Урок физики в 8 классе «Работа электрического тока. Закон Джоуля – Ленца»

Автор: Гарматенко Марина Николаевна

Организация: МОУ «Школа № 24 г. Тореза»

Населенный пункт: г. Торез

Цели урока:

• объяснить явление нагревания проводников электрическим током;
• установить зависимость выделяющейся при этом тепловой энергии от параметров электрической цепи;
• сформулировать закон Джоуля – Ленца;
• формировать умение применять этот закон для решения качественных и количественных задач.

Планируемые результаты:

- Личностные: формирование ответственного отношения к учению, готовности к саморазвитию и самообразованию; формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками; формирование устойчивой учебно-познавательной мотивации и интереса к учению; формирование умения самостоятельно контролировать своё время и управлять им;

- Метапредметные: освоение обучающимися межпредметных понятий и универсальных учебных действий, способность их использования в познавательной и социальной практике, самостоятельность в планировании и осуществлении учебной деятельности и организации учебного сотрудничества с педагогами и сверстниками;

- Предметные: установление связи выделяющейся тепловой энергии на проводнике с силой тока и сопротивлением проводника; определение количества теплоты, выделяющейся на проводнике с током; формирование умения применять закон Джоуля - Ленца в решении задач.

ТИП УРОКА: комбинированный урок

Техническое оборудование: учебник, компьютер, проектор, экран, презентация к уроку, тесты – он-лайн, видеофрагмент, раздаточный материал.

СТРУКТУРА УРОКА

I. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ:

- Приветствие, фиксация отсутствующих, контроль готовности учащихся к уроку и эмоционального настроя) + проверка наличия домашнего задания.

II. ПРОВЕРКА ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ:

- Самопроверка с помощью презентации + самооценивание (подвести общий итог проверки: сколько поставили себе ребята «5», «4», «3»). (СЛАЙД 2)

III. Актуализация опорных знаний:

• Тестирование:

- три человека – тесты на компьютере: он – лайн – тестирование по темам «Последовательное соединение проводников», «Параллельное соединение проводников» (www.schooltests.ru) (проверка теоретических знаний);

- два человека – тесты на компьютере (ответы записываются учеником в карточку) (проверка учителем или сильным учеником – помощником учителя);

- остальные учащиеся класса – физический диктант с помощью презентации (устная проверка по цепочке + взаимооценивание);

(СЛАЙДЫ 3-5)

№ п/п	Вопросы	Ответы
1	Записать формулу, по которой определяется сила тока (определение)	I=q/t
2	Какие величины связывают закон Ома?	Сила тока, напряжение, сопротивление
3	В каких единицах измеряется сила тока и с помощью какого прибора можно её определить?	Ампер, амперметр
4	Запишите формулу закона Ома.	I= U/R
5	Что такое «напряжение»? Записать формулу.	U=A/q
6	От каких величин зависит сопротивление проводника?	От длины проводника, площади поперечного сечения, удельного сопротивления
7	В каких единицах измеряется напряжение и с помощью какого прибора можно его определить?	Вольт, вольтметр
8	Какой буквой обозначается сопротивление и в каких единицах измеряется?	R, Ом
9	Как обозначается работа, в каких единицах измеряется?	А, Джоуль
10	Вспомните, в каких единицах измеряется количество теплоты и как обозначается?	Q, Джоуль

 

IV. Работа над темой урока:

• Мотивация

- На слайде электроприборы: утюг, электроплитка, электрическая лампа, электрическая дрель, электрический чайник, кипятильник. (СЛАЙД 6)

- Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний. (Электрическая дрель).

- Чем вы руководствовались, делая выбор? (Они преобразуют электрическую энергию в энергию тепловую – это электронагревательные приборы)

- Какими приборами можно дополнить? (Микроволновка, хлебопечь, мультиварка, обогреватель)

Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах? (Тепловое)

- Собирая на уроках электрические цепи и работая с ними, вы заметили, что отдельные элементы цепи нагревались: спирали-резисторы, спиральные нити в лампочках. Но почему это происходит, мы ещё не выясняли.

Давайте попытаемся сформулировать цели урока, т.е. на какие вопросы мы должны сегодня ответить: (СЛАЙД 7)

• Изучить причины нагревания проводника электрическим током.
• Изучить закон, определяющий тепловое действие тока.

- И на сегодняшнем уроке мы познакомимся с работой электрического тока, выведем формулу закона Джоуля – Ленца.

 

• Объяснение нового материала:

- Из курса 7-го класса Вы знаете, что механическая работа совершается, когда … (на тело действует сила и тело под действием этой силы перемещается). (СЛАЙД 8)

Работа равна произведению силы на путь, пройденный телом под действием этой силы:

A=F·S

А как называется величина, характеризующая быстроту выполнения работы … (мощность). (СЛАЙД 9)

Мощность определяется отношением работы А к промежутку времени t, необходимому для ее совершения:

N=A/t

Мы повторили с вами, что: (СЛАЙД 10)

U=A/q → A = U∙q (1)

I=q/t → q = I∙t (2)

Подставив (1) в (2), получим: A = U∙ I∙ t

- Найдите по учебнику (§40, стр.98) определение работы электрического тока: (Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого протекал ток). (СЛАЙД 11)

- Найдите, в каких единицах измеряется электрическая работа тока: (Единицы измерения работы – Дж (джоуль). 1 Дж = 1В∙1А∙1с) (СЛАЙД 12)

- Таким образом, для измерения работы необходимо три прибора: амперметр, вольтметр и часы. (СЛАЙД 13)

- Из закона Ома для участка цепи напряжение равно …: (СЛАЙД 14)

U=I∙R ,

поэтому работа электрического тока равна: А= U∙I∙ t =I²∙R∙t

Работу тока (или израсходованную на совершения этой работы электроэнергию) измеряют с помощью специального прибора - электрического счетчика.

ВАЖНО! Если результатом работы тока является нагревание проводника, то выделяется количество теплоты Q, равное совершенной работе: (СЛАЙД 15)

А = Q, т.е. Q = U∙I∙t= I²∙R∙t

К этому выводу независимо друг от друга впервые пришли английский учёный Джеймс Джоуль и российский учёный Эмилий Христианович Ленц.

Поэтому выражение для нахождения количества теплоты, выделяющегося в проводнике под действием электрического тока, называют законом Джоуля-Ленца. (СЛАЙД 16)

- Найдите по учебнику (§40, стр.99) определение количества теплоты, выделяемого проводником с током: (Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени его протекания). (СЛАЙД 17)

- (ВИДЕО)

- Обратите внимание, что в нагревательных приборах необходимо использовать проводники, обладающие большим удельным сопротивлением и выдерживающие высокие температуры.

- Получим еще одну формулу для расчета количества теплоты: (СЛАЙД 18)

I=U/R подставляем в формулу Q=U∙I∙t, получаем:

Q=U² ∙t/R

- Выясним, какую из этих формул удобнее применять для последовательного, а какую для параллельного соединения проводников. Для этого вспомним законы различных видов соединения.

Мы видим, что при последовательном соединении не изменяется сила тока (I), то для этого вида соединения проводников удобнее использовать формулу: Q=I²∙R∙t. (СЛАЙД 19)

При параллельном соединении проводников не изменяется напряжение (U), тогда для этого вида соединения проводников удобнее использовать формулу: Q=U²∙t/R. (СЛАЙД 20)

V. ФИЗМИНУТКА:

- Упражнения для глаз, шеи, позвоночника, для мышц тела (под музыку)

VI. Первичное УСВОЕНИЕ НОВЫХ ЗНАНИЙ:

• Устно: (СЛАЙД 21)

1. В чем проявляется тепловое действие тока? (В нагревании проводника)

2. Как можно объяснить нагревание проводника с током? (Движущиеся электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им свою энергию)

3. Какие превращения энергии происходят при протекании тока через проводник? (Электрическая энергия превращается во внутреннюю)

4. Как по закону Джоуля – Ленца рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике? (Q=I²∙R∙t)

• РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ: (СЛАЙД 22)

Решение задач:

1. В проводнике сопротивлением 2 Ом сила тока 20 А. Какое количество теплоты выделится в проводнике за 1 минуту?

Q=I²∙R∙t – закон Джоуля - Ленца

Q= (20А)²∙2 Ом∙60с = 48000 Дж

1. Электрический паяльник рассчитан на напряжение 12 В и силу тока 5А. Какое количество теплоты выделится в паяльнике за 30 минут работы?

Q=U∙I∙t

Q=12В∙5А∙1800с = 108000 Дж

3.* Какое количество теплоты выделяется за 40 минут в медных проводах (удельное сопротивление меди 0,017 Ом·мм²/м) с площадью поперечного сечения 1,5 мм² и длиной 3 м, подводящих ток к плитке, если сила тока в сети 5 А?

R=ρ∙l/S R=0,017 Ом·мм²/м ∙3м/1,5мм² = 0,034 Ом

Q= I²∙R∙t Q=(5 А)²∙2400с∙0,034 Ом=2040 Дж

VII. Запись домашнего задания: (СЛАЙД 23)

§ 40 (В.В. Белага) – читать, учить формулы; задачи № 47, 48 (стр. 27) (Сборник заданий для оценивания учебных достижений учащихся)

Практическое задание: по показаниям настольной лампочки вычислить количество теплоты, выделяемое ею за 2 часа.

 

VIII. ИТОГ УРОКА:

• Решение качественных задач: (СЛАЙД 24)

 

Вопрос	Примерный ответ
1.Закон утверждает, что если по проводнику идет электрический ток, то проводник нагревается. Почему же не греется электропроводка, соединяющая лампу и розетку?	Проводка греется, но слабо, так как ее сопротивление намного меньше сопротивления лампы.
2. Какой вид соединений применяется в квартирах? Представьте, что все ваши электроприборы включены, что может произойти?	Параллельное. При параллельном соединении, общее сопротивление цепи всегда меньше меньшего сопротивления, тогда сила тока в цепи значительно увеличится, что приведет к сильному нагреванию даже подводящих проводов, тогда возможно возгорание, что и происходит иногда, тогда случается пожар

 

• На уроке была установлена очень важная зависимость количества энергии, выделяющейся в проводнике, от силы тока, сопротивления и времени; сформулирован закон Джоуля – Ленца.

IX. Рефлексия:

• Оценивание работы учащихся на уроке:

- Выставление баллов в листы оценивания, перевод баллов в оценку, самооценивание учащимися своей работы на уроке.

- учитель собирает рабочие тетради на проверку.

 

ЛИТЕРАТУРА:

1. Физика, 8 класс: учеб. Для общеобразовательных организаций/ В. В. Белага, И. А. Ломаченков, Ю.А. Панебратцев. – 4 – е изд. – М.: Просвещение, 2016. – 159с.: ил. – (Сферы).
2. Физика. 8 класс. Задания для оценивания учебных достижений учащихся / сост. Охрименко Н.А., Литвиненко И.Н., Сачек В.Л. – ГОУ ДПО «Донецкий РИДПО». – Донецк: Истоки, 2018. – 56 с.
3. http://www.schooltests.ru - тесты по темам, конспекты уроков по физике.
4. https://www.youtube.com/watch?v=dSx9Jihc200 – видео к урокам физики.
5. https://infourok.ru/razrabotka-uroka-po-fizike-na-temu-rabota-i-moschnost-elektricheskogo-tokazakon-dzhoulyalenca-klass-2389301.html, https://kopilkaurokov.ru - конспекты уроков физики.

1. file1.pptx.zip.. 9,3 МБ
2. file0.docx.. 37,5 КБ

Опубликовано: 16.09.2020