Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца, 8 класс
Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца, 8 класс
Цели урока:
Образовательные:
1) узнать причину нагревания проводников при прохождении по ним электрического тока;
2) познакомиться с законом Джоуля – Ленца;
3) научиться решать задачи с использованием закона Джоуля – Ленца.
Развивающие: развитие коммуникативной и информационной компетентностей учащихся посредством работы с технологической картой учащихся, с учебником, друг с другом в паре, а также в ходе эвристической беседы.
Воспитательные: воспитание чувства товарищества, взаимопомощи.
Оборудование: технологические карты учащихся, настольная лампа.
Тип урока: изучение нового материала.
Ход урока
Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность учеников |
1. Организационный момент (2 мин) | Какие действия электрического тока вы знаете? | Тепловое, магнитное и химическое |
Включает настольную лампу. Вопрос учащимся: – Какое действие тока проявляется при свечении лампы? |
Тепловое. Так как при протекании электрического тока спираль лампы нагревается так, что начинает светиться. | |
Мы много говорили о тепловом действии тока, но теперь вы обладаете всеми знаниями, чтобы объяснить его. Сегодня на уроке мы ответим с вами на вопросы: почему нагревается спираль лампы и вообще проводники, от чего зависит количество теплоты, выделяемое в проводнике, и почему подводящие провода не нагреваются. Эти вопросы записаны в технологической карте учащегося (УЭ-1) – это цели нашего сегодняшнего урока. А тема урока звучит так: «Нагревание проводников электрическим током» |
Записывают дату, тему урока. | |
2. Актуализация знаний. (6 мин) | Прежде, чем мы начнем отвечать на поставленные вопросы, вспомним необходимые опорные знания. Ответьте устно на вопросы, указанные в Учебном Элементе № 2. Обсудите в паре ответы. Время для работы 3 минуты. |
Работают в паре (отвечают друг другу) по технологической карте учащегося (УЭ-2). По окончанию времени фронтально отвечают |
3. Изучение нового материала (13 мин) |
Беседа с классом А теперь попробуем ответить на первый вопрос: почему при протекании тока в проводнике этот проводник нагревается. |
Предполагаемый ответ Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. В металлических проводниках – это электроны. Они движутся и взаимодействуют с ионами кристаллической решетки. Свободные электроны в проводнике, разгоняемые электрическим полем, соударяются с ионами, расположенными в узлах кристаллической решетки, и передают им часть своей энергии. В результате увеличивается внутренняя энергия проводника и его температура растет. |
Однако температура проводника растет не бесконечно. Почему? | Проводник передает полученную энергию окружающим телам. | |
Как называется энергия, переданная от одного тела к другому? | Количество теплоты. | |
Давайте подумаем, от чего зависит энергия, выделяемая проводником. записывает предположения учеников на доске. |
предлагают варианты: сила тока (чем больше сила тока, тем больше частиц протекает через поперечное сечение проводника) | |
Можно задать наводящий вопрос: «По спирали лампы и подводящим проводам протекает одинаковый ток, так как они соединены последовательно. Почему же спираль лампы нагревается так, что светится, а подводящие провода почти не нагреваются?» |
сопротивление проводника (чем больше сопротивление, тем сильнее частицы взаимодействуют с ионами кристаллической решетки), время протекания тока (чем дольше протекает ток в проводнике, тем больше энергии выделится). |
|
С другой стороны: за счет чего растет внутренняя энергия проводника? | за счет совершения работы электрическим током | |
И по закону сохранения энергии количество теплоты, выделяемое в проводнике равно этой работе (при условии, что проводник неподвижен), то есть А = I· ·t. Значит, и Q = I· ·t. Отражает ли данная формула те зависимости, которые вы выдвинули? |
Нет. Нет зависимости от сопротивления. Надо воспользоваться законом Ома для участка цепи = I·R. Следовательно, получаем Q = I2·R·t. | |
Мы с вами теоретическим путем получили закон, который был получен экспериментально независимо друг от друга английским ученым Джеймсом Джоулем и русским ученым Э. Х. Ленцем. Запишите эту формулу в тетрадь. Прочитаем формулировку закона в учебнике (стр. 124). | Записывают формулу, работают с учебником | |
Итак, от чего зависит количество теплоты, выделяемое проводником при протекании в нем электрического тока? |
Формулируют закон Джоуля-Ленца |
|
4. Первичное закрепление полученных знаний. | Предлагаются задачи, решаемые фронтально с разбором на доске. | Работа по технологической карте учащегося (УЭ-3). По желанию отвечают дети у доски, остальные работают в тетрадях (резервная задача дана для тех, кто работает быстрее) |
Разбирается качественная задача (рисунок на доске). Вопрос: почему разные проводники нагреваются по-разному? | ||
5. Рефлексия. | А теперь выполните тест самостоятельно. Подпишите фамилию, правильный ответ обводите кружком, задачу решите в тетради. Время на выполнение 6 мин. Запишите в тетради коды своих ответов. Сдайте работы и проверьте себя (коды правильных ответов на доске). Поставьте себе отметку: Все правильно – «5»;. 1 ошибка – «4»; 2 ошибки – «3». |
Работают самостоятельно в бланках с заданиями. Самопроверка, выставление отметок |
6. Резерв. | Два проводника сопротивлением R и 2R соединены параллельно. В каком из них выделится большее количество теплоты? | Предлагают способы решения |
7. Домашнее задание | § 53, Упр. 27 (1, 3, 4). | Записывают в дневники домашнее задание |
Технологическая карта учащегося (один экземпляр на парту)
Тема урока: Нагревание проводников электрическим током
Учебный Элемент | Содержание учебного элемента | Примечание | |
УЭ-1 | Цели урока: Выяснить
|
||
УЭ-2 |
|
Если не можете вспомнить, воспользуйтесь учебником §§ 2, 3, 32, 37, 43, 44, 50. |
|
УЭ-3 |
Решите задачи письменно в тетради: № 1450, 1454 (за 20 с). Резерв: № 1452 (какое условие лишнее?) Решите задачу устно (обсудите ответ в паре): Два проводника сопротивлением R и 2R соединены последовательно. В каком из них выделится большее количество теплоты? |
||
УЭ-4 | Домашнее задание: § 53, Упр. 27 (1, 3, 4). | ||
Фамилия:_____________________ Вариант 1 1. Работу электрического тока можно вычислить по формуле: А. I ; Б. IR; В. I t; Г. ρl/S. 2. Единица измерения количества теплоты: А. Вт; Б. Дж; В. В; Г. А. 3. Какое количество теплоты выделится в нити электрической лампы в течение 1 минуты, если лампа потребляет ток силой 1 А при напряжении 110 В? А. 6600Дж; Б. 110Дж; В. 6,6 кВт; Г. 110 Вт. 4. Три резистора, сопротивления которых равны R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, включены в цепь постоянного тока последовательно. На каком резисторе выделится большее количество теплоты? А. На R1; Б. На R2; В. На R3; Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты. |
Фамилия:_____________________ Вариант 2 1. Количество теплоты, выделяемое проводником с током, находится по формуле: А. I ; Б. IR; В. I2Rt; Г. ρl/S. 2. Единица измерения работы электрического тока: А. Вт; Б. Дж; В. В; Г. А. 3. Какое количество теплоты выделится за 20 мин в проволочной спирали сопротивлением 20 Ом при силе тока 5А? А. 2000 Дж; Б. 120 кДж; В. 10 кДж; Г. 600 кДж. 4. Три резистора, сопротивления которых равныR1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, включены в цепь постоянного тока последовательно. На каком резисторе выделится меньшее количество теплоты? А. На R1; Б. На R2; В. На R3; Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты. |
||
О. А. Смирнова, МБОУ СОШ № 25, г. Смоленск
Метки: Физика