Меню

Работа электрического тока 8 класс теория



Физика 8 класс. Электрический ток. Сила тока

Физика 8 класс. Конспект. Сила тока

Физика 8 класс. Электрический ток. Сила тока. Единицы силы тока. Измерение силы тока

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического поля.

Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места, к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяются проводники.

Один полюс источника тока заряжается положительно, а другой – отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля свободные заряженные частицы в проводнике начнут двигаться в определенном направлении, возникнет электрический ток.

В источниках тока в процессе работы происходит превращение механической, внутренней или какой-либо другой энергии в электрическую.

Примеры источников тока:

гальванический элемент, аккумулятор

Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1 секунду, определяет силу тока в цепи.

Сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:

где I – сила тока.

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2 · 10 -7 Н. Эту единицу силы тока называют ампером (А) .

Применяют также единицы миллиампер (мА), микроампер (мкА) и килоампер (кА).

1 мА = 0,001 А 1мкА = 0,000001 А 1 кА = 1 000 А

Силу тока в цепи измеряют прибором, называемым амперметром.

При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.

Конспект составлен на основании теоретического материала учебника «Физика 8 класс» А.В. Перышкин

Источник

Урок физики в 8-м классе по теме «Работа электрического тока»

Урок разработан и проведён по программе, учебнику А.В. Перышкина и Н.А. Родиной в технологии, органично сочетающей в себе достоинства личностно-ориентированного обучения и практической направленности, что позволяет:

  • построить структуру урока, основываясь на социальном и прошлом учебном опыте учащихся;
  • грамотно выстроить цепочку мотивации учебного труд;
  • дать возможность на личностном уровне погрузиться в мир новых знаний и проявить себя каждому учащемуся;
  • направить на личность ребёнка, создание атмосферы сотворчества детей, детей и педагога, детей и “учебного материала”.

Урок структурно выдержан по методам формам и приёмам работы – развивающий, способствующий активному участию каждого ученика в получении ЗУНов, а наиболее способным для достижений более сложных целей – формирования УМов (убеждений, мнений), позволяющий открыть дорогу к самостоятельному познанию.
Это создаёт своего рода творческое состояние учащихся на уроке, способствует аргументированным действиям и рассуждениям детей.
Со стороны учителя господствуют субъект-субъектные отношения, что раскрепощает детей, раскрывает простор творчеству, фантазии. Для каждого ученика становятся ясным его достижения и его пробелы.
Учитель группирует для себя проблемы, над которыми нужно работать с каждым учащимся индивидуально. Урок имеет целостное восприятие, демонстрирует ранее приобретённые знания, умения, навыки школьников, отражает развитие их способностей к самооценке. Несёт хороший заряд воспитательного воздействия – мотивированного учебного труда с анализом его составляющих, выводами.

Тема: Работа электрического тока.

Цели:

  • ввести понятие работы электрического тока;
  • развитие практических навыков работы с физическими приборами;
  • воспитание исследовательских навыков и качеств личности.

Оборудование: демонстрационные вольтметр, амперметр, вольтметр, источник питания, линейка, фотоэлемент, реостат, ключ, соединительные провода.

Понятия: электрический ток.

Тип урока: изучение нового материала.

I. Изучение нового материала.

1). Повторение физических величин изученных на предыдущих уроках.

Учитель. На предыдущих уроках мы занимались изучением различных электрических явлений, познакомились с важными физическими величинами, без которой невозможно изучение новой темы. Напомните, о какой физической величине шла речь?

Ученик. Сила тока, напряжение, сопротивление.

Учитель: Мы также познакомились и с основными физическими законами, связанными с прохождением тока по проводникам. Какие это законы?

Ученик. Закон Ома, законы распределения тока и напряжения при параллельном и последовательном соединении проводников.

2) Механическая работ а.

Учитель. Сегодня на уроке мы продолжим изучение электрических явлений. Вначале попытаемся вспомнить то, что вы хорошо уже знаете и что поможет вам понять новую тему. Давайте проведем небольшой эксперимент. Соедините ладони, и быстро потрите их друг о друга. Что, вы, почувствовали?

Читайте также:  Источник постоянного тока примеры

Ученик. Они нагрелись за счет силы трения. Наши ладони перемещались друг относительно друга, а значит, совершали работу. Затраченная работа равна произведению силы трения на перемещение.

Учитель. А совершалась ли работа, когда вы писали ручкой?

Ученик. Да, она совершалась мускульной силой руки.

Учитель. Итак, в обоих случаях была совершена работа, так как наличествует сила и перемещение. С понятием работы вы уже неоднократно сталкивались в обыденной жизни. Этим словом мы называем всякий полезный труд рабочего, инженера, врача, учителя. Ваша работа – это тоже работа. Но в физике понятие работа несколько иное. Работа – это определенная физическая величина. Давайте проведем еще один простой опыт.
Шарик падает с высоты ____ до высоты ____ (условно считаем эту высоту нулевой) Будет ли совершена в этом случае работа?

Ученик. Работа будет совершена, так как на шарик действует сила тяжести и под действием этой силы он совершает перемещение.

Учитель. А как рассчитать эту работу?

Ученик. По формуле A = mgh

(На доске таблицы)

Учитель. А что такое h в этой формуле? Ведь это путь, пройденный шариком, следовательно, он равен разности начальной и конечной высот
h = h1 – h2. Поэтому мы можем записать: A = mgh1 – mgh2

Если mgh = П – потенциальная энергия тела на высоте h, то совершенная работа равна изменению потенциальной энергии тела. А что произошло с полной механической энергией тела?

Ученик. Она не изменилась. Сумма кинетической и потенциальной энергии тела на высоте h2 равна этой сумме на высоте h1.

Таким образом, энергия перешла из одного вида в другой.

3). Изменение и превращение энергии при электрических явлениях.

Учитель. Теперь мы сможем сделать с вами вывод о том, что работа характеризует изменение энергии и превращение одного вида энергии в другой. Давайте обсудим, может ли происходить изменение и превращение энергии при электрических явлениях. Обратимся к опытам, которые я вам сейчас покажу, а вы будете мне помогать. Посмотрите на доску. На ней висит табличка, где указаны лишь некоторые примеры тех превращений энергии, которые могут происходить при электрических явлениях. Выбирая правильный ответ и поднимая сигнальную карточку с номером (их пять у каждого из вас), вы будете отвечать мне на вопрос о том, какие превращения энергии вы наблюдали в том или ином опыте.

Взаимопревращения видов энергии

Демонстрация

Учитель. При электрических явлениях могут происходить различные превращения одного вида энергии в другой.Какой вывод можно сделать из этого?

Ученик. Раз происходит превращение одного вида энергии в другой, то совершается работа.

Учитель. В электрической цепи мерой превращения электрической энергии является работа электрического тока.

4). За счет чего совершается работа электрического тока?

Ученик. Она совершается за счет энергии электрического тока.

Учитель. – Что такое электрический ток?
– Что необходимо, чтобы создать ток в проводнике?
– Чем создается электрическое поле?
– Какая сила действует на заряженные частицы в проводнике и приводит их в упорядоченное движение?

Вывод: движение электронов вызывается действием силы электрического поля следовательно, сила электрического поля совершает работу.

5). От чего зависит значение работы электрического тока?

Чем ярче горит лампочка, тем больше выделяется энергии, а значит, совершается большая работа электрическим током. Этому случаю соответствует большее значение силы тока и больше значение напряжения. Значит, работа зависит от силы тока и напряжения.
Как вы думаете, в каком случае будет выделяться больше тепла: когда лампочка горит длительное время или горит долго?

Ученик. Чем дольше горит лампочка, тем больше выделяется тепла.

Учитель. Верно. Значит, от какой еще величины зависит работа электрического тока?

Ученик. От времени. Чем дольше горит лампочка, тем большая работа будет совершена.

Учитель. Значит, есть еще величина, от которой зависит работа электрического тока – это время. Мы можем записать формулу, по которой рассчитывается работа:

(А) = 1 Дж = 1 А х 1 В х 1 С

6). Получение формулы работы электрического тока из определения напряжения.

Читайте также:  Плотностью тока называется физическая величина

Учитель. Можно ли получить эту формулу из известного вам определения напряжения?

(Работа по учебнику А.В. Перышкина, Н.А. Родина).

Посмотрите на рисунки 7, 8 стр. 80. Что в них общего и чем они отличаются?

Ученик. Сила тока одинакова, но лампочки светятся по-разному, так как одна из них питается от сети, а другая от источника постоянного напряжения. Поэтому при одинаковой силе тока на участках цепи, где включена лампочка, при перемещение одного и того же электрического заряда, равно 1 Кл , работа электрического тока различна, так как в цепях разное напряжение. Если напряжение равно 4 В, то заряд в 1 Кл, пройдя от точки А до точки Б, совершит работу 4 Дж, а при напряжении 220 В совершенная работа равна 220 Дж.

Учитель. Что такое напряжение?

Ученик. Это отношение работы тока на данном участке цепи к электрическому заряду, проходящему по этому участку: U=A/q

Учитель. Пользуясь этим определением, мы можем получить формулу для работы. Ведь заряд, прошедший по участку цепи за время t, по определению, равен произведению силы тока на время: q=I t следовательно, A=Uq=UIt

II Закрепление материала.

1). Решение задач.

Задача.

Рассчитать, какую работу совершает электрический ток в электродвигателе вентилятора за 30 сек., если при напряжении 220 В сила тока в двигателе равна 0,1 А?

(решается у доски)

Дано: U = 220 В,
I = 0,1 А,
t = 30 с.
А = ?

Решение:
А =U I t,
А = 220 Вх0,1 Ах30 с. = =660 Дж

Задача.

Какую работу совершает электродвигатель за 1 час, если сила тока в цепи равна 5 А, напряжение на клеммах 220 В и КПД двигателя 80%?

(следует устный разбор)

Дано: t = 1 ч. = 3600 с.,
I = 5 А,
U = 220 В,
КПД = 80%
А = ?

Задача.

Учитель. Итак, мы научились вычислять работу. А какие приборы нужны, чтобы ее измерить?

Ученик. Амперметр, вольтметр, часы.

Учитель. Как они включаются в цепь?

Ученик. Амперметр – последовательно, вольтметр – параллельно. При включении приборов необходимо соблюдать полярность.

III. Итог урока.

  • Какую новую физическую величину мы с вами рассмотрели на уроке?
  • От чего зависит работа электрического тока?
  • В каких единицах она измеряется?
  • Какими приборами измеряется работа электрического тока?

IV. Домашнее задание.

Параграф 50 (задачи: для гр. “А” № 6, гр. “В” № 15, гр. “С” № 20).

Источник

Работа и мощность электрического тока

Урок 31. Физика 8 класс (ФГОС)

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Работа и мощность электрического тока»

На прошлых уроках мы с вами говорили, что электрическое поле — это особый вид материи, посредством которой взаимодействуют заряженные тела. Примером может служить электрический ток, то есть упорядоченное движение заряженных частиц, которое создаётся электрическим полем. Следовательно, электрическое поле способно совершить работу, которую называют работой тока.

Вспомним, что в общем случае работой называют особую физическую величину, которая описывает действие силы (заметьте, именно силы, а не тела), приводящее к изменению численного значения скорости рассматриваемого тела, то есть действия, при котором сила либо разгоняет тело, либо тормозит его.

Из этого становится ясным, что термин «работа тока» — это, конечно, своеобразный жаргонизм, с которым вы уже неоднократно сталкивались. Работа тока — это работа электрически сил, которые, перемещая заряженные частички, увеличивают их скорость, а значит и кинетическую энергию.

А как рассчитать работу, произведённую электрическими силами в конкретном случае, например, в лампе, за конкретное время? В принципе это можно сделать, применяя изначально общую формулу работы: A = Fs, в которой F — это сила, действующая на заряженную частицу, a s — путь частицы за рассматриваемый отрезок времени, но последующие этапы такого вывода будут очень сложными. Мы пойдём другим, гораздо более простым, путём: вспомним физический смысл введённой нами величины «напряжение» и её единицы измерения — вольт. Ведь эта величина как раз и описывает способность электрического поля совершать большую или меньшую работу по переносу электрического заряда, то есть искомая работа прямо пропорциональна напряжению: A

Вспомните также: 1 В — это напряжение, при котором перенос заряда в 1 Кл сопровождается совершением работы 1 Дж. Очевидно, что при переносе вдвое, впятеро большего заряда будет совершена вдвое, впятеро большая работа, то есть искомая работа прямо пропорциональна перенесённому заряду: A

Читайте также:  Измерение тока при помощи трансформатора тока

Это приводит нас к формуле работы:

A = qU.

Введённая нами формула имеет неудобство в связи с тем, что и ней фигурирует перенесённый в электрическом поле заряд, измерение которого требует особых методов. Поэтому удобнее расписать этот заряд, используя формулу силы тока: q = It.

Такая запись приводит нас к удобной для применения формуле:

A = IUt,

где все величины измеряются известными вам приборами: амперметром, вольтметром и секундомером.

Единицей работы, как вы знаете, является Дж. Эту единицу можно выразить через электрические единицы:

1 Дж = 1 А ∙ 1 В ∙ 1 с.

В практике работу часто выражают не в джоулях, а в других единицах:

Для измерения работы тока можно воспользоваться тремя приборами: амперметром, вольтметром и часами. Но в реальной жизни для её измерения пользуются специальными приборами — счётчиками электрической энергии, которые сейчас можно увидеть в каждой квартире.

Применяя к потребителю электротока закон Ома, можно из основной формулы работы получить ещё два варианта, исключив в первом случае из формулы напряжение, а во-втором — силу тока:

Сравнение полученных формул может сначала вызвать удивление: ведь, согласно первой формуле работа тока от сопротивления потребителя зависит прямо пропорционально, а по второй — обратно пропорционально. Иными словами, если уменьшить сопротивление нагрузки вдвое, то по первой формуле работа тока вроде бы уменьшится вдвое, а по формуле два она вдвое увеличится.

Противоречие это кажущееся, и это просто понять на следующем примере. Пусть при постоянном питающем напряжении мы вместо целого проводника включили его половину. Найдём изменение работы по первой формуле:

Как видим, работа увеличилась вдвое.

А теперь сравним эту работу, с работой, вычисленной по второй формуле:

Работа тока также увеличивается в два раза. Таким образом, в обоих случаях работа тока увеличилась вдвое. Все дело в том, что при изменении сопротивления изменяется и сила тока в проводнике.

Получив формулу для работы электрического тока, мы легко получим и формулу для мощности тока. Ведь в любом случае мощность находится делением работы на время её совершения:

Напомним, что единицей измерения мощности является ватт:

[P] = [Вт].

Однако на практике часто используются и кратные ему единицы мощности:

Для измерения мощности электрического тока существуют специальные приборы, которые называются ваттметрами.

Пример решения задачи.

Задача. Определите, какую работу совершает электродвигатель за 12 ч работы, если его КПД равен 70%. Сопротивление цепи электродвигателя 44 Ом, а напряжение на его клеммах 220 В.

Источник

§ 50. Работа электрического тока

Как вычислить работу электрического тока? Мы уже знаем, что напряжение на концах участка цепи численно равно работе, которая совершается при прохождении по этому участку электрического заряда в 1 Кл. При прохождении по этому же участку электрического заряда, равного не 1 Кл, а, например, 5 Кл, совершённая работа будет в 5 раз больше. Таким образом, чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд (количество электричества), прошедший по нему:

где А — работа, U — напряжение, q — электрический заряд. Электрический заряд, прошедший по участку цепи, можно определить, измерив силу тока и время его прохождения:

Используя это соотношение, получим формулу работы электрического тока, которой удобно пользоваться при расчётах:

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.

Работу измеряют в джоулях, напряжение — в вольтах, силу тока — в амперах и время — в секундах, поэтому можно написать:

1 джоуль = 1 вольт х 1 ампер х 1 секунду,

1 Дж = 1 В • А • с.

Выходит, что для измерения работы электрического тока нужны три прибора: вольтметр, амперметр и часы. На практике работу электрического тока измеряют специальными приборами — счётчиками. В устройстве счётчика как бы сочетаются три названных выше прибора. Счётчики электроэнергии сейчас можно видеть почти в каждой квартире.

Пример. Какую работу совершает электродвигатель за 1 ч, если сила тока в цепи электродвигателя 5 А, напряжение на его клеммах 220 В? КПД двигателя 80% .

Источник