Конспект урока "Работа электрического тока"

Урок    Работа и мощность тока.

Цели урока: Учащиеся должны познакомиться с физическими величинами: ра­ботай мощность тока; обобщить знания по вопросу работы и мощно­сти тока и усвоить формулы, позволяющие определить эти величины на уровне понимания; познакомиться с единицами измерения работы и мощности тока. Учащимся необходимо научиться применять знания о работе и мощности тока к объяснению и анализу явлений окружающе­го мира; систематизировать имеющиеся знания о работе и мощности тока и расширить их .                  

Учащийся должен проверить свои знания о формулах и единицах измерения работы и мощности тока; применять знания о работе и мощности тока к объяснению работы бытовых приборов. Должны усвоить  вопросы данного урока, которые будут в материалах зачета. Задачи урока:

Образовательные:

  Дать знания о величинах, характеризующих работу и мощность тока. Начать работу по выделению узловых вопросов изучаемого мате­риала и составлению плана прочитанного текста. Обосновать, связь между работой и мощностью электрического тока и внесистемной единицей работы (кВтч). Познакомить учащихся с методами измере­ния работы и мощности тока; с приёмами применения полученных знаний при работе с электрическими приборами. Создать научное представление о работе и мощности тока как о физической величине.  Проконтролировать уровень усвоения основных формул и по­казать, что они вытекают из теории и подтверждаются эксперимен­тально. Формировать навыки самоконтроля.

Воспитательные:

Подчеркнуть взаимосвязь формул механической и электрической мощности как пример проявления одного из признаков метода диалек­тического познания явлений. Показать значение причинно-следственных связей в познании явлений; значение этих взаимосвязей для науки и техники.

Развития мышления:

 Проверить уровень самостоятельности мышления школьника в применении знаний в различных ситуациях. Работать над формирова­нием умений делать логические заключения на основе анализа уже из­вестных связей.

Ввести понятие работы электрического тока; вывести формулу для расчета работы тока. Научиться определять мощность и работу тока в лампе, используя амперметр, вольтметр и часы.

Оборудование (для кратковременной лабораторной работы):

Источник питания, низковольтная лампа на подставке, вольтметр, ампер­метр, ключ, соединительные провода, секундомер (или часы с секундной стрелкой).

Ход урока

1.      Анализ домашней практической работы

Задание 1. Есть одна лампочка, два ключа и источник питания.

Нарисовать схему,  реализующую состояния системы

Состояние первого ключа	Состояние второго ключа	Состояние лампочки
разомкнут	разомкнут	Не горит
разомкнут	замкнут	Не горит
замкнут	разомкнут	Не горит
замкнут	замкнут	горит

(логический элемент И)

Задание 2. Есть одна лампочка, два ключа и источник питания.

Нарисовать схему,  реализующую состояния системы

Состояние первого ключа	Состояние второго ключа	Состояние лампочки
разомкнут	разомкнут	Не горит
разомкнут	замкнут	горит
замкнут	разомкнут	горит
замкнут	замкнут	горит

(логический элемент ИЛИ)

Задание 2. Есть одна лампочка, один ключ резистор и источник питания.

Нарисовать схему,  реализующую состояния системы

Состояние ключа	Состояние лампочки
разомкнут	горит
замкнут	Не горит

(логический элемент НЕ)

Ученики (если таковы есть),  зарисовывают схемы и одну из них (проверяем на практике)

Более подробно с данными схемами мы познакомимся с вами на уроках информатики.

2. Физический диктант

1. Изобразить на электрической схеме параллельно включенные лампу и резистор.
2. Изобразить на электрической схеме последовательно включенные лампу и резистор.
3. Соединение потребителей друг за другом без разветвлений называется … (последовательным соединением).
4. Соединение потребителей при котором входы всех элементов совпадают, совпадают и выходы называют…(параллельным соединением).

5. Как соединены по отношению друг к другу R1 и R2? (последовательно).
6. Как соединены по отношению друг к другу R1 и R3? (последовательно).
7. Как соединены по отношению друг к другу R2 и R3? (параллельно).
8. Написать соотношение для напряжений для двух параллельно соединенных проводников. (U=U1=U2).
9. Написать соотношение для токов для двух последовательно соединенных проводников. (I=I1=I2).
10. Написать соотношение для токов для двух параллельно соединенных проводников. (I=I1+I2).
11. Написать соотношение для напряжений для двух последовательно соединенных проводников. (U=U1+U2).
12. Написать соотношение для сопротивлений для двух последовательно соединенных проводников. (R=R1+R2).
13. Написать соотношение для сопротивлений для двух параллельно соединенных проводников. (1/R=1/R1+1/R2)
14. При каком соединении проводников при выходе одного элемента цепи, ток сразу прекращается во всей цепи? (последовательном).
15. Какое соединение используем мы в своих домах при включении нескольких потребителей в одну розетку с помощью тройника? (параллельное).
16. Записать формулу для закона Ома. (I=U/R)
17. Ситуация при которой внешнее сопротивление цепи уменьшается почти до нуля Ом называется…( коротким замыканием).
18. Из формулы вопроса 16 выразите напряжение. ( U=I*R)
19. Как изменится величина электрического тока в цепи  при уменьшении сопротивления реостата в 2 раза? (увеличится в 2 раза).
20. Куда необходимо включить амперметр для определения силы тока в R3 к рисунку  вопроса 4.

3. Проверка диктанта (учащиеся меняются листами, учитель читает вопросы и правильные ответы.

Учащиеся выставляют напротив ответов своих товарищей + или – в зависимости от соответствия их ответа правильному.)

4.  Выставление отметок за диктант. ( Если ученик ответил на 60-75% вопросов, он получает «3», если ответил на 76-85% вопросов ему выставляется «4», если процент верных ответов составил 86-100%, получает «5». Если количество правильных ответов было меньше половины, учащемуся выставляется отметка «2»).

5. Повторение (формулы записываются в левой части доски).

-  Какая связь между количеством электричества и силой тока формула? п. 10 форм 10.1 стр. 29     (I=q/t)

-  Что является причиной электрического тока? стр. 23 (сила действующая со стороны электрического поля источника тока).

-  Что показывает напряжение на участке цепи? (работу по перемещению единичного заряда).

- Формула для определения напряжения на участке цепи п. 11 форм 11.1 стр.32 (U=A/q)

- Выразим из формулы А=U*q

- Выражение для определения механической мощности. ( P=A/t)

-  В каких единицах измеряются величины, входящие в формулы?

- Каким прибором определяется величина электрического тока?

- Каким прибором определяется величина напряжения на участке цепи?

- Каким прибором определяется время протекания процессов в физике?

- Формула закона Ома. ( I=U/R)

6. Объяснение нового материала

В источнике тока за счет энергии неэлектрического происхождения совер­шается работа по разделению электрических зарядов и создается электричес­кое поле. Энергетической характеристикой электрического поля в цепи являет­ся напряжение. В замкнутой цепи под действием электрического поля электро­ны движутся к положительному полюсу источника, т.к. в цепи поддерживается ток.

Таким образом, за счет энергии электрического поля совершается работа по перемещению электронов. Электроны движутся в проводнике, взаимодей­ствуя при этом с ионами кристаллической решетки металла и, тем самым, из­меняют скорость теплового движения ионов. При этом внутренняя энергия проводника увеличивается. Проводник нагревается.

Во всех случаях, когда происходит превращение одного вида энергии в дру­гой, совершается работа. Электрическое поле, увеличивая скорость теплового движения ионов проводника, совершает работу или, как условно говорят, элек­трический ток совершает работу.

О: Показываю опыт по работе электрического тока с трансформатором.

При замыкании цепи совершается работа по выбросу кольца, или работа по нагреванию кольца. При отсутствии тока в цепи такой аботы нет.

ВЫВОД: Энергия электрического тока переходит в различные виды энергии тепловую, световую, механическую, магнитную. При прохождении электрического тока через проводник совершается работа. Такая работа совершается в электробытовых приборах (холодильнике, утюге, фене, и т. д.).

Запишем вывод формул для работы и мощности электрического тока: вывод записывается в центре доски,  в ее верхней части.

А = qU (1)      q =It (2)   (2)à(1)   А = Ult (3)   P = A/t (4)

(3)à(4)   P = IU (5)

где А - работа [Дж];

I-сила тока [А];

(U-напряжение [В];

t-время [с];

Р— мощность [Вт].

А =Pt

Дома используя закон Ома получить из формул (3) и (5) новые формулы для определения работы и мощности тока.

Для измерения работы необходимо три прибора: вольтметр, амперметр и часы.

На практике используют специальный прибор - счетчик. В устройстве счетчика как бы сочетаются три названных выше прибора. При оплате электроэнергии по счетчику используется «крупная» единица измерения работы тока: киловатт в час.

1 кВт*ч=1000Вт*3600с = 3.600.000Дж!

IV. Кратковременная лабораторная работа «Измерение мощности и работы тока в электрической лампе»

Указания к работе:

1. Соберите цепь из источника питания, лампы, амперметра и ключа, соеди­нив все последовательно.

2. Измерьте вольтметром напряжение на лампе.

3. Начертите в тетради схему собранной цепи и запишите показания прибо­ров.

4. Вычислите мощность тока в лампе.

5. Заметьте время включения и выключения лампы. По времени ее горения и мощности определите работу тока в лампе.

6. Проверьте, совпадет ли полученное значение мощности с мощностью, обозначенной на лампе. Если значения не совпадут, объясните причину этого.

VI. Закрепление изученного

-  Какими приборами измеряют работу электрического тока?

-  Как рассчитать мощность тока?

-  Какую величину обычно указывают в паспортах приемников тока?

-  Какие единицы работы тока используют?

-Формула для определения мощности и работы электрического тока.

- Знать единицы измерения физических величин, входящих в формулы.

- Уметь из формул выражать необходимые физические величины.

Основное содержание: Работа тока. Мощность тока. Определения и формулы. Мощность некоторых источников и потребителей. Элек­трический счетчик. Стоимость электроэнергии. Единицы измерения.

Демонстрации: Таблица мощности некоторых электрических уст­ройств. Паспорт электрического прибора.

Вопросы: № 1391 -1393.

Задачи: № 1399,1401,1409,1429,1430,1433,1435-1438.

Проблемы:

1.     Что такое тариф, и каков он у вас?

2.     Сколько стоит посмотреть по вашему телевизору кинофильм?

3.     Приведите пример экономии электроэнергии. Проекты:

Предложите проект замены квартирных потребителей энергии более экономными.

1.      Сформулируйте гипотезу.

2.      Предложите ее доказательства (физические обоснования).

3.      Покажите ее плюсы и минусы.

4.     Оцените ее реальность и стоимость замены.

5.      Как быстро ваши затраты будут скомпенсированы за счет эко­номии? Сравните это время со сроком службы "энергосберегающих" приборов. Вывод сформулируйте и обоснуйте.

Домашнее задание:

А) § 18 + № 82;         Б) А + Ш 84;      В) Б + задание: Подготовить

рассказ о выполнении экспериментального задания §