План урока по физике на тему: "Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца"

План урока №

Преподаватель: Махов Н. Н.                                              Дата:­­­­­­____________

Предмет: Физика

Профессия:

·       35.02.09 «Ихтиология и рыбоводство»

Тема урока: Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца.

Формируемые компетенции: ОК 1, ОК 2, ОК 3, ОК 4.

Цель урока: формирование  понятий работы и мощности электрического тока, выявление закона Джоуля – Ленца; показать студентам практическое значение данных понятий.

Задачи:

1.     Образовательные: Содействовать в понимании практической значимости данной темы.

2.     Развивающие: научиться применять полученные знания при решении задач и объяснять принцип работы электронагревательных приборов.

3.     Воспитательные: умение слушать, оценивать, доносить и систематизировать информацию, выделять главное, умения говорить ясно, четко, кратко; правильно использовать электронагревательные приборы (осознанное соблюдение правил техники безопасности)

Тип урока: Комбинированный

Методы обучения: кластер, мини-лекция с элементами беседы, работа с текстом учебника и раздаточным материалом, «Да-нетка»

Оборудование и средства обучения: Компьютер, экран, проектор, учебник, раздаточный материал.

 Ход урока:

1.     Организационный момент:

a)    Проверка явки учащихся

b)   Готовность обучающихся к уроку

2.     Актуализация опорных знаний:

Перед изучением новой темы, мы с вами вспомним то, что изучали на предыдущих уроках. Для этого необходимо заполнить кластер (поясняю). 

Заполнение кластера (приложение 1).

При заполнении кластера мы с вами вспомнили, что такое сила тока и напряжение, из этих определений можно определить работу и мощность тока.

3.     Сообщение темы: Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца.

Вы изучали данную тему в школьном курсе? Тогда скажите какова цель нашего урока (предлагают варианты)

(Наша цель повторить и обобщить знания о работе и мощности электрического тока и законе Джоуля – Ленца). На доске

4.     Мотивация нового материала: 

С электрическим током мы сталкиваемся ежедневно, мы не можем представить себе современную жизнь без электрического тока. Мы пользуемся различными электроприборами в быту: чайник, утюг, пылесос и многое другое. А также в любом производстве невозможно обойтись без электротока, в том числе и в вашей будущей профессии: разнообразные датчики, счетчики, нагреватели. Все электрические приборы характеризуются разной быстротой выполнения работы, т.е мощностью. Многие приборы специально предназначены для нагревания чего-то (утюг, чайник, фен), но на самом деле при работе абсолютно все электроприборы нагреваются и отдают тепло окружающим телам.

5.     Изучение нового материала: (приложение презентация)

Изучение темы мы начнем с работы тока

При упорядоченном движении в проводнике электрическое поле совершает работу. Её принято называть работой тока.

Пусть за время Δt через поперечное сечение проводника проходит заряд Δq. Электрическое поле совершает при этом работу  A= ΔqU , так как сила тока I=Δq/Δt , то эта работа равна: A=IUΔt.

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжение и времени, в течении которого шел ток.

Если в формуле (4) выразить напряжение через силу тока с помощью закона Ома (т.е. U=IR), то получим:

 

или силу тока через напряжение (т.е. I=U/R)

 

Опыты показывают, что  в неподвижных проводниках вся работа идёт на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдаёт полученную энергию окружающим телам (путём теплопередачи). Значит, количество теплоты, выделяемое  проводником, равно работе тока. Пусть Q – количество теплоты. Тогда Q = A,

Самостоятельная работа (приложение 3)

1. Прочтите  § (Фирсов А.В.)

2. Как формулируется и записывается закон  Джоуля – Ленца?

3. Отработайте понятие мощности тока.

Запишите определение, формулу, ед. измерения.

4. Решение задач.

(1-3 на «3», 1-4 на «4 и 5»,

Задача 1. Какое количество теплоты выделится за 30 минут проволочной спиралью сопротивлением 50 Ом при силе тока 2А ?

Дано:                                      Решение:

t = 30 мин                              Q = I²Rt

R = 50 Ом                              t = 30·60 c=1800 c

I = 2А                                    Q = 2²·50·1800=360000 Дж= 360кДж

Q = ?                                     Ответ: Q = 360кДж

Задача 2

Электроплитка рассчитана на напряжение 220 В и силу тока 3 А. Определите мощность тока в плитке.

Дано:                                  Решение:                                                           

U=220 B                             P = U I

I= 3 A   

Найти: Р                             P= 220 B×3 A = 660 Вт

                 Ответ: Р = 660 Вт

Дополнительные задания: (приложение 4)

Задача 1

Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за 30 мин, если сила тока в цепи 0,5 А, а напряжение на клеммах двигателя 12 В?

Дано:             СИ                      Решение:        

t= 30 мин     1800 с                А= I U t     

I= 0,5 A                                   A= 0,5 A×12 B×1800 c = 10800 Дж

U=12 B

Найти:    A    

                               Ответ: А= 10800 Дж 

Задача №2

Электрический паяльник рассчитан на напряжение 12 В силу тока 5 А. Какое количество теплоты выделится в паяльнике за 30 мин работы?

Дано:                 СИ:                 Формулы:      Решение:

U =  12 В                                  A = UIt           Q = 12 В * 5А * 1800с = 108000 Дж

I = 5А                                        Q = A 

T = 30 мин        1800 c             Q = UIt 

Найти: Q 

                                    Ответ: Q = 108 кДж.

Задача №3

Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление нити накала лампы 484 Ом.

Дано                                                    Решение

               

Количество теплоты, выделяемое в проводнике равно произведению квадрата силы ток , сопротивлению и времени.

Q =U I t. Зная, что  U = I R  , Q =I R I t = I²R t.

Это и есть закон Джоуля - Ленца.

Кроме работы тока надо уметь вычислять мощность тока Р ,т.е. работу, совершаемую  в единицу времени.

                          P=A/t = I U, P=I² R, P=U²/ R

Мощность измеряется в ваттах (Вт).

В быту работу тока измеряют с помощью специального прибора – электрическим счетчиком электроэнергии. В его устройстве как бы сочетается три прибора, которые необходимы для измерения работы вольтметр, амперметр и часы.

1кВт*ч=3 600 000 Дж.

6.     Закрепление и обобщение изученного материала:

Да-нетка (приложение 5)

7.     Подведение итогов: Возвращаемся к цели.

Назовите формулы работы эл. тока, мощности эл. тока, закон Джоуля-Ленца.

Удалось ли повторить знания о работе и мощности эл. тока, законе Джоуля – Ленца.

8.     Домашнее задание:

Выучить конспект, решить задачу.

По желанию подготовить сообщения:  «Жизнь и творчество Джоуля», «Жизнь и творчество Ленца».