Урок физики в 8 классе по теме «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца»
Урок физики в 8 классе по теме
«Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца»
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
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·U·t. Значит, и Q = I·U·t. Отражает ли данная формула те зависимости, которые вы выдвинули? |
Нет. Нет зависимости от сопротивления. Надо воспользоваться законом Ома для участка цепи U = 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 почему нагревается проводник при протекании по нему электрического тока. от чего зависит количество теплоты, выделяемое в проводнике. как рассчитывается количество теплоты, выделяемого в проводнике при протекании по нему электрического тока. почему разные проводники нагреваются по-разному. |
||
УЭ-2 |
Что называется внутренней энергией? Какие существуют способы изменения внутренней энергии? Что такое количество теплоты? Что такое электрический ток? Что характеризует сила тока? В чем причина сопротивления, оказываемого проводником току? Сформулировать закон Ома для участка цепи. Вспомните формулу для нахождения работы электрического тока. |
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. IU; Б. IR; В. IUt; 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. IU; 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 равны R1 = 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. |