Методическая разработка урока в 10 классе на тему "Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца"

Урок в 10 классе

Учитель физики МБОУ гимназии№1

Дмитриева Зинаида Андреевна

Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца.

Цель урока: познакомить учащихся с такими понятиями как работа и мощность электрического тока.

Этапы урока:

          I.          Организационный этап.

       II.          Проверка домашнего задания.

    III.          Объяснение нового материала:

Каждый из вас видел у себя электрические счётчики. И, конечно, вы знаете, что там есть цифры, они постепенно «набегают», т.е. увеличиваются. В конце месяца ваши родители переписывают эти цифры, делают какие-то расчёты и идут оплачивать.

Как вы думаете, за что же они платят? (за работу электрического тока)

Любая работа оплачивается, в том числе и работа эл.тока. Ток совершает работу! Работу по освещению наших квартир, обеспечивает работу эл.приборов.

! ЗАПИСЬ ТЕМЫ

Какие действия эл.тока вы знаете? (тепловое, химическое, магнитное).

Итак, тепловое. Прохождение эл.тока по проводнику всегда сопровождается нагреванием проводника. Почему происходит нагревание? Нагревание происходит потому, что разогнавшиеся под действием эл.поля электроны при столкновении с колеблющимися кристаллической решётки проводника передают им свою кинетическую энергию. Так, энергия эл.поля переходит во внутреннюю энергию проводника.

Выясним, как вычисляется работа тока в эл.цепи. Полную работу тока на участке цепи, который является потребителем, можно найти по формуле:

                                                       где U – напряжение на участке цепи.

                                                  q – заряд перенесённый через поперечное сечение              проводника за время прохождения тока t.

1.      Так как , то q=It

 А=UIt – работа эл.тока.  в СИ: [А]=[ВАС]=[Дж]

Поскольку напряжение и ток на участке цепи можно измерить вольтметром и амперметром, то эта формула удобна на практике для вычисления полной работы тока.

2.      Когда вся эл.энергия превращается во внутреннюю энергию проводника справедлива формула закона Ома для участка цепи:

I= ,  U=IR   А=UIt=              при вычислении работы тока на участке цепи без ЭДС   

                      А=                  можно пользоваться любой из этих формул          

3.      Рассмотрим участок цепи с ЭДС

           

                                     А=εIt

Мощность эл.тока.

Вспомним, что называют мощностью? (Мощностью называют величину, характеризующую скорость выполнения работы)

Мощностью тока на участке цепи измеряют работой тока в единицу времени

      в СИ: [Р]=[]=[Вт]

А=UIt А=   А=      А=εIt

При расчётах следует помнить, что мощность тока во всей внешней цепи при любом соединении равна сумме мощностей на отдельных участках цепи. Прибор для измерения работы тока называется электрическим счётчиком, а стоимость единицы работы тока – тарифом. Например, какой тариф сейчас у нас?

Закон Джоуля – Ленца.

Итак, мы говорили, что у эл.тока есть тепловое действие. Тепловое действие тока на опытах было изучено английским учёным Джоулем и русским физиком Ленцем.

Закон Джоуля-Ленца определяет количество теплоты, выделяемое потребителями при прохождении эл.тока. Количество теплоты выделяемое током в проводнике равно работе эл.тока: Q=А

Закон Джоуля-Ленца: количество тепла, выделяемое током прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени его прохождения

               Q=А=                         Q=А=UIt               Q=А=    

При последовательном соединении проводников с сопротивлениями R1 и R2 Q1=         Q2=

При параллельном соединении проводников без ЭДС с сопротивлениями  R1 и R2 Q=          Q=

При последовательном соединении большее количество теплоты выделяется в проводнике с большим сопротивлением, а при параллельном соединении – с меньшим.