Урок физики по теме "Нагревание проводников электрическим током". 8-й класс

Тип урока: изучение нового материала (урок комбинированный).

Цели урока:

I. Образовательные создать условия для:

• ознакомления с законом Джоуля-Ленца;
• выведения формулы и зависимость физических величин этого закона;
• научиться применять закон Джоуля-Ленца к объяснению и анализу явлений окружающего мира;
• применять знания и умения к решению физических задач.

II. Воспитательные:

• продолжить формирование познавательного интереса обучающихся;
• продолжить формирование стремления к глубокому освоению теоретических знаний через решение задач;

III. Развивающие:

• научиться применять полученные знания в нестандартных ситуациях для решения задач;
• для развития мышления учащихся продолжить отработку умственных операций анализа, сравнения и синтеза;
• продолжить формирование умения рационально решать качественные и расчетные задачи.

Оборудование: компьютер, проектор, экран.

Приборы: источники тока, реостаты, соединительные провода, ключи, лампочки, амперметры, вольтметры, (утюг, фен, эл. чайник, плойка для завивки волос, кипятильник, паяльник).

Методы: работа в парах, фронтальная беседа.

Ход урока

1) Изучение нового материала

На столе стоит вкл. лампочка (ребята попробуйте объяснить): почему лампочка горит?

Почему это происходит?

Основная часть лампы - спираль из тонкой вольфрамовой проволоки, она нагревается до 3000 ⁰С, при такой температуре достигает белого коленья и светится ярким светом.

Молодцы….

Попытаемся сформулировать тему урока….

Итак, мы имеем дело с тепловым действием тока, следовательно, тема сегодняшнего урока “Нагревание проводников электрическим током”.

Какую цель сегодня на уроке мы должны достигнуть?

Цель урока:

• ознакомления с законом Джоуля-Ленца;
• выведения формулы и зависимость физических величин этого закона;
• научиться применять закон Джоуля-Ленца к объяснению и анализу явлений окружающего мира;
• применять знания и умения к решению физических задач.

Подготовка к восприятию.

Вспомним изученный ранее материал:

1. Что такое электрический ток в металлах? (Упорядоченное движение свободных электронов)
2. Что такое сила тока? (Это отношение эл. заряда, прошедшего ч\з поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения)
3. Что такое электрическое напряжение? (Работа, совершаемая эл. полем при перемещении положительного заряда из одной точки в другую)
4. Сформулируйте закон Ома?
5. Что такое электрическое сопротивление?
6. Чему равна работа эл тока на участке цепи?

Обратимся к опыту:

Никелиновая проволока, которая при нагревании прогибается и становится красной.

Что вы наблюдаете?

Электрический ток нагревает проводник?

2) Объяснение нового материала.

Сегодня на уроке мы должны решить, на основе физических явлений и законов, следующую проблему. Почему нагревается проводник?

Это объясняется тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием эл. поля, взаимодействуют с ионами, передают им свою энергию, заставляя их колебаться. Е_к ионов увеличивается, следовательно, увеличивается внутренняя энергия проводника, следовательно, проводник нагревается.

То же самое происходит в растворе медного купороса.

В неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, путем теплопередачи. Q = A

Теперь необходимо вывести закон Джоуля-Ленца.

Работа в группах:

Первый ряд – теоретики.
Второй ряд - практики.
Третий – исследователи.

Задание для 1 ряда: (теоретики).

Вывод формулы Q = A на листах А₃

Мы знаем формулу для работы A=IUt. В неподвижном проводнике вся работа тока идет лишь на нагревание проводников, т.е. на то, чтобы увеличивалась внутренняя энергия, следовательно, Q=A=UIt. Из закона Ома для участка цепи следует U=IR, тогда вывод: Q=I²Rt

Задание для 2ряда: (практики).

На столах собрана электрическая цепь из источника тока, реостата, лампочки, ключа и соединительных проводов. Для измерения силы тока и напряжения на лампе используем амперметр и вольтметр.

Снять показания вольтметра и амперметра, по формуле рассчитать Q=A=UIt, за 5с. Затем увеличить сопротивление, снять показания силы тока, по формуле рассчитать Q=A=UIt, за тоже время.

Сделать вывод: Чем больше сопротивление в цепи, тем больше выделяется количество теплоты.

Задание для 3 ряда: (исследователи)

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

По формуле Q=I²Rt, если R = ?l /S, сделать вывод как нагреваются проводники, если длина проводника l и площадь поперечного сечения S одинаковы. Вывод: чем больше удельное сопротивление проводника, тем сильнее он нагревается.

Как определить степень нагревания в зависимости от ??

На доске вывешиваются на листах А₃ и с помощью магнитов выводы каждых групп.

Выводы:

1. Q=I²Rt
2. Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.
3. Нагревание проводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводников, тем больше он нагревается.

К этому же выводу пришли, независимо друг от друга, английский ученый Джоуль Джеймс Пресскот и русский ученый Эмилий Христианович Ленц. Поэтому закон называется Закон Джоуля-Ленца.

Устали? Давайте проведем физминутку.

Ребята встаньте возле своих парт, давайте потрем ладошки. Что мы чувствуем? Почему они нагреваются? (Ребята рассуждают)

3) Закрепление изученного материала.

Ребята работают по карточке, решение задачи с применением закона Джоуля – Ленца:

Определите количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 20 Ом, за время 3 мин. Сила тока в проводнике 5А.

Ребята, скажите, а где используют явление нагревание проводника эл. током, в жизни. В каких бытовых приборах?

На столе стоят: (утюг, фен, эл. чайник, плойка для завивки волос, кипятильник, паяльник).

Самым важным применением теплового действия тока является электрическое освещение.

Подведение итогов урока:

Вернемся к началу урока. Рефлексия.

Д/з: §53, ответы на вопросы устно, выучить определения, №1413,1418,1419^* (Л).

Спасибо за урок!

Мне очень понравилось, как вы сегодня работали.

Перечень используемых на уроке ЭОР: