Сьогодні о 16:00
Вебінар:
«
Шляхи формування української ідентичності в новій українській школі
»
Взяти участь Всі події

Робота і потужність електричного струму

Фізика

Для кого: 11 Клас

05.10.2018

2823

71

0

Перегляд
матеріалу
Отримати код

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКУ

Урок по темі №5

Тема уроку. Робота і потужність електричного струму

Мета:

  • ознайомити учнів з роботою й потужністю електричного струму; з’ясувати характер залежності між енергією, що виділяється на ділянці кола, електричним струмом та опором цієї ділянки кола, розширити й поглибити знання учнів характеристиками електричного струму;

  • розвивати пізнавальний інтерес;

  • виховувати працьовитість, активність на уроці.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Методичне забезпечення і обладнання: портрети вчених Д. Джоуля та Е.Х. Ленца, картки з завданнями «Естафета «Ланцюжок», опорний конспект до теми.

Хід уроку

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань

Фронтальне опитування:

  1. Чому, хоча в металах завжди є вільні електрони, електричний струм при цьому буває не завжди?

  2. Обидва кінці провідника мають однаковий потенціал. Чи проходить струм по цьому провіднику? (Учні формулюють умови існування електричного струму)

  3. Чому, коли вмикають освітлення вулиць міста чи великого району, то спалахують одночасно всі ліхтарі, хоча відомо, що швидкість напрямленого руху електронів у провідниках дуже мала?

  4. Чому цвях, через який пропускають невеликої сили струм, притягує до себе скріпку, кнопку та інші залізні предмети? (учні називають дії електричного струму)

  5. Що таке сила струму? За якою формулою визначають силу струму? Який напрям має електричний струм?

  6. Запишіть закон Ома для ділянки кола.

  7. Запишіть формули для послідовного та паралельного з’єднання провідників (один з учнів записує формули для послідовного з’єднання, інший – паралельного з’єднання)

Декілька учнів отримують картки з завданнями:

Варіант 1

Варіант 2

III. Мотивація навчальної діяльності. Повідомлення теми, мети й завдань уроку

При проходженні електричного струму через провідник, він може чинити теплову дію (провідник нагрівається), механічну (електродвигун приводить у рух машини і механізми), та хімічну (заряджається акумулятор). Ці дії свідчать про те, що електрична енергія може перетворюватися в теплову, світлову, механічну енергії. А будь-яке перетворення енергії з одного виду в інший характеризується виникання роботи. Отже, електричний струм при проходженні на певній ділянці кола виконує роботу, яку можна підрахувати.

Учитель повідомляє тему уроку, пропонує учням ознайомитися з планом її вивчення, який записано на дошці.

План вивчення теми

  1. Робота електричного струму.

  2. Закон Джоуля-Ленца.

  3. Потужність електричного струму.

IV. Сприймання й первинне осмислення нового матеріалу

1. Робота струму

Пригадайте означення напруги.

Напруга дорівнює відношенню роботи поля під час переміщення заряду з початкової точки в кінцеву до цього заряду:

Звідси,

Оскільки сила струму , то ця робота дорівнює:

Тоді електричне поле виконає роботу.

Робота струму на ділянці кола дорівнює добутку сили струму на напругу і на час, протягом якого робота виконувалася.

2. Закон Джоуля-Ленца

Якщо єдиною дією струму є теплова, то, відповідно до закону збереження енергії, кількість теплоти, що виділилася в провіднику, чисельно дорівнює роботі струму: Q=A.

Як же це відбувається? Електричне поле прискорює електрони. Після зіткнення з іонами кристалічної решітки вони передають іонам свою енергію. Внаслідок цього енергія хаотичного руху іонів біля положень рівноваги зростає. Це й означає збільшення внутрішньої енергії. Температура провідника підвищується, і він починає передавати теплоту навколишнім тілам. Через невеликий проміжок часу після замикання кола процес установлюється і температура перестає змінюватися з часом. До провідника за рахунок роботи електричного поля безперервно надходить енергія. Але його внутрішня енергія лишається незмінною, оскільки провідник передає навколишнім тілам кількість теплоти, що дорівнює роботі струму. Отже, формула для роботи струму визначає кількість теплоти, що передається провідником іншим тілам.

Використовуючи закон Ома для ділянки кола, можна записати три еквівалентні формули для кількості теплоти, що виділилася в провіднику зі струмом:

Формулою А = I2Rt зручно користуватися для послідовного з'єднання провідників, бо сила струму в цьому випадку однакова в усіх провідниках. При паралельному з'єднанні зручна формула бо напруга на всіх провідниках однакова.

Закон, що визначає кількість теплоти, яку виділяє провідник із струмом у навколишнє середовище, вперше встановили експериментально англійський учений Д. Джоуль (1818—1889) і російський учений Е. X. Ленц (1804—1865). Закон Джоуля — Ленца формулюється так: кількість теплоти, яку виділяє провідник із струмом, дорівнює добутку квадрата сили струму, опору провідника і часу проходження струму по провіднику:

3. Потужність струму

Будь-який електричний прилад (лампочка, електродвигун) розрахований на використання певної енергії за одиницю часу. Тому поряд з роботою струму важливе значення має поняття потужність струму. Потужність струму дорівнює відношенню роботи струму за час до цього інтервалу часу.

Згідно з цим означенням

Оскільки , одержимо Цей вираз для потужності можна переписати в кількох еквівалентних формах, використовуючи закон Ома для ділянки кола:

На більшості приладів зазначено потужність, яку вони споживають.

Для вимірювання потужності електричного струму використовують ватметри. Виміряти потужність можна і за допомогою вольтметра й амперметра.

Роботу електричного струму вимірюють за допомогою лічильника.

З формули можна одержати широку застосовувані в побуті одиниці виміру електричної енергії – кіловат-годину:

V. Закріплення нового матеріалу

Якісні питання:

  1. За яких умов робота струму в провіднику дорівнює кількості теплоти, що виділяється при цьому в провіднику?

  2. Якими приладами й як можна виміряти потужність електричного струму в якій-небудь ділянці кола?

  3. Які ви знаєте одиниці потужності й роботи, що використовуються в електриці?

Розв'язування задачі (письмово)

Задача № 45

Електродвигун швейної машини розвиває потужність 40 Вт. Який струм проходить через двигун, якщо він працює при напрузі 127 В? (В: 0,3 А)

Задача № 43

Під час переміщення 20 Кл електрики по провіднику опором 0,5 Ом було виконано роботу в 100 Дж. Визначте час, протягом якого проходив струм. (В: 2с)

VI. Підбиття підсумків уроку та повідомлення домашнього завдання.

Інтерактивна вправа «Незакінчені речення».

Учитель формулює незакінчене речення і пропонує учням висловитися, щодо підсумку уроку, закінчуючи його. Кожний наступний учасник обговорення повинен починати свій виступ із запропонованої формули. Учні працюють з відкритими реченнями: «На сьогоднішньому уроці ми дізналися…», «На сьогоднішньому уроці найважливішим відкриттям для мене було…»

Домашнє завдання

  1. Опрацювати §6 за підручником «Фізика: підруч. для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл.: (рівень стандарту) / В.Д. Сиротюк, В.І. Баштовий. – Харків: Сиция 2011. – 304 с.»

  2. Розв'язати задачу №42. В обмотці електродвигуна, опір якої 0,75 Ом, сила струму 20 А. Яка кількість теплоти виділяється цією обмоткою за 1 хв роботи двигуна? (В: 18 кДж)

  3. Розв'язати задачу №44. Яку потужність споживає електрична лампочка, увімкнена в мережу з напругою 220 В, якщо опір її нитки в розжареному стані 484 Ом? (В: 100 Вт)

3

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.