"Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля - Ленца".

Предмет: Физика.

Класс: 8

Учитель: Елакова Галина Владимировна.

Место работы: МБОУ «СОШ №7» г. Канаш Чувашской Республики                   

                                 Тематический тест.

«Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля - Ленца».

        Проверка и оценка знаний – обязательное условие результативности учебного процесса. В соответствии общими целями обучения и развития учащихся, требованиями ФГОС по физике к уровню подготовки выпускников школы проверяется не только овладение определенной системой физических понятий и законов, но и освоение экспериментальных методов познания окружающего мира.

        Тестовый тематический контроль может проводиться устно или письменно, фронтально или по группам с разным уровнем подготовки. Такая проверка экономна по времени, обеспечивает индивидуальный подход.

        Данный тест позволяет быстро и объективно оценить уровень подготовки учащихся, выявить типичные ошибки и определить пробелы в знаниях. Тест содержит 10 вопросов, на каждый вопрос предлагается несколько ответов, из которых учащимся нужно выбрать один правильный. Учитывая неоднородность класса и индивидуальные способности обучающихся, учитель может предложить некоторые задачи выборочно.  В течение учебного года ученик может переходить с одного уровня сложности на другой, более высокий. В первой части (№1 - 5, средний уровень) представлены тесты, по содержанию вопросов и уровню их сложности соответствующие обязательным требованиям школьной программы по физике. Во второй части приведены более сложные задания (№6 - 8, достаточный уровень), а в третьей части даны тесты повышенного уровня. Содержание и уровень сложности вопросов в этих тестах выходят за пределы обязательных требований школьной программы, но соответствуют программе для школ с углубленным изучением физики. Средний уровень предназначен для средне успевающих учащихся, достаточный уровень предназначен для хорошо успевающих учеников, а высокий уровень – для подготовки учащихся к олимпиадам. Тест рассчитан на выполнение в течение 15 - 20 минут. Оценка знаний учащихся по итогам выполнения теста может производиться по шкале:

  - оценка «5» ставится, если  число правильных ответов составляет от 8 - 10;

     оценка «4» - от  6 - 7 заданий;

     оценка «3» - от  4- 5 заданий.

Задания 9 - 10 рассчитаны для сильных учеников и  для подготовки к олимпиадам по физике.

                                       Вариант I:

1. Объясните, почему лампу, рассчитанную на 127 В, не следует включать в сеть с напряжением 220 В?

А. Лампа не только получает энергию, но и теряет ее время путем теплопроводности, конвекции и лучеиспускания;

Б. Возникает короткое замыкание;

В. Волосок лампы нагревается настолько, что перегорает;

2. Как изменилось количество теплоты, выделяемое электрической плиткой в единицу времени, если спираль плитки перегорела и поэтому была несколько укорочена?

А. Увеличилось в соответствии с формулой P = IU;

Б. Уменьшилось в соответствии с формулой Q = U²t/R;

В. Увеличилось в соответствии с формулой Q = U²t/R;

3. Через электрическую цепь с напряжением 220 В прошел заряд 2500 Кл. Найдите работу электрического тока в цепи.

А. 550 Дж;

Б. 550 кДж;

В. 550 МДж;

4. Электрическая духовка подключена к цепи с напряжением 220 в, сила тока равна 10 А. Сколько энергии расходует электродуховка за 5 ч?

А. 39,6 МДж;

Б. 39,6 Дж;

В.39,6 кДж;

5. Какую мощность потребляет электролобзик сопротивлением 240 Ом при напряжении 120 В?

А. 0,6 кВт;

Б. 60 Вт;

В. 240 Вт;

6. Сколько теплоты выделится за 40 мин в медных проводниках с поперечным сечением 1,5 мм² и длиной 3м, подводящих электрический ток к плитке, если сила тока в спирали 5 А?

А. 204 Дж;

Б. 2,04 кДж

В. 2,04 МДж;

7. Определить  КПД электронагревателя мощностью 660 Вт, если на нем нагрели 2 кг воды от 20 до 100°C за 35 мин. (с = 4200 Дж/ кг°C).

А. 75%;

Б. 48,5%;

В. 84%;

8. Можно ли включить в сеть  напряжением 220 В последовательно две лампы одинаковой мощности, рассчитанные на напряжение 110 В? Ответ обоснуйте.

А. Да, можно, так как напряжение распределится поровну и лампы будут гореть в нормальном режиме;

Б. Нет, так как лампа большей мощности имеет меньшее сопротивление и на ней напряжение будет меньше 110В.

9. Две электрические плитки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой плитки 60 Ом, второй  - 24 Ом. Какая из плиток потребляет большую мощность и во сколько раз?

А. Электроплитка с большим сопротивлением потребляет в 2,5 раза большую мощность.

Б. Электроплитка с меньшим сопротивлением потребляет в 5 раза большую мощность.

В.Электроплитка с меньшим сопротивлением потребляет в 2,5 раза большую мощность.

10. Электрочайник имеет в нагревателе две секции. При подключении первой секции вода в чайнике закипает за время t1 = 10 мин,  а при включении второй секции – за время

t2 = 40 мин. Через какое время t закипит вода, если обе секции включить последовательно?

А. 50 мин;

Б. 8 мин;

В. 58 мин;

                                          Вариант II:

1. Как изменится количество теплоты, выделяемое проводником с током, если силу тока в проводнике увеличить в 2 раза?

А.Увеличится в 4 раза;

Б. Уменьшится в  2 раза;

В. Увеличится в 2 раза;

2. Почему, несмотря на непрерывное выделение энергии в электрической печи или утюге, обмотка последних не перегорает?

А. Любой нагревательный  прибор не только получает энергию, но и теряет ее все время путем теплопроводности, конвекции и лучеиспускания;

Б. Любой нагревательный  прибор не только получает энергию, но и теряет ее все время путем теплопроводности;

В. Любой нагревательный  прибор не только получает энергию, но и теряет ее все время путем лучеиспускания;

3. При напряжении 220 В сила тока в двигателе тепловентилятора равна 0,1 А. Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе в течение 30 с?

А. 660 кДж;

Б. 6,6 МДж;

В.660 Дж;

4. Работа тока в приборе за 15 мин равна 40500 Дж, напряжение на ее концах 15 В. Какой силы ток был пропущен через прибор?

А. 5А;

Б. 3 А;

В. 1 А;

5. Реостат потребляет мощность 60 Вт при напряжении на зажимах 90 В. Каково сопротивление реостата?

А. 0,66 Ом;

Б. 540 Ом;

В.135 Ом;

6. Два резистора с сопротивлением R1 = 20 Ом и R2 = 40 Ом подключают к источнику постоянного напряжения U = 60 В: а) последовательно; б) параллельно. Какова мощность тока в каждом из резисторов?

А. а) Р1 = 40 Вт, Р2 = 20 Вт; б) ) Р1 = 180 Вт, Р2 = 180 Вт;

Б. Р1 = 20 Вт, Р2 = 40 Вт; б) ) Р1 = 180 Вт, Р2 = 90 Вт;

В.  Р1 = 20 Вт, Р2 = 40 Вт; б) ) Р1 = 90 Вт, Р2 =180 Вт;

7. Рассчитайте тепловую отдачу (в %) кипятильника, если известно, что при силе тока 5 А и напряжении 100 В в нем можно в течение 8 мин вскипятить воду массой 0,6 кг с начальной температурой 12°C.

А. 78%;

Б. 29%;

В. 92%;

8. Можно ли включить в сеть  напряжением 220 В последовательно две лампы разной мощности, рассчитанные на напряжение 110 В? Ответ обоснуйте.

А. Можно, так как напряжение распределится поровну и лампы будут гореть в нормальном режиме;

Б. Нельзя, так как лампа большей мощности имеет меньшее сопротивление и на ней напряжение будет меньше 110 В.  На лампе меньшей мощности напряжение превысит

110 В, и она может перегореть.

9. Электроплитку мощностью 360 Вт и электроплитку мощностью 500 Вт включили в сеть, соединив их последовательно. В какой из плиток выделится большее количество теплоты? Ответ обоснуйте.

А. В электроплитке мощностью 500 Вт;

Б. В электроплитке мощностью 360 Вт;

10. Электрочайник имеет в нагревателе две секции. При подключении первой секции вода в чайнике закипает за время t1 = 10 мин,  а при включении второй секции – за время

t2 = 40 мин. Через какое время t закипит вода, если обе секции включить параллельно?

А. 50 мин;

Б. 8 мин;

В. 58 мин;

Ответы:

Вариант I: 1 – В; 2 – В; 3 – Б; 4 – А; 5 – Б; 6 – Б; 7- Б; 8 – А; 9 – В; 10 – А.

Вариант II: 1 – А; 2 – А; 3 – В;4 – Б; 5 – В; 6 – Б; 7 – В; 8 – Б; 9 – Б; 10 – Б.

Приложение:

Вариант I:

Решение задачи №7: КПД = cm( t2 – t1)/ Pt =  4200 • 2• (100 - 20) / 660 • 2100 = 0,485 = 48,5%;

Решение задачи №9: Пусть напряжение в сети U, а P1; R1  и P2; R2  - мощность и сопротивление первой и второй плиток соответственно. Но P1 = U² /R1 ; P2 = U² /R2 ; поэтому P1/ P2 = = U² R2 / U² R1 = R2 / R1 = 60624 = 2,5.  Это означает, что мощности, потребляемые плитками при параллельном включении их, обратно пропорциональны сопротивлениям плиток.

Решение задачи №10: Сопротивление каждой секции по отдельности не будет меняться при соединении последовательно или параллельно, а сила тока изменяться будет, так как ее величина зависит от общего сопротивления последовательно или параллельно соединенных секций. Количество теплоты, которое выделится в первой секции за время t:

 Q = U²t1 /R1 – количество теплоты для первой секции, для второй секции - Q = U²t2 /R2 ; отсюда определим сопротивление секций R1  и R2; R1 = U²t1 /Q   (1) и  R2 =  U²t2 / Q  (2); так как секции соединены последовательно, то R  = R1 + R2 ; чтобы чайник закипел нужно

 Q = U²t /Rобщ  = U²t / R1 + R2  (3);   если подставить в (3) выражения (1) и (2) получаем

Q = U²Qt/U²(t1 + t2) ; 1 = t/ t1 + t2  или t = t1 + t2  = 10 мин + 40 мин = 50 мин.

Вариант II:

Решение задачи №7: КПД = cm( t2 – t1)/ IUt = 92%;

Решение задачи №9: При последовательном соединении сила тока в электроплитках одинакова. Но электроплитка мощностью 360 Вт обладает большим сопротивлением, чем плитка мощностью 500 Вт. Поэтому на основании формулы Q = IUt  = I²Rt получается, что большее количество теплоты будет выделяться той плиткой, сопротивление которой больше.

Решение задачи №10: Сопротивление каждой секции по отдельности не будет меняться при соединении последовательно или параллельно, а сила тока изменяться будет, так как ее величина зависит от общего сопротивления последовательно или параллельно соединенных секций. Количество теплоты, которое выделится в первой секции за время t:

 Q = U²t1 /R1 – количество теплоты для первой секции, для второй секции - Q = U²t2 /R2 ; отсюда определим сопротивление секций R1  и R2; R1 = U²t1 /Q   (1) и  R2 =  U²t2 / Q  (2);

так как секции соединены параллельно, то  Rобщ  = R1 R2 / R1 + R2 ;

Q = U²t ( R1 + R2 ) / R1 R2   (3); подставим в (3) выражения (1) и (2) : t =  t1t2 / t1 + t2   ;

t = 10 • 40 / 10 + 40 = 8 мин.

                      Список использованной литературы:

1. Гендешптейн Л.Э., Кирик Л.А.. Гельфгат И.М.; «Задачи по физике с примерами решений. 7 – 9 классы. Под редакцией В. А. Орлова. _ М.: «Илекса», 2005. 

2. Тульчинский М. Е. «Качественные задачи по физике в 6-7 классах»; пособие для учителей. М., «Просвещение», 1976 .

3. Кирик Л.А., Физика – 8. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы. – М.:Илекса,2003.

4. Низамов И.М., «Задачи  по физике с техническим содержанием: Пособие для учащихся: Пособие для учащихся/ Под редакцией А.В. Перышкина. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1980.

5. Лукашик В.И., «Физическая олимпиада в 6 -7 классах средней школы: Пособие для учащихся. – 2-е издание., перераб. И доп. – М.: Просвещение. 1987.

6. Перышкин А.В.: Сборник задач по физике: 7 – 9 кл.: к учебникам А.В.Перышкина и др. «Физика. 7 класс», «Физика. 8 класс», «Физика. 9 класс». ФГОС (к новому учебнику) / А. В. Перышкин; сост. Г.А.Лонцова. – 16-е изд.. перераб. и доп. – М.: Издательство «Экзамен», 2016.

7. Марон А.Е., Физика. 8 класс: учебно-методическое пособие, М.: Дрофа, 2008.

8. Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А., «1001 задача по физике с ответами указаниями, решениями», «ИЛЕКСА», «Гимназия», Москва –Харьков, 1997.