательно его температура.

А это и значит что, проводник нагревается.

В неподвижных металлических проводниках вся работа электрического тока идёт на увеличение внутренней энергии.

Слайд 7

Переход работы тока в теплоту

  • Электроны направленно движутся
  • Сталкиваются с ионами
  • Передают им часть энергии
  • Ионы колеблются быстрее
  • Увеличивается внутренняя энергия проводника
  • Выделяется теплота
  • По закону сохранения и превращения энергии A=Q
Слайд 8

Вывод закона Джоуля – Ленца

Q = IUt , U = IR – закон Ома, Q = I*I*R*t, Q = I²Rt

Q = IUt , I = U/R – закон Ома, Q = U*t*U/R

Q = U 2 t
R

где Q – выделившееся количество теплоты в Джоулях, R – сопротивление в Омах, I – сила тока в Амперах, t – время в секундах.

Единица измерения работы в СИ: Джоуль.

Слайд 9

Исследование зависимости количества выделяемой теплоты от параметров цепи

От чего может зависеть выделяемая теплота в электрической цепи?

Гипотеза 1. Количество теплоты зависит от силы тока в цепи

Гипотеза 2. Количество теплоты зависит от сопротивления проводника

Соблюдайте технику безопасности!

Для дальнейшей работы нам нужно поделиться на три группы: две группы экспериментаторов и группа теоретиков.

Деление на группы.

Обращаемся к теме урока и формулируем проблему: Что же нам интересно узнать по теме урока?

Слайд 10

Задания для теоретиков

Группа теоретиков будет на примере решения задач получать зависимость выделяемой теплоты от силы тока в цепи и сопротивления.

Читайте также:  Как повысить пусковой ток акб

При прохождении по спирали электрического чайника ток совершает работу. Вся работа идет на нагревание проводника.

  • Какое количество теплоты выделяется электрическим чайником за 5 мин., если сопротивление спирали 200 Ом, а сила тока в цепи 3А?
  • Какое количество теплоты выделяется электрическим чайником за 5 минут, если сопротивление спирали 100 Ом, а сила тока в цепи 3А?
  • Какое количество теплоты выделяется электрическим чайником за 10 минут, если сопротивление спирали 200 Ом, а сила тока в цепи 3 А?

Задания для экспериментаторов

По каким признакам можем судить, где теплоты выделяется больше, а где меньше? На ощупь(?!), термометром(?), по накалу лампы.

Наша задача: исследовать зависимость количества выделяемой теплоты от параметров цепи.

От чего может зависеть выделяемая теплота в электрической цепи? Я готова выслушать ваши предположения, ребята.

А видна ли эта зависимость теоретически? Да, Q=A, A=IUt, Q =RI 2 t

Группы экспериментаторов могут приступать к выполнению своих исследований.

Не забывайте о соблюдении техники безопасности!

Карточки с заданием: электрическая цепь, состоящая из нескольких последовательно соединенных проводников различным сопротивлением (медная, стальная, никелиновая).

По формуле Q = I 2 Rt, если R = pL/S, сделать вывод как нагреваются проводники, если длина проводника L и площадь поперечного сечения S одинаковы.

1 группа: От силы тока в цепи.

Карточки с заданием: электрическая цепь состоящая из источника тока, лампы, ключа, реостата, амперметра, (соединительные провода).

Замкнули цепь и изменяли сопротивление, что наблюдаем?

Что произошло с силой тока?

Как накал лампы зависит от силы тока?

(Чем больше сила тока, тем ярче горит лампочка, а значит больше тепла она выделяет.)

Вывод: количество теплоты зависит от силы тока.

2 группа: От сопротивления цепи.

Карточки с заданием: электрическая цепь, состоящая из 3 последовательно соединенных проводников, одинаковой длины и площади поперечного сечения и различным сопротивлением (медная, стальная, никелиновая), источника тока, ключа, (соединительные провода).

(Были взяты 3 проводника одинаковой длины и площади поперечного сечения, но из разного вещества (медная, стальная, никелиновая). Все проводники соединены между собой последовательно. Следовательно, сила тока на всех участках цепи одинаковая. Но при включении в цепь все 3 проводника выделили разное количество теплоты.(При отключении цепи с помощью электронного термометра убедились, что температура проводников разная, Больше нагрелся проводник (никелиновый) с большим удельным сопротивлением, меньше всего нагрелся медный проводник, с меньшим удельным сопротивлением ). Медные провода поэтому используют для проводки, ещё алюминиевые, они дешевле.

Вывод: чем больше удельное сопротивление проводника, тем сильнее он нагревается.

Слайд 11

Вывод: количество теплоты зависит от того, из какого вещества изготовлен проводник, т. е. от удельного сопротивления проводника. Точнее – от электрического сопротивления проводника (R).

Вещество

Удельное сопротивление
Ом мм 2 /м

Источник

Технологическая карта урока

Технологическая карта урока

Тема урока. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца.

Тип урока. Комбинированный урок.

Цель урока: Сформировать у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах, вывести закон теплового действия тока и его применения на практике;

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.

Компетенции, формируемые на уроке

Общекультурные, учебно-познавательные, информационные, коммуникативные.

УУД,формируемые на уроке

Л- личностные (определение цели и задачи урока, выбор действия по достижению цели, осознание практической важности изучаемой темы)

П- познавательные (использование научных методов познания, умение делать выводы)

Р- регулятивные (умение выявить проблему, умение определять и сохранять цель, контролирование и оценивание своей работы и полученного результата)

К- коммуникативные (восприятие мнения других людей, умение выражать свою точку зрения)

Методы и методические приемы:

Словесные: беседа, объяснение, чтение;

Наглядные: компьютерная презентация; видеоролик, демонстрация опыта (реального и мультимедийного).

Практические: выполнение устных и письменных заданий.

Формы организации учебной деятельности : индивидуальная работа учащихся, групповая работа, работа в парах, фронтальный опрос.

Оборудование: карточки с заданиями, приборы для экспериментов, учебник, мультимедиа, компьютерные тесты, ноутбуки.

Технологическая карта урока

Деятельность учителя

Деятельность ученика

I . Самоопределение к деятельности

создать спокойную эмоциональную атмосферу, настроиться на урок.

-Добрый день, ребята!

Личностные: самоопределение; Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками.

II . Постановка учебной проблемы

создание проблемной ситуации, ее анализ поиск путей решения.

1. Постановка проблемы:

Сегодня на урок я принесла предмет, из-за которого утром я не позавтракала.

Мой чайник очень долго нагревал воду.

И я хочу вместе с вами разобраться, почему так произошло.

От чего работает этот чайник?

Что такое электрический ток?

Какое действие электрического тока мы наблюдаем при работе чайника?

Сформулируем тему сегодняшнего урока.

На какие вопросы мы должны будем ответить сегодня?

1. Почему проводники нагреваются при прохождении через них электрического тока;

2. От каких величин зависит количество теплоты?

3. Как рассчитать количество теплоты?

Итак, чтобы узнать причину плохой работы чайника нам необходимо ответить на следующие вопросы.

От электрического тока

Нагревание проводников электрическим током.

Регулятивные:

целеполагание; Коммуникативные: постановка вопросов; Познавательные:общеучебные — самостоятельное выделение- формулирование познавательной цели; логические-формулирование проблемы

III . Актуализация знаний

Повторение изученного материала, необходимого для «открытия нового знания».

Но для начала вспомним основные вопросы, связанные с электрическими явлениями. Будьте внимательны, эти знания понадобятся нам сегодня для получения знаний по нашей теме.

Как протекает электрический ток в проводнике?

Работа с заданиями на интерактивной доске.

1. Соотнесите:

Работа электрического тока A

Мощность электрического тока P

2.Соотнесите:

Закон Ома для участка цепи, I =

Расчет сопротивления проводника, R =

Работа электрического тока, А = UIt

Молодцы. Отлично справились с заданиями.

От положительного к отрицательному полюсу.

По очереди работают на доске

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками;

Познавательные: логические – анализ объектов с целью выделения признаков.

IV . Поиск решения учебной проблемы

создать условия для развития мыслительной деятельности учащихся, для самостоятельного открытия знаний.

Итак, ответим на 1 вопрос: Почему проводники нагреваются при прохождении через них электрического тока?

Посмотрим видео, чтобы проверить наши предположения.

Просмотр видео «Электрический ток в проводнике»

— В чём же причины нагревания проводника?

Как это происходит в электрическом чайнике?

Почему же он очень долго нагревал воду? Разберем 2 вопрос.

Предположите, от чего может зависеть?

Чтобы проверить гипотезы, проведем опыт.

Из каких приборов состоит цепь? (Источник питания, соединительные провода, реостат, лампочка, амперметр).

Для чего используется реостат?

Лампочка – это еще один пример нагревания проводников, которое люди используют в быту.

Тонкая вольфрамовая нить нагревается внутри лампочки и светится.

1 опыт. Соберем цепь.

С помощью реостата изменим силу тока в цепи (по закону ома, чем меньше сопротивление, тем больше сила тока).

Что можем заметить?

Значит, количество выделенной теплоты зависит от силы тока. (Прикрепляет карточку на доску)

Как вы думаете, одинаково ли нагреваются проводники из различных материалов?

2 опыт. Демонстрация . Из чего состоит цепь на экране?

С помощью реостата изменим силу тока в цепи.

Одинаково нагреваются проводники?

Какой вывод можно сделать?

Таким образом, количество теплоты зависит от сопротивления проводника.

Как вы думаете, есть ли еще величины, от которых зависит нагревание проводников?

Одинаково ли изменится температура воды в чайнике, если он будет включен 1 минуту и 10 минут?

В каком случае вода нагреется сильнее?

Читайте также:  Кратковременную перегрузку по току

Какой вывод можно сделать?

Итак, от чего зависит нагревание проводника электрическим током?

3 вопрос. Можем ли мы сейчас рассчитать, какое количество теплоты выделится спиралью электрического чайника за определенное время?

Что нужно для этого?

Попробуем сами вывести формулу для расчета количества теплоты.

Кто хочет попробовать?

Ученик выходит к доске

— Если вся ра­бо­та элек­три­че­ско­го тока рас­хо­ду­ет­ся толь­ко на на­гре­ва­ние, как это можно записать математически.

Запишите формулу работы, из закона Ома выразим напряжение, подставим в формулу, что получим?

Отлично. Мы вывели формулу нахождения количества теплоты, выделяемого проводником при прохождении по нему электрического тока.

Вопрос теп­ло­вого дей­ствия электрического тока опыт­ным путём неза­ви­си­мо друг от друга двое ученых.

А кто это, вы можете найти в учебнике, откройте учебник на странице 150. Найдите имена этих ученых.

Как звучит это закон? Прочитайте в синей рамочке. Запишем в тетрадь.

Метод, которым пользовался Ленц, был более совершенным, а результаты получены более точные. Вывод из опытов Ленц сделал на несколько лет раньше, но публикация Джоуля опередила публикацию Ленц

Итак, правильно мы предположили, что количество теплоты , выделенной проводником, зависит от силы тока, сопротивления проводника и времени, в течение которого по проводнику идёт электрический ток?

Какой закон мы сегодня открыли для себя?

По какой формуле можно рассчитать количество теплоты, выделенной проводником?

Из-за чего могла возникнуть неполадка в чайнике?

— 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.

Для изменения сопротивления в цепи.

Чем больше сила тока, тем больше теплоты выделяется.

Источник питания, соединительные провода, реостат, амперметр, 3 проводника из различных материалов.

Количество теплоты зависит от сопротивления проводника.

Количество теплоты зависит от времени прохождения электрического тока по проводнику.

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

У доски учащиеся выводят закон Джоуля –Ленца.

https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/215559/81b2edf0_c735_0132_5c8f_12313c0dade2.png

https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/215556/7dee3b10_c735_0132_5c8c_12313c0dade2.png

Джеймс Прескотт Джоуль

Эмилий Христианович Ленц

ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­ля­ю­ще­е­ся при про­хож­де­нии тока в про­вод­ни­ке, прямо про­пор­ци­о­наль­но квад­ра­ту силы тока, со­про­тив­ле­нию про­вод­ни­ка и вре­ме­ни про­хож­де­ния тока: https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/215556/7dee3b10_c735_0132_5c8c_12313c0dade2.png

Недостаточная сила тока, низкое сопротивление проводника, непродолжительное время.

Регулятивные : планирование, прогнозирование; Познавательные: моделирование, логические- решение проблемы, построение логической цепи рассуждений, доказательство, выдвижение гипотез и их обоснование; Коммуникативные: инициативное сотрудничество в поиске и выборе информации

V . Первичное закрепление изученного материала

Закрепить полученные знания

— организовать усвоение учащимися нового знания с помощью

Применим полученные данные на практике. Решим задачу.

Работа с карточками.

№1.: Какое количество теплоты выделит проводник за 5 секунд, если его сопротивление 25 Ом, а сила тока в цепи 2 А?

№2.: Какое количество теплоты выделится в нити накала электрической лампы за 10 минут, если при напряжении 5 В сила тока в ней 0, 2 А?

№3.: . Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике уменьшить в 2 раза?

1 ученик у доски решает остальные в тетради

Фронтальная работа.

Регулятивные : контроль, оценка, коррекция; Познавательные: общеучебные — умение структурировать знания, выбор наиболее эффективных способов решения задач, рефлексия способов и условий действия; Коммуникативные: управление поведением партнера – контроль, коррекция, оценка действий партнера

VI . Открытие нового знания

Цель. расширить знания учащихся по теме урока

В каких еще приборах используется тепловое действие тока?

Действительно, ток помогает нам в быту: позволяет гладить одежду, быстро нагревать воду, завивать и сушить волосы.

А всегда ли нагревание проводников полезно для человека?

Негативное влияние явления нагревания проводников можно заметить при потере электрической энергии на нагревание проводов сети.

Как уменьшить потерю электроэнергии? Посмотрите на формулу?

Итак, положительно или отрицательно сказывается нагревание проводников для жизни человека?

Плойка, чайник, утюг, фен.

Делать провода из материалов с низким сопротивлением, снижать силу тока на электрических линиях.

И положительно, и отрицательно.

Познавательные: моделирование, логические- решение проблемы, построение логической цепи рассуждений, доказательство, выдвижение гипотез и их обоснование; Коммуникативные: инициативное сотрудничество в поиске и выборе информации

VII .Работа с самопроверкой по эталону

Проверка степени усвоения учебного материала

Вы хорошо потрудились на уроке, а теперь проверим ваши знания.

В парах вам предстоит выполнить задания по данной теме на компьютерах.

Работают за компьютером, получают отметки

Регулятивные: контроль, коррекция, выделение и осознание того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения;

Личностные: самоопределение

Осознание учащимися своей учебной деятельности, самооценка результатов деятельности своей и всего класса.

1. Какая тема урока?

2. Какие проблемы ставили перед собой?

3. Удалось решить поставленную задачу?

4. От чего зависит нагревание проводников?

5. Как посчитать, количество теплоты, выделяемое при нагревании проводников?

6. Как вы оцените свою работу на уроке? Если вы считаете, что вы усвоили весь материал и поработали продуктивно, поднимите большой палец вверх, если есть моменты, над которыми необходимо поработать, покажите большой палец в сторону, а если вы не усвоили сегодняшний материал, опустите большой палец вниз.

Отвечают на вопросы

Оценивают свою работу

Коммуникативные: умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли;

познавательные: рефлексия; личностные:

Источник

Урок физики в 8-м классе «Нагревание проводников. Закон Джоуля-Ленца»

Разделы: Физика

Цель урока:

  • Формирование у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах.
  • Вывести закона Джоуля-Ленца.
  • Содействовать в понимании практической значимости данной темы.
  • Развивать интеллектуальных умений учащихся (наблюдать, сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, размышлять, анализировать, делать выводы)
  • Формировать коммуникативных умений учащихся.
  • содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира;

Оборудование: компьютер, проектор, экран.

Тип урока: Изучение нового материала.

Ход урока

I. Организационный этап.

Приглядывайтесь к облакам,
Прислушивайтесь к птицам,
Притрагивайтесь к ручейкам –
Ничто не повторится.
За часом час, за мигом миг
Впадайте в изумление.
Всё будет так, и всё не так
Через одно мгновение…

На данном этапе учитель предлагает учащимся самостоятельно сформулировать цель урока.

II. Активизация знаний.

Вспомним некоторые вопросы, которые потребуются, чтобы изучить новую тему:

  1. Что называют электрическим током? (Упорядоченное движение заряженных частиц)
  2. Какие действия тока вам известны? (Тепловое, электрическое, магнитное, химическое)
  3. Чему равна работа тока? (A=IUT)
  4. В каких единицах измеряется работа? (Джоулях)
  5. Закон Ома. (I=U/R U=IR R=U/I)
  6. Закон сохранения и превращения энергии. (Во всех явления, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, при этом ее значение сохраняется.)
  7. Вставьте пропущенные в формулах буквы. Выразите единицы измерения.
I= */R U=A/* I=*/t U=* R R= *l/S
P=*/t P=I* P=I 2 R P=U 2 /* I=*/U
A=*q q=I* I=I1=* R=R1* R2 U=U1+*
1 кВт = ___ Вт 1 МВт = ___ Вт 1 гВт = ___ Вт 1 Втч = ___ Дж 1 мм = ___ м
1 мВт = ___ Вт 1 МОм =___ Ом 0,7 кОм = ___ Ом 100 мОм = ___ Ом 20 МОм = ___ Ом

III. Изучение нового материала.

Давайте потрем ладошки. Что мы чувствуем? Почему они нагреваются?

Исследуя на опыте нагревание проводников током, русский физик Эмилий Христианович Ленц (1804–1865) и английский физик Джеймс Джоуль (1818–1889) установили, что количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении через него электрического тока, прямо пропорционально сопротивлению R проводника, квадрату силы тока I и времени t, в течение которого поддерживается ток в проводнике. Этот закон, носящий название закона Джоуля – Ленца, можно выразить следующей формулой:

(1)
где Q – выделившееся количество теплоты в джоулях, R – сопротивление в омах, I – сила тока в амперах, t – время в секундах.

Измерения, приводящие к закону Джоуля-Ленца, можно выполнить, поместив в калориметр (рис. 1) проводник с известным сопротивлением R и пропуская через него ток определенной силы I в течение известного времени t. Количество выделяющейся при этом теплоты Q определим, составив уравнение теплового баланса, как это принято при калориметрических измерениях. Производя опыты при различных значениях R, I и t, получим зависимость, выраженную законом Джоуля-Ленца. Пользуясь законом Ома, мы можем выразить силу тока I через напряжение U на концах проводника и его сопротивление R. Подставляя выражение I=U/R в формулу (1), найдем

Читайте также:  Конспекты уроков по теме переменный электрический ток

Рис. 1. Калориметр для проверки закона Джоуля-Ленца

Формулы (1) и (2) позволяют рассчитать количество теплоты, выделяющееся в отдельных проводниках, соединенных последовательно и параллельно. При последовательном соединении во всех проводниках течет ток одной и той же силы (§ 50). Поэтому для сравнения количеств теплоты, выделяющихся в отдельных проводниках, удобнее формула (1). Она показывает, что при последовательном соединении нескольких проводников в каждом выделяется количество теплоты, пропорциональное сопротивлению проводника. При параллельном соединении ток в проводниках различен, но напряжение на их концах (в точках разветвления) имеет одно и то же значение (§ 50). Поэтому в этом случае удобнее пользоваться формулой (2). Она показывает, что при параллельном соединении в каждом проводнике выделяется количество теплоты, обратно пропорциональное сопротивлению проводника.

IV. Физкультминутка.

В кабинете физики на одной из стен имеются изображения трёх голубей разного цвета. Под спокойную музыку учащимся предлагается зафиксировать внимание на одном из них, затем закрыть глаза, медленно повернуть голову и мысленно перенести изображение голубя на противоположную стену. То же самое проделывается с остальными изображениями голубей. Тем самым обеспечивается отдых глазам и головному мозгу.

V. Закрепление новых знаний.

Решение задач.

Задача №1

Известно, что безопасным для человека является постоянный ток 100 мкА. Какое количество теплоты выделится за 1 мин в теле человека при прохождении тока от конца одной руки до конца другой руки (при сухой коже), если сопротивление этого участка равно 15000 Ом?

Протекание через тело человека тока большой силы вызывает нагрев и ожог участков тела, разложение крови, непроизвольное сокращение мышц, смерть.

Задача №2

Какое количество теплоты выделяется за 10 мин спиралью электронагревательного прибора, если известны его сопротивление и сила тока в ней.

Q = (10A) 2 × 25 Ом × 600 с

Самостоятельная работа

В-1 В-2
1. Как называют единицу работы электрического тока:
А. Ампер (А);
Б. Ом (Ом);
В. Ньютон (Н);
У. Джоуль (Дж);

Д. Вольт (В);
1. Как называют единицу мощности электрического тока:
А. Джоуль (Дж);
У. Ватт (Вт);

В. Ом (Ом);
Г. Вольт (В);
Д. Ампер (А);
Необходимо измерить силу тока в лампе и напряжение на ней. Как следует включить к лампе амперметр и вольтметр:
А. A и V последовательно;
Б. A и V параллельно;
С. А послед.V паралл.;
Г. А паралл. V последов;
2. Для измерения силы тока в лампе и напряжения на ней в цепь включают амперметр и вольтметр. Какой из этих приборов должен быть включен параллельно лампе:
А. Только А;
Б. А и V;
С. Только V;
Г. Ни А, ни V;
3. Определите работу эл. тока на участке цепи за 5 с. При напряжении 10 В и силе тока 2 А:
К. 10 Дж;
Л. 20 Дж;
П. 100 Дж;

Р. 500 Дж.
3. Найдите мощность тока в лампе, при напряжении 20 В и силе тока 5А
О. 10 Вт;
П. 100 Вт;
Л. 50 Вт;
Ж. 20 Вт.
4. Сопротивление спирали 4 Ом, сила тока в ней 2 А. Какова мощность эл. тока:
С. 100 Вт;
Д. 80 Вт;
Е. 160 Вт;
З. 120 Вт.
Напряжение на концах проводника 6 В, его сопротивление 3 Ом. Чему равна работа тока за10 с.:
Е. 120 Дж;
Ж. 100 Дж;
З. 20 Дж;
И. 60 Дж.
5. Какими приборами измеряют работу эл. тока:
Ф. Амперметром;
Ц. Вольтметром;
Ч. Ваттметром;
Х. Электрическими счетчиками.
5. Каким прибором измеряют мощность эл. тока:
Ч. Амперметром;
Р. Вольтметром;
Х. Ваттметром;
Л. Электрическими счетчиками.

VI. Итоги урока.

Итак, подведем итоги.

Мы знаем, что тепловое действие тока объясняется взаимодействием свободных частиц, с ионами или атомами вещества.

В неподвижном проводнике работа тока равна количеству теплоты, выделяемому в проводнике с током.

Мы вывели закон Ома, который позволяет рассчитать количество теплоты и научились применять закон Ома при решении задач.

Выставление оценок за урок.

VII. Домашнее задание.

§53 прочитать, ответить на вопросы, выучить формулы и закон Джоуля-Ленца. Упражнение 27 (№1, №2 – устно), № 3 – по желанию устно.

Учитель обращается к учащимся:

Всё известно вокруг.
Тем не менее, на земле ещё много того,
Что достойно порой удивления
И вашего, и моего.
Удивляйтесь цветам,
Удивляйтесь росе,
Удивляйтесь упругости стали,
Удивляйтесь тому,
Чему люди уже
Удивляться давно перестали!

Источник

Портал педагога

Автор: Понемасова Светлана Борисовна
Должность: Учитель физики
Учебное заведение: МБОУ СОШ с.Верхний Ломов имени И.И.Привалова
Населённый пункт: с.Верхний Ломов Пензенской области
Наименование материала: Разработка урока
Тема: Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца
Дата публикации: 26.09.2018
Раздел: среднее образование

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа с. Верхний Ломов

имени Ивана Ивановича Привалова

Технологическая карта урока

Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца

Понемасова Светлана Борисовна

Технологическая карта урока

Ф.И. О. учителя: Понемасова Светлана Борисовна

Место работы, должность: МБОУ СОШ с. Верхний Ломов, учитель

Учебный предмет: физика

Автор учебника: А.В. Перышкин

Тема урока: « Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца»

Тип урока: урок открытия нового знания и первичного закрепления полученных знаний

Технология построения урока: проблемно – экспериментальное обучение

Место и роль урока в изучаемой теме: завершающий этап в изучении темы: «Электрические

Цель урока: организовать деятельность учащихся по восприятию, осмыслению и первичному

закреплению знаний о причинах и следствиях нагревания проводников электрическим током , формированию

представлений о практическом применении полученных знаний в повседневной жизни

Образовательные:

— опираясь на имеющиеся знания и повседневный опыт, аналитически установить связь выделяющейся

тепловой энергии в проводнике с силой тока, сопротивлением проводника и временем его протекания

— подтвердить полученные выводы результатами экспериментов

— опираясь на известные формулы и теоретические умозаключения получить расчетную формулу, для

расчета количества теплоты, выделяемого проводником с током

— сформулировать закон Джоуля – Ленца

— формировать умения применять данный закон для решения задач и анализа вопросов практической

Воспитательные:

содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего

формировать коммуникативные умения учащихся, способность работать в группах, уважительно

относиться друг к другу, прислушиваться к мнению товарищей

Развивающие:

— развивать интеллектуальные умения учащихся: наблюдать, сравнивать, размышлять анализировать и

обобщать результаты опытов, применять полученные знания в новых ситуациях

— предметные УУД: научить учащихся вычислять количество теплоты, выделяемое проводником с током

— метапредметные УУД:

а) коммуникативные: планировать учебное сотрудничество с учащимися и

учителем, работать индивидуально и в группе находить общее решение и разрешать конфликты на основе

условий и требований б) регулятивные: ставить учебную задачу, составлять план и последовательность

действий, осуществлять контроль в форме сравнения результата и способа действий с эталоном, с целью

обнаружения отличий и отклонений от него в) познавательные: самостоятельно выделять познавательную

цель, устанавливать причинно – следственные связи

— личностные УУД: формирование у учащихся умения видеть физические явления и законы в событиях

Основные термины: количество теплоты, сила тока, сопротивление проводника, закон, время

Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений /А.В. Перышкин – М.: Дрофа, 2015г./

Источник