Урок: Работа и мощность электрического тока. Цель урока

Урок: Работа и мощность электрического тока.
Цель
урока:
постоянного
Обобщить,
тока»,
повторить
развить
изученное
навыки
решения
по
теме
«Законы
экспериментальных,
расчетных задач, развить устную речь учащихся, сформулировать понятия
работы и мощности электрического тока, рассмотреть закон ДжоуляЛенца.
Задачи:
1.Образовательная:
- изучение понятий работа и мощность электрического тока;
- изучение и объяснение закона Джоуля-Ленца;
- формирование мотивации и опыта учебно-познавательной и
практической деятельности.
2. Развивающие:
-
развитие
умения
анализировать,
выдвигать
гипотезы,
предположения, наблюдать и экспериментировать;
- развитие логического мышления;
- развития умения выражать речью результаты собственной
мыслительной деятельности.
3 Воспитательные:
- пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающие
явлениям;
-развитие навыка экономного ведения хозяйства.
Оборудование: Стенд «параллельное и последовательное соединение
проводников»,
ПК,
экран,
электрического
тока
мультимедийный
плакат
анимационный
при
параллельном
«Последовательное
подключение», электрический чайник.
Тип урока: комбинированный.
ролик
«Мощность
подключении»,
и
параллельное
Ход урока:
1. Организационный момент.
2. Вступительное слово преподавателя.
3. Фронтальный опрос.
4. Объяснение нового материала.
5. Решение задач.
6. Эксперимент «Расчёт эффективности нагревательных приборов».
7. Доклад учащегося «Учимся жить экономно»
8. Подведение итогов.
9. Выставление оценок.
10 Домашнее задание.
Ход урока.
1. Проверка готовности к уроку. Приветствие класса.
2. Вступительное слово преподавателя.
Сегодня мы с вами рассмотрим тему, которая имеет не только большое
научное значение, но и несет в себе значительный прикладной аспект.
Тема занятия «Работа и мощность электрического тока».
Прежде, чем приступить непосредственно к изучению нового материала,
необходимо вспомнить некоторые определения.
3. Фронтальный опрос.
Электрический ток- направленное движение заряженных частиц.
Что
заставляет
двигаться
заряженные
частицы
в
определенном
направлении?
Силы, действующие на заряды со стороны электрического поля.
Что является источником электрического поля?
Источник питания.
Т.е. для того, чтобы в замкнутой цепи возник электрический ток,
необходимы свободные носители заряда (электроны) и электрическое
поле.
Т.к. под действием сил электрического поля заряды перемещаются, то
значит, что электрическое поле совершает работу по перемещению
зарядов.
Какая величина характеризует величину данной работы?
Напряжение. Оно равно работе по перемещению зарядов. U=
измеряется в вольтах.
Какая характеристика электрического тока зависит от напряжения?
Сила тока. Она равна количеству электричества прошедшего через
проводник за секунду. I=
измеряется в амперах. Чем больше
напряжение, тем больше сила тока.
4. Объяснение нового материала.
На уроке демонстрируется установка по изучению параллельного и последовательного соединения
состоящая из вольтметра, амперметра, двух ламп накаливания, тумблера. Тумблер позволяет
переходить от одного соединения к другому.
Почему горит электрическая лампочка?
Потому, что она нагрелась. При протекании электрического тока,
через проводники, они нагреваются. Это вызвано тем, что металлы
имеют кристаллическое строение, в узлах кристаллической решетки
расположены ионы, с которыми соударяются движущиеся электроны.
Чем больше энергии отдаст электрон иону, тем сильнее нагреется
проводник.
Энергия
движущихся
электронов
равна
работе
совершенной
электрическим полем. A=Δq*U
Величина заряда может быть найдена из выражения силы тока Δq=I*Δt
Объединяя оба этих выражения получим A=I*U*Δt
Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока,
напряжения и времени в течении которого шел ток.
Изменяя величину напряжения можно видеть, что яркость лампочки будет изменяться.
Согласно закону сохранения энергии, эта работа должна быть равна
изменению энергии рассматриваемого участка цепи. Поэтому энергия,
выделяемая на данном участке цепи, равна работе тока. Проводник,
нагреваясь, выделяет количество теплоты, равное работе совершаемую
током. ΔQ=A= I*U*Δt
Используя закон Ома для участка цепи (I= , можно получить еще
несколько выражений позволяющих вычислить работу тока: A= I2*R*Δt,
A= *Δt
Из полученных выражений видно, что работа тока, а следовательно и
выделившееся проводником количество теплоты зависит не только от
силы тока и напряжения, но и от сопротивления проводника.
Закон позволяющий определить количество теплоты, которое выделяет
проводник с током называется законом Джоуля-Ленца ΔQ= I2*R*Δt.
На любых электроприборах помимо рабочих значений силы тока и
напряжения всегда указывают потребляемую мощность. Мощность
характеризует быстроту совершения работы. N= измеряется в ваттах.
Чем больше мощность прибора, тем большую работу он сможет
совершить, но тем больше энергии ему понадобится для «работы».
Мощность электрического тока может быть получена из выражений для
работы электрического тока N= I2*R N=
N= I*U
5. Решение задач
1. Заполнить таблицу.
N (Вт)
2000
I (А)
3
U (В)
220
1850
4
220
2. К источнику питания была подключена электрическая лампа. Что
произойдет с силой тока в цепи, напряжением на лампе и мощностью
тока при параллельном подключении такой же лампы?
1) увеличится
2) уменьшится
3) останется неизменным
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической
величины. Цифры могут повторяться.
Сила тока
Напряжение
Мощность
3. За какое время чайник мощностью 2кВт нагреет воду массой 0.5 кг до
температуры 100°С? Удельная теплоемкость воды с=4200
,
начальная температура воды 30°С.
6. Эксперимент «Расчёт эффективности нагревания воды»
В каждом разделе, при изучении вопроса связанным с энергией и
работой, мы затрагивали такую характеристику, как Коэффициент
Полезного Действия (КПД). Что он показывает?
КПД показывает, какая доля энергии затрачивается на совершение
полезной работы.
*100%
N-полезная мощность, N'-полная
мощность.
Как вы считаете, какое из вышеперечисленных устройств обладает
большим
КПД,
электрочайник,
электрокипятильник,
или
газовая
горелка?
Нам для этого необходимо знать полную и полезную мощности каждого
прибора. Полная мощность обычно указывается в паспорте на прибор.
А полезную нужно рассчитывать.
Ход эксперимента: С помощью чайника и электрокипятильника
нагреваем воду массой 0,5 кг до кипения. Засекаем время, затраченное на
этот процесс каждым прибором. Начальную температуру воды считаем
равной комнатной. С помощью формулы ΔQ=cmΔT определяем
полезную работу. Затем определяем полезную мощность N=
формуле
и по
*100% определяем КПД каждого прибора и сравниваем
между собой. Результаты для газовой горелки даются преподавателем.
Скажите, если сравнивать полученные данные, то какой прибор
использовать выгодней?
Для ответа на данный вопрос, нам необходимо знать тарифы на
электроэнергию и газ, ведь только сравнив затраты можно сказать,
какой прибор выгодней использовать.
Каждый месяц вашим семьям приходится оплачивать счета за
электроэнергию. Из чего складывается конечная сумма и от чего зависит
количество израсходованной энергии?
Величина израсходованной энергии зависит не только от мощности и
количества используемых приборов, но также определяется порядком их
подключения (последовательное или параллельное). (Демонстрация на
стенде и анимационный ролик)
Одна из инициатив нашего государства направлена на рациональное
использование природных ресурсов. Это проявляется в введении
социальной нормы и замене старых электроприборов на более
современные.
7.
Доклад учащегося на тему «Учимся жить экономно».
8.
Сегодня на уроке мы сформулировали
понятия работы и мощности
электрического тока. Рассмотрели закон Джоуля-Ленца. Выяснили
зависимость потребляемой мощности от вида соединения элементов
цепи. Сравнили эффективность различных электронагревательных
устройств.
9. Выставление оценок.
10. Домашнее задание. §10.10-10.12 Ответить на вопросы. Решить задачи.