Физический практикум. Лабораторная работа. Коэффициент полезного действия электрического нагревательного прибора

Разделы: Физика

Цели:

  • вычислить значение коэффициента полезного действия электрического нагревательного прибора при различной нагрузке (мощности),
  • исследовать зависимость коэффициента полезного действия от мощности электрического нагревательного прибора (электрического чайника типа TEFAL).

План урока:

  1. Организационный момент.
  2. Краткое вступление учителя.
  3. Объявление темы.
  4. Теоретическое обоснование темы.
  5. Изучение устройства и принципа действия электрического чайника типа TEFAL.
  6. Ознакомление с набором приборов.
  7. Назначение и порядок пользования приборами.
  8. Повторение основных положений техники безопасности.
  9. Выполнение работы.
  10. Обсуждение результатов эксперимента.
  11. Построение графика.
  12. Подведение итогов работы.
  13. Рекомендации учителя для пользователей электрических чайников.

Методические цели урока:

  1. Добиться усвоения понятия коэффициента полезного действия.
  2. Продолжить формирование навыков осуществлять физический эксперимент.
  3. Развить интерес к исследовательской деятельности.
  4. Научить использовать результаты исследований в повседневной жизни.
  5. Продолжить формирование коммуникативных навыков работы в группах.
  6. Закрепить знания основных положений техники безопасности при работе с электрическими приборами.

Приборы и материалы.

  1. Штатив с лапкой и муфтой.
  2. Термометр.
  3. Измерительный цилиндр.
  4. Лабораторный автотрансформатор.
  5. Ваттметр.
  6. Электрический чайник типа TEFAL.
  7. Ведро с водой.
  8. Часы с секундной стрелкой (секундомер).
  9. Калькулятор.

Порядок выполнения работы.

Подготовительный этап.

  1. Укрепить термометр в лапке штатива.
  2. Измерить температуру воды в ведре (начальная температура).
  3. Собрать экспериментальную установку (лабораторный автотрансформатор, ваттметр, электрический чайник).

4. Получить разрешение преподавателя на проведение опытов.

Основной этап. Опыт № 1.

  1. Используя измерительный цилиндр, налить в чайник 0,5 литра воды (0,5 кг воды).
  2. Одновременно включить установку в электрическую сеть и запустить секундомер.
  3. С помощью автотрансформатора и ваттметра установить мощность 500 ватт.
  4. Через промежуток времени, равный 100 секундам, выключить установку (вынуть вилку из розетки).
  5. Измерить температуру воды в чайнике.
  6. Вылить воду из чайника в раковину.
  7. Результаты опыта заносим в таблицу и вычисляем коэффициент полезного действия, используя формулу , или , где

    8. Таблица.

    № п/п

    P

    1

    		            

    2

    		            

    3

    		            

    4

    		            
  8. Выполняя пункты (1 – 7), проделываем опыты № 2 (мощность 1000 Вт),

    9. № 3 (мощность 1500 Вт ), № 4 (мощность 2000 Вт),

  9. Заполняем таблицу и строим график зависимости коэффициента полезного действия от мощности.
  10. Изучая график, делаем вывод.

    11. Вывод: чем больше мощность чайника, тем больше коэффициент полезного действия.

  11. Ученики обсуждают этот вывод, выдвигают гипотезы, высказывают свои мысли и приходят к правильному решению – использование нагревательного прибора с большой мощностью способствует экономии электрической энергии.

Заключительный этап.

Учитель рекомендует ученикам рассказать родителям о результатах своих исследований и попросить родителей приобрести для кухни современный чайник большой мощности (2200 ватт) в целях: 1) быстрого приготовления чая (кипятка), 2) экономии электрической энергии.

Примечание. Лабораторная работа физпрактикума в 10 классе рассчитана на два академических часа, проводится группой учеников в составе (2-4) человек под руководством учителя. Кабинет физики должен иметь евророзетки, подключенные к трехпроводной электрической сети. Ученики обязаны строго соблюдать правила техники безопасности: только при отключенном чайнике (вилка вынута из розетки) разрешается наливать воду в чайник, измерять температуру воды, выливать воду из чайника, запрещается прикасаться к чайнику в то время, когда он включен в электрическую сеть.

Литература:

  1. Касьянов В.А. Физика 10 кл.: Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2003.
  2. Энциклопедия для детей. Техника. – М.: Аванта +, 2001.
  3. Пёрышкин А.В., Гутник Е.М. Физика 9 кл.: Учебник для общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа, 2002.
  4. Перельман Я.И. Знаете ли вы физику? – М.: ВАП, 1994.