Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца" 8 класс

Урок по теме «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-
Ленца»
Цели урока: организовать деятельность обучающихся по восприятию, осмыслению
и первичному запоминанию закона Джоуля-Ленца, фактов: причины нагревания
проводников электрическим током,
способствовать формированию умений решать задачи на применение закона
Джоуля-Ленца, объяснять физические явления на основе закона Джоуля-Ленца,
совершенствовать вычислительные навыки, навык преобразования формул, навык
перевода единиц физических величин в СИ,
применить дифференцированный подход в обучении,
создать условия для развития мышления, внимания, памяти, познавательного
интереса, грамотной речи,
воспитывать культуру общения
Ход урока:
I. Организационный этап.
II. Этап подготовки к активной деятельности на основном этапе:
1.Решение задач в группах (первые две задачи на «3», остальные три на «4» и «5»).
1. Напряжение в осветительной сети 220 В. Сопротивление спирали 20 Ом. Найти
силу тока. (11 А).
2. Сила тока в электрической лампе 11 А.Напряжение равно 55 В. Вычислить её
сопротивление. (5 Ом)
3. Две лампы сопротивлением 5 Ом и 7 Ом включены последовательно в цепь, сила
тока в которой 4 А. Найдите напряжение на каждой лампе и общее напряжение.( U₁=
20 В U₂= 28 В U= 48 В).
4. Электрический двигатель в течение 2 мин совершает работу 17,28 кДж.
Напряжение в цепи 48 В . Вычислить мощность двигателя и силу тока в цепи.( 144
Вт, 3 А).
5. В электрическую цепь включены параллельно две спирали. Их общее
сопротивление 4 Ом. Сила тока, проходящего через первую спираль 3 А, через
вторую 5 А. Найдите мощность тока.(256 Вт).
2.Фронтальная беседа по вопросам:
1. Дайте определение электрического тока
2. Что представляет собой электрический ток в металлах?
3.Что представляет собой электрический ток в растворах и расплавах электролитов?
4. Какие действия оказывает электрический ток?
5. В чем заключается тепловое действие тока?
III. Этап изучения нового материала.
1. Постановка цели урока.
Давайте попытаемся сформулировать цели урока, т. е. на какие вопросы мы должны
сегодня ответить.
Почему электрический ток нагревает проводник, как рассчитать количество теплоты,
выделяемое проводником с током?
2. Изучение причины нагревания проводника электрическим током.
Фронтальная беседа с обучающимися.
Рассмотрим причину нагревания проводников электрическим током сначала на
примере металлов.
Какое строение имеют металлы? ( В узлах кристаллической решетки расположены
положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны.)
Что представляет собой электрический ток в металлах? (Упорядоченное движение
свободных электронов).
Что происходит при движении свободных электронов? (Они взаимодействуют с
узлами (ионами) кристаллической решетки)
Что происходит в результате этого взаимодействия? (Свободные электроны
передают свою энергию ионам кристаллической решетки)
В результате внутренняя энергия проводника увеличивается. Нагретый проводник
отдает полученную энергию окружающим телам.
Аналогично объясняется нагревание и других проводников: растворов кислот,
щелочей и солей при прохождении тока. Ионы, перемещаясь под действием
электрического поля, взаимодействуют с атомами или ионами проводника и передают
свою энергию. В результате работы тока внутренняя энергия проводника увеличивается.
3. Изучение закона Джоуля-Ленца.
В неподвижных проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней
энергии. Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, равно работе тока.
По какой формуле рассчитывается работа тока? (А=IUt)
Так как Q=A, то Q=IUt.
Выразите напряжение из закона Ома. (U=IR)
Подставим значение напряжения в формулу работы тока. (Q=I * IR*Rt=I
2
Rt)
Полученная формула называется законом Джоуля-Ленца и позволяет рассчитать
количество теплоты, выделяемое проводником с током.
Давайте попытаемся сформулировать этот закон.
Закон был установлен экспериментально независимо друг от друга английским
ученым Д. Джоулем и русским ученым Э. Ленцем. Поэтому он носит двойное название:
закон Джоуля-Ленца.
4.Историческая минутка.
Сообщение обучающегося о Д. Джоуле и Э.Ленце
5.Применение теплового действия тока
Сообщение обучающегося о применении теплового действия тока
IV. Этап применения знаний :
1. Устные упражнения: а) Как изменится количество теплоты, выделяемое
проводником с током, при увеличении силы тока в 2 раза? (Увеличится в 4 раза)
б) Два проводника: медный и железный равной длины и сечения включены в цепь с
одной и той же силой тока. В каком проводнике: медном или железном выделится
большее количество теплоты? (В железном, так как удельное сопротивление железа
больше, чем у меди, а количество теплоты, выделяемое проводником, прямо
пропорционально сопротивлению проводника, которое, в свою очередь, прямо
пропорционально удельному электрическому сопротивлению)
2. Фронтальное решение.
1.В спирали электроплитки сопротивлением 80 Ом сила тока 2 А. Сколько времени
была включена в сеть плитка, если в ней выделилось 320 кДж тепла?
Решение: Q=I
2
Rt. t =
RI
Q
2
t =
с
ОмА
Дж
1000
80*)2(
320000
2
=
2.Какое количество теплоты выделится в железном проводнике длиной 10 см и
сечением 0,1 мм
2
за 1 минуту при силе тока 2 А?
Решение. Q=I
2
Rt R=
S
Q = I
2
S
t , Q= 4 А² 0,1Ом мм²/м 0,1/0,1 мм²
*60 с = 24 Дж
3. В электрокипятильнике емкостью 5 л с КПД 70% вода нагревается от 10 до 100
градусов Цельсия за 20 минут. Какой силы ток проходит по спирали
электрокипятильника, если напряжение в сети 220 В?
Решение.
%100
з
п
А
А
=
А
п
= с m ( t
2
- t
1
) m =
V A
п
= с
V ( t
2
- t
1
)
А
з
= I U t
%100
)(
12
IUt
ttVс −
=
%100
)(
12
Ut
ttVс
I
−
=
I= 10 А
V. Подведение итогов урока.
Какова причина нагревания проводника электрическим током?
Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.
VI. Домашнее задание
п.53, упр.27(1)
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: