Открытый урок по физике на тему "Работа и мощность электрического тока" (1 курс)

Тема урока: Работа и мощность электрического тока

Цель: обобщить и повторить материал по теме «Законы постоянного тока», научить учащихся объяснять понятия работы и мощности тока, выявить закон Джоуля-Ленца исходя из классической электронной теории, применять на практике теоретические знания.

Задачи:

·                     Образовательные: введение понятий работы и мощности электрического тока; выведение закона Джоуля-Ленца; совершенствование навыков решения задач; повторить основные физические понятия по данной теме.

·                     Развивающие: развитие устной и письменной речи, логического мышления; совершенствование практических навыков при решении задач; умения выделять главное в изучаемом материале.

·                     Воспитательные: формировать коммуникативные умения в ходе коллективной работы; стремление к цели; активизировать познавательную деятельность через содержание и степень сложности задач.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ресурсы урока: учебники и учебные пособия разных авторов, компьютер, мультимедийный проектор, экран.

Методы и методические приемы: самостоятельная работа с текстом, индивидуальная работа, работа в группах, заполнение таблицы, выполнение тестовых заданий, работа в парах; сообщения учащихся, рассказ с элементами беседы.

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

1. Вступительное слово учителя

·                     Какой раздел физики мы с вами изучаем? (Электродинамика)

·                     Какие вопросы мы рассматривали на последних уроках? (Электрический ток, Сила тока, Условия необходимые для существования электрического тока, закон Ома, Сопротивление, Соединения проводников)

На сегодняшнем уроке мы с вами продолжим изучение главы «Законы постоянного тока».  Но сначала давайте немного повторим основные понятия, формулы и определения.

2. Актуализация знаний

А) Фронтальный опрос по вопросам:

1. Что называют электрическим током? (Электрическим током называют упорядоченное, направленное движение заряженных частиц.)
2. Основные действия электрического тока? Приведите примеры/ (Тепловое, магнитное, химическое, механическое, физиологическое.)
3. Условия существования электрического тока? (1. Наличие свободных зарядов. 2. Наличие электрического поля.)
4. От чего зависит электрическое сопротивление проводника? (1. От длины проводника. 2. От площади поперечного сечения проводника. 3. От рода материала.)

5. При каком соединении все проводники находятся под одним и тем же напряжением? (Проводники находятся при одинаковом напряжении при параллельном соединении: U₁= U₂ = U.)

6. Прибор для измерения напряжения? (Напряжение измеряют с помощью вольтметра, который включают в цепь параллельно тому участку, напряжение на котором нужно измерить.)

7. Сформулируйте закон Ома для участка цепи: (– сила тока I прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

8. Прибор для измерения силы тока? (Силу тока измеряют с помощью амперметра, который включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.)

Молодцы, вспомнили материал прошлого урока, а сейчас давайте выполним задания на карточках с последующей самопроверкой. У вас на столах лежат листочки с заданиями, подпишите на них Ф.И. и приступайте к их выполнению, через 5 минут мы начнем проверку.

Б) Самостоятельная работа с последующей самопроверкой (Приложение 1)

Ответы:

 Вариант 1.   1.  Б,  2.  В,  3.  В,  4.  Б,  5.  А. 6.  В.
Вариант 2.    1.  В,  2.  В,  3.  Б,  4.  А,  5.  В,  6. Б.

II. Организация познавательной деятельности

–  А сейчас прослушайте стихотворение и постарайтесь ответить о чем идет речь:

Спираль нагрелась докрасна,
Хоть и горела недолго она.
Руку подставив, тепло ощущает,
Спросишь: «Какое количество тепла спираль выделяет?»
Найти тебе ответ труда не составляет,
Из какого он закона вытекает?

(Закон Джоуля-Ленца)

– Молодцы, догадались, о чем мы с вами сегодня будем весть речь. 
– Какие понятия нужно ввести, чтобы перейти к изучению этого закона? (Понятие работы и мощности)

Итак, открываем тетради, записываем число и тему нашего сегодняшнего урока: «Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля– Ленца»
Какие вопросы мы должны рассмотреть на уроке? (Ответы детей)
Вы абсолютно правы. Посмотрите на экран, перед вами вопросы на которые мы должны ответить в течение урока:

Работа с учебником

Вопросы:

1. Что совершает электрическое поле способное перемещать заряженную частицу вдоль силовой линии? (Работа)

2. Как обозначается работа? Обозначается: А

3. Как вывести формулу для работы тока?

4. На основе формулы, сформулируйте определение работы тока.

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого совершалась работа.

5. Почему электрический ток нагревает проводник?

Электрическое поле действует с силой на свободные электроны, которые начинают двигаться упорядоченно, одновременно участвуя в хаотическом движении, ускоряясь в промежутках между столкновениями с ионами кристаллической решетки. Приобретаемая электронами под действием электрического поля энергия направленного движения тратится на нагревание проводника, т.к. последующие столкновения ионов с другими электронами увеличивают амплитуду их колебаний и соответственно температуру всего проводника.
В неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам (путем теплопередачи). Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока.

6. Как с помощью закона Ома выразить напряжение через силу тока и силу тока через напряжение?

Какой формулой удобнее пользоваться при последовательном соединении, а какой при параллельном? Почему?

  –  при последовательном соединении проводников, т.к. сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках.
 –  при параллельном соединении проводников, т.к. напряжение на всех проводниках одинаково.

7. На основании чего можно вывести закон Джоуля-Ленца?

Если обозначить количество теплоты буквой Q. Тогда Q = A, или . Тогда, пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим: Q = 

Каков физический смысл закона?

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

К нашему уроку девочки подготовили сообщения об ученых внесших вклад в открытие закона.

Доклады учащихся (см. Презентацию, слайд 19)

·                     «Жизнь и деятельность Ленца» (Челышева Наталья)

·                     «Жизнь и деятельность Джоуля» (Алехина Евгения)

Перейдем к рассмотрению вопроса о Мощности тока

Итак, любой электроприбор рассчитан на потреблении определенной энергии в единицу времени, т.е. на определенную мощность.
– Обозначается и измеряется: [Р] = [Вт].
–  Находится по формуле: 
Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока.
Так же формулу для мощности можно переписать в нескольких эквивалентных формах:

Мощность электроприборов указывается в их паспортах.

4. Первичное закрепление

1. Итак, на основании материала уроков, заполните недостающие данные в таблице (Приложение 2):

Проверим правильность заполнения. (Один учащийся озвучивает)
2. Вашему вниманию предлагается кроссворд. Давайте разгадаем его. (Приложение 3)

3. Перейдем к решению задач.

·                     Найти время, в течение которого по проводнику шел постоянный ток, если для переноса заряда в 10 Кл через проводник с сопротивлением 1 Ом потребовалось совершить работу 10 Дж. (10 с)

·                     Два проводника сопротивлением 10 Ом и 14 Ом соединены параллельно и подключены к источнику тока. За некоторое время в первом проводнике выделилось 840 Дж теплоты. Какое количество теплоты выделилось за то же время во втором проводнике. (600 Дж)

Какие есть вопросы по решению задач?

5. Домашние задание

6. Рефлексия

Вот и подходит наш урок к концу, закончите, пожалуйста, следующие предложения:

·                     Сегодня я узнал…

·                     Теперь я умею…

·                     Я хотел бы…

·                     Наибольшее затруднение вызвало…

·                     Своей работой на уроке я … (доволен/ не доволен)

– Спасибо за активную работу на уроке, я думаю, все вы хорошо усвоили сегодняшний материал. Сдайте свои тестовые работы. Оценки за них я объявлю на следующем уроке.