Класс: 8 класс.
Тема урока: «Работа и мощность тока».
Цель урока: Познакомить учеников с новой физической величиной «работа и мощность тока, познакомить с законом Джоуля–Ленца, с коротким замыканием и с историей изобретения ламп накаливания.
Задачи урока:
- Образовательные: формировать навыки решения задач на расчёт работы и мощности электрического тока; закрепить пройденный материал по теме: «Работа и мощность электрического тока» учить решению практических задач на расчёт работы и мощности электрического тока.
- Развивающие: развитие способности к самооценке, развитии правильной формулировки ответа на вопросы, совершенствовать умение применять знания в новой ситуации, развивать мыслительные процессы (память, мышление).
- Воспитательные: умение оценивать себя и работу товарищей. Формировать познавательный интерес к физике и учебе в целом (видео, презентации).
Тип урока: урок изучения нового материала.
Необходимое техническое оборудование: персональный компьютер (ноутбук), мультимедийная установка, интерактивная доска, раздаточный материал, презентация, лампа накаливания, виды предохранителей, ОК-3.
Информационные источники:
1.Физика и Астрономия А.А. Пинский, В.Г. Разумовский. Учебник.
2.Самостоятельные и контрольные работы Л.А.Кирик. Задачник.
План урока:
- Организационный момент (2 мин)
- Актуализация опорных знаний (5 мин)
- Изучение нового материала (20 мин)
- Закрепление материала (10 мин)
- Подведение итогов (3 мин)
Ход урока
Организационный момент (2 мин)
Учитель: Здравствуйте! Садитесь! Тема урока: «Электрическое сопротивление».
Но перед тем как перейти к изучению новой темы, давайте вспомним ранее изученный материал.
Ученики: Приветствуют и садятся.
Актуализация опорных знаний (5 мин)
Фронтальный опрос по ОК-2.
Изучение нового материала (20 мин)
Учитель:
- Что такое работа тока?
- Что такое 1Дж?
- Мощность тока.
- Закон Джоуля - Ленца и его физический смысл.
- Применение в технике и быту.
- Как найти КПД тепловой установки?
- Перевод Дж в кВт*ч и обратно.
- Как устроена первая лампочка Лодыгина?
- Как её усовершенствовал Эдисон?
- Дальнейшее усовершенствование лампочки накаливания Лодыгина.
- Современные лампочки накаливания.
- Энергосберегающие лампочки.
- Что такое ток короткого замыкания и почему он опасен? Как обезопасить электрическую цепь от него?
- Какие виды энергосберегающих ламп есть? Их преимущества и недостатки?
Ученики: Записывают в тетрадь.
Учитель:
Верхняя опора.
Отмечаем красным, какие формулы нужно запомнить, все остальные нужно вывести. Из 1 опоры по току напряжение у нас было: работа по перемещению заряда. U= A/q, выводим отсюда работу. Получаем A= U*q, а сила тока в первой опоре у нас равна I= q/t (заряд на единицу времени), отсюда выводим заряд, получаем: I*t. А теперь подставляем в формулу работы. Получаем: A= U*I*t.
Проговариваем: Работа тока прямо пропорционально силе тока, напряжению в цепи и времени прохождения тока по ней. Время больше и работа больше. Ведь работа нужна для прохождения электронов в замкнутой цепи. Так вот работу тока мы будем с вами находить так:
1Дж= 1А*1В*1с. Проговариваем: Эта работа тока когда (кто сможет вместо меня проговорить) за 1с при напряжении 1В идет сила тока в 1А.
Мощность тока в электричестве принято обозначать буквой P. Не перепутайте с мощностью механической. Что же такое мощность тока, это работа в единицу времени за которую эта работа была произведена. Т.е. фактически это скорость выполнения работы. Вот что такое мощность. 1 формулу делю и получаю P= I*U. Мощность у нас выражается в Вт. Поэтому 1 Вт это 1А на 1В. Кто мне сможет прочитать, что же такое 1 Вт (Эта такая мощность тока, когда при напряжении 1В идет ток в 1 А). А давай те теперь немножечко изменим, 1Вт= 1Дж/1с (Эта такая мощность тока, когда за 1 с совершается работа в 1 Дж). А теперь давайте выведем остальные формулы по нахождению мощности. Вспоминаем закон Ома для участка цепи. Чему равно напряжение U= I*R, подставляем, получаем P= I2*R, теперь вспоминаем чему равно сила тока, I= U/R, получаем P=U2/R. Если мы с вами вспомним обыкновенный нагреватель. (Н-р, электрический чайник) Он работает от нагревателя. Или спираличка, которая греет воздух если это электрокамин, то работа тока идет на выделение тепла. Так независимы друг от друга 2 ученных Джоуль и Ленц вывели закон, который так и называется закон Д-Л. Количество теплоты, выделенное в проводнике при прохождении тока по нему. И закон прост I2*R*t. Т.е. сила тока в квадрате, сопротивление и время. Как вы думаете можно ли по этой формуле найти теплоту? (можно, ведь работа идет на выделение тепла). Почему именно этой формулой записывается закон Д-Л. Потому что он строго зависит от резистора. Как вы думаете в чайнике сопротивление маленькое или большое? (большое). Сопротивление больше вода греется быстрее. Тепла будет больше, когда сопротивление выше. Следовательно, сопротивление у всех нагревательных элементов высокое. Где значит, применяется закон Д-Л? (чайник, тостер, духовка электрическая). Эта ваша экспериментальная установка на следующей лабораторной работе. Состоит она из спиральки к ней подключается источник тока, последовательно амперметр, параллельно вольтметр. Известна сила и напряжение сможем найти сопротивление? (да) Сколько тепла выделится, найдете? (да). А можно найти и по другому. Опустим термометр и узнаем, на сколько нагрелась вода за 5 мин. И начинаю считать КПД установки. Что будет полезным: нагрев воды и калориметра. А что будет затраченным: закон Д-Л. Поэтому мы можем брать формулу Qп/Qз. Так как работа тока идет на нагрев. 1 кВт*ч = 103*3600=3,6*106 Дж.
Нижняя опора.
Посмотрите на портрет Лодыгина. Русский физик, который от нищеты уехал в Англию, но его она не приняла ему пришлось вернуться в Россию, где он так же остался нищем. Он изобрел первую в мире Лампочку. Она состояла из стеклянного баллона, на металлическом держатели крепился угольный стерженек, и этот стерженек, когда по нему шел ток раскалялся и горел 10 ч, уголек сгорал лампочку выкидывали. Эдисон взял и выкачал весь воздух из лампочки, и она уже горела 100 ч. Потому что горение поддерживает воздух, если его нет, то гореть будет дольше. Лодыгин не сдался и поменял угольный стерженек на спираль, сделанную из вольфрама или молибдена. И лампочка уже горела 1000ч. И воздух при этом был выкачан. Когда ваши родители ходят в магазин за лампочками перед ними стоил выбор 2 одинаковые лампочки по 100 Вт, но одна стоит 30 рублей другая 50 рублей. Почему? Потому что, та, что за 30 это пустотная лампочка в ней вакуум. Они светят тускло и спираль в таких лампах нагревается до 2100 градусов. А лампочка что за 50 рублей светит ярко и она газонаполненная. В ней спиралька нагревается до температуры 3000 градусов.
Когда мы делаем в доме ремонт, если, не зная, как идут провода, то дрелью можно попасть в провод, что же произойдет. Произойдет короткое замыкание. Дрелью замкнут полюса источника, а дрель это проводник малого сопротивление, ток по величине возрастет. Т.е. изоляция начнет плавиться. В школе есть электрощит, и стоит вот такой предохранитель. Внутри него проволока, рассчитанная на строго определенную силу тока, допустили силу тока больше допустимого, начинает проволочка плавится по закону Д-Л и цепь размыкается. В саду пробка. В телевизоре(показать).
Закрепление материала.
Решение тестов:
- Самостоятельная работа №22 стр.91. Л.А.Кирик
- Самостоятельная работа №23 стр.95. Л.А.Кирик
Подведение итогов. Озвучить опорный конспект. Решить достаточный уровень под четными номерами. Спасибо за урок! Все свободны!