Урок с использованием технологической карты учащегося по теме "Работа электрического тока".

Урок  усвоения новых знаний с использованием технологической карты учащегося.

«Работа электрического тока».

8  класс

Цель:  ввести понятие работа электрического тока.

развивающая: развитие интеллектуальных способностей учащихся, развитие умений применять знания в новой ситуации, объяснять наблюдаемые явления;

воспитательная: формирование навыков самостоятельной работы, формирование интереса к предмету.

I. Вводная беседа.

1. О каких физических величинах мы с вами говорили?

(сила тока, напряжение, сопротивление.)

2. Мы также познакомились и с основными законами, связанными с прохождением тока по проводникам. Какие это законы?

3. Из первоначального знакомства с электрической цепью вы узнали, что в электрической цепи есть два участка: внутренний и внешний. Где они находятся?

4. Что происходит на этих участках?

(на внутреннем участке электрической цепи происходит преобразование неэлектрической энергии (например, механической) в энергию электрического поля, а на внешнем участке цепи энергия электрического поля превращается в другие виды энергии.)

5. Чем обусловлено преобразование энергии в проводниках с током?

(необратимые преобразования энергии в проводнике с током обуславливаются взаимодействием электронов проводимости с узлами кристаллической решетки металла. В результате столкновения свободных электронов с положительными ионами, находящимися в узлах решетки, электроны передают ионам энергию. Эта энергия идет на нагревание проводника, т.е. энергия проводника меняется.)

Итак, при электрических явлениях могут происходить различные изменения и превращения одного вида энергии в другой. У меня на столе много приборов. Когда мы проходили действия электрического тока, мы знакомились с этими приборами.

6. На доске написаны взаимопревращения различных видов энергии. С помощью каких приборов можно наблюдать превращения энергии?

Опыты.     1. Электрофорная машина                      (механич. в электрич.)

2. Фотоэлемент                                            (световая в электрич.)

3. Термопара                                                (тепловая в электрич.)

4. Электромагнит                                        (электрич. в электромагнит)

5. Электрическая лампа                                    (электрич. во внутреннюю)

6. Молния                                              (электрич. в световую)

Во всех этих приборах происходит изменение энергии.

Если происходит превращение энергии, то совершается работа.

Е=А=-F S

Вот об этой работе в электрической цепи, мы с вами сегодня и будем говорить.

II. Тема сегодняшнего урока: Работа электрического тока.

Основная задача сегодняшнего урока: выяснить, что такое работа тока, как она определяется, от каких параметров она зависит, где на практике мы сталкиваемся с ней.

Вам выдана технологическая карта учащегося. Работаем по карте.

1. Что такое электрический ток?

2. Что необходимо, чтобы создать электрический ток в проводнике?

( надо создать в нем электрическое поле; под действием этого поля электроны, которые свободно перемещались в проводнике, придут в движение в направлении действующих на них электрических сил.).

3. Чем создается электрическое поле?

(оно создается и поддерживается источником тока.)

Значит, движение электронов вызывается действием силы электрического поля. Раз есть сила электрического поля, под действием которой электроны могут совершать перемещения, то это поле совершает работу, которая называется работой тока.

Итак, выяснили, что работа электрического тока в цепи есть работа сил электрического поля по перемещению зарядов в проводнике.

8. Как находится работа тока? Может быть, по формуле     А=F S ?

(силу найти не можем, тогда, как быть?) Наверное, работа находится по - другому.

III. Давайте попробуем это выяснить из опыта. Выясним экспериментально, от чего зависит значение работы тока? (схему на доске)

Опыт по схеме. Приборы: Источник тока, ключ, реостат, амперметр, лампочка, вольтметр.

Пусть сопротивление Я большое. Вы видите, что лампочка светится тускло. Напряжение и сила тока маленькие (записать на доске). Уменьшим сопротивление. Лампочка светится ярче. Сила тока и напряжение выросли.

Вопрос:  Когда будет выделаться больше энергии, когда лампочка горит тускло или ярко?

Вывод: Чем ярче горит лампочка, тем больше выделяется энергии, значит, совершается большая работа электрическим током. Этому соответствует большие значения силы тока и напряжения. Значит, работа зависит от силы тока и напряжения.

Вопрос:   В каком случае будет выделяться больше энергии: когда лампочка долго горит или недолго.

 Вопрос:   От какой величины еще зависит работа тока?

Вывод: Работа тока прямо пропорционально зависит от напряжения, силы тока, времени.

Мы с вами опытным путем выяснили, от чего зависит работа тока, теперь давайте получим формулу аналитическим путем.

IV. Выведем эту зависимость математически.

А=U I t

Это наша гипотеза. Как доказать, что это верно?

q= I t            A= U q

Чтобы определить работу тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд, прошедший по нему:

4. Какую формулу напоминает вам это выражение?   U=А/q получили ту же формулу. Значит, гипотеза была верна.

Определение: Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.

5. Какие производные формулы можно получить из формулы

 А= U I t                        U=А/I t                 I=А/U t                t=A/U I

V. Выведем единицы измерения работы тока.

1Дж= 1В 1А 1с                     1Дж=1Н 1 м..

1Н 1 = 1В 1А 1с.

VI. Фронтальная экспериментальная работа.

Работу тока мы вычислять научились.

- Как вы думаете, какими приборами ее можно измерить?

(амперметр, вольтметр, часы.)

- Как они включаются в цепь?

(амперметр   -   последовательно,   вольтметр   -   параллельно;

соблюдать полярность.)

Все эти приборы есть у вас на столах

(амперметры, вольтметры, источники питания, ключи, лампочки.)

Записать формулу и рассчитать работу тока, работу не оформлять, по формуле произвести расчеты.

-  Чему равна сила тока? Чему равно напряжение?

1 ряд рассчитывает работу, совершенную за 20с;

2 ряд - за 30с;

3 ряд - за 40с.

Проверка работы. Посчитали работу тока за разное время экспериментально.

VI. А теперь задача посложнее:

- допустим, что какого-то прибора у вас нет, зато у вас известно сопротивление. Как решать эту задачу?

Используя закон Ома можно получить другие формулы для расчета работы электрического тока.

U= I R          A= U² t/R   - при параллельном.

A = I² R t     при последовательном.

- Когда какую формулу можно применить?

ИТОГ. Мы научились рассчитывать работу электрического тока, выяснили, от каких параметров она зависит, нашли, как она зависит от сопротивления цепи.

VII. Сейчас я хочу вам дать небольшое практическое задание.

-  Если у вас вообще нет никаких приборов, как вы сможете посчитать работу тока?

- У вас на столах лежат лампочки от карманного фонаря. Как можно вычислить работу, которую совершает ток в электрической лампе за 10 мин., не пользуясь приборами?

(значение силы тока и напряжения можно посмотреть на цоколе.)

VIII. Этими формулами можно воспользоваться для решения задач.

Решение задач:    

 Задача 1.

Электрическая плитка при силе тока 5А за 30 мин. потребляет 1080 кДж энергии. Рассчитать сопротивление плитки.

Задача 2.   Какую работу совершает электродвигатель за 2 часа, если сила тока в цепи 4,5А, напряжение на клеммах220В? КПД двигателя 85%.

IX. Итог урока.

1. С какой физической величиной познакомились?

2. От чего зависит работа тока?

3. В каких единицах она измеряется?

4. Какими приборами она измеряется?

5.Что бы было, если бы не были открыты законы электричества, способности тока совершать работу?

X.    Домашнее задание:             Задачи №1394, 1397-Л.

экспериментальная задача:

используя паспортные данные батарейки, лампочки, определите работу электрического тока, совершаемую в течение получаса.