Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конспект урока Закон Джоуля-Ленца

Конспект урока «Закон Джоуля-Ленца»

формировать умение применять этот закон для решения качественных и количественных задач.

Тип урока: комбинированный.

Задачи урока.

Образовательные:

опираясь на знания, полученные ранее, аналитически установить связь выделяющейся тепловой энергии на проводнике с силой тока и сопротивлением проводника;

анализируя опыты, установить эту же зависимость;

опираясь на известные формулы, теоретически определить количество теплоты, выделяющейся на проводнике с током;

подтвердить полученные выводы результатами экспериментов;

сформулировать закон Джоуля – Ленца;

формировать умение применять этот закон для решения задач.

Воспитательные:

содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира;

формировать умение работать в группах, уважительно относиться друг к другу, прислушиваться к мнению товарищей;

побуждать использовать полученные на уроках знания в повседневной жизни.

Развивающие:

показать учащимся различные пути и методы получения знаний об окружающем нас мире;

формировать умение обобщать и анализировать опытный материал, самостоятельно делать выводы.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация к уроку «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца»

Проверить готовность к уроку.

Цель урока (Слайд 2)

Решить задачу (устно)

Какую работу совершит ток силой 5 А за 2 с при напряжении в цепи 10 В?

Вспомним некоторые вопросы, которые потребуются, чтобы изучить новую тему:

1. Какие три величины связывают закон Ома?

(I, U, R; сила тока, напряжение, сопротивление.)

2. Как формулируется закон Ома?

(Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.)

3. Что представляет собой электрический ток в металлах?

(Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов )

4. Какова зависимость силы тока от напряжения?

( Во сколько раз увеличивается напряжение в цепи, во столько же раз увеличивается и сила тока)

5. Как выразить работу тока за некоторое время?

6. Как рассчитать мощность электрического тока?

7. При каком соединении все потребители находятся при одной и той же силе тока?

(При последовательном соединении)

На (слайде 4) изображены электроприборы(потребители электрического тока):

утюг, электроплитка, электрическая лампа, электрическая дрель, электрический чайник, паяльник
вопросы к учащимся:

Назвать приборы изображенные на слайде.

Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний.

Чем вы руководствовались, делая выбор?

Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?

Выяснить, почему проводники нагреваются? (слайд 5)

Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение

электронов. Провод — это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь»

между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам, заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия

ионов увеличивается, следовательно увеличивается внутренняя энергия проводника,

и следовательно его температура. А это и значит что, проводник нагревается

От каких величин зависит нагревание проводника? (слайд 6)

Многочисленные опыты показывают, что чем больше сила тока в проводнике тем и количество теплоты, выделившееся в проводнике будет больше. Значит, нагревание проводника зависит от силы тока ( I ).

(Чем больший электрический заряд пройдет через поперечное сечение проводника в единицу времени, тем большее количество теплоты он выделит)

Читайте так же:
Тепловое действие тока последствия

Но не только сила тока отвечает за то, что выделяется большое количество теплоты.

Был проведен эксперимент.

(Были взяты 3 проводника одинаковой длины и площади поперечного сечения, но из разного вещества. Все проводники соединены между собой последовательно. Следовательно, сила тока на всех участках цепи одинаковая. Но при включении в цепь все 3 проводника выделили разное количество теплоты.

Следовательно, количество теплоты зависит не только от силы тока, но и от того, из какого вещества изготовлен проводник. Точнее — от электрического сопротивления проводника ( R )

(Сравнить удельное сопротивление проводников в таблице)

Вопр. Что нужно чтобы проводник нагревался сильнее?

Вывод: Чтобы проводник нагревался сильнее, он должен обладать большим удельным сопротивлением.

От чего зависит количество теплоты в проводнике с током?

Вывод: Количество теплоты, которое выделяется при протекании электрического тока по проводнику, зависит от силы тока в этом проводнике и от его электрического сопротивления.

Закон, определяющий тепловое действие тока – ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА

Рассказать о английском физике Джеймсе Прескотте Джоулье (1818-1889 гг.)

и русском физике Ленц Эмилий Христианович (1804 – 1865)

Как записывается закон Джоуля-Ленца

Q = I 2 Rt

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

Q – количество теплоты — [Дж]

I – сила тока – [ A ]

R – сопротивление – [Ом]

t – время – [ c ]

Формулу, которую мы получили, в точности соответствует формуле, которую мы изучили ранее. Это формула работы электрического тока

A = UIt из закона Ома I = U / R следует U = IR следовательно A = IRIt что соответствует закону Джоуля-Ленца Q = I 2 Rt

Вывод: Количество теплоты электрического тока равно работе электрического тока.

Закрепление (Систематизация знаний)

1) В чем проявляется тепловое действие тока?

(В нагревании проводника)

2) Как можно объяснить нагревание проводника с током?

(Движущиеся электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им свою энергию)

3) Какие превращения энергии происходят при протекании тока через проводник?

(Электрическая энергия превращается во внутреннюю)

4) Как по закону Джоуля – Ленца рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике?

Определить количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 35 Ом, в течении 5 минут. Сила тока в проводнике 5 А.

Презентация на тему: Урок закон Джоуля-Ленца

№ слайда 1 Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца. Урок физики в 8

Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца. Урок физики в 8 классе. 900igr.net

№ слайда 2 Цели урока Объяснить причину нагревания проводников электрическим током; сформул

Цели урока Объяснить причину нагревания проводников электрическим током; сформулировать закон Джоуля – Ленца. Содействовать формированию мировозренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира. Работать над формированием умения делать логические заключения на анализе уже известных связей.

№ слайда 3 План урока Подготовка к изучению нового материала. Изучение нового материала. Ре

План урока Подготовка к изучению нового материала. Изучение нового материала. Решение задач. Домашнее задание.

№ слайда 4 Задание 1 А)Сила тока 1)Вольт Б)Напряжение 2)q/t В)Сопротивление 3)ампер 4)U/R 5

Задание 1 А)Сила тока 1)Вольт Б)Напряжение 2)q/t В)Сопротивление 3)ампер 4)U/R 5) ρl/s 6)I*R 7) Ом 8)A/q

№ слайда 5 Причина нагревания проводника электрическим током. Взаимодействие свободных элек

Причина нагревания проводника электрическим током. Взаимодействие свободных электронов в металлах или ионов в растворах солей, оснований и кислот (при их упорядоченном движении под действием сил электрического поля) с ионами или атомами вещества проводника и передачей им своей энергии.

№ слайда 6
№ слайда 7 Вывод закона Джоуля- Ленца Работа тока A= UIt Количество теплоты Q=A=UIt U=IR Q=Описание слайда:

Читайте так же:
Реле ограничения тока тепловоза

Вывод закона Джоуля- Ленца Работа тока A= UIt Количество теплоты Q=A=UIt U=IR Q=I²Rt

№ слайда 8 Закон Джоуля- Ленца Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно пр

Закон Джоуля- Ленца Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

№ слайда 9 Джоуль Джеймс Прескотт (1818-1889) Обосновал на опытах закон сохранения энергии.

Джоуль Джеймс Прескотт (1818-1889) Обосновал на опытах закон сохранения энергии. Установил закон, определяющий тепловое действие электрического тока.

№ слайда 10 Ленц Эмилий Христианович (1804-1865) Один из основоположников электротехники. С

Ленц Эмилий Христианович (1804-1865) Один из основоположников электротехники. С его именем связано открытие закона, определяющего тепловые действия тока, и закона, определяющего направление индукционного тока.

№ слайда 11 Заполните таблицу I R t Q 20 50 10 4 50 20000 30 10 9000 50 50 250000

Заполните таблицу I R t Q 20 50 10 4 50 20000 30 10 9000 50 50 250000

№ слайда 12 Проверьте полученные результаты I R t Q 20 50 10 200000 10 4 50 20000 30 1 10 90

Проверьте полученные результаты I R t Q 20 50 10 200000 10 4 50 20000 30 1 10 9000 50 50 2 250000

№ слайда 13 Решите задачу. Медная и нихромовая проволоки, имеющие одинаковые размеры, соедин

Решите задачу. Медная и нихромовая проволоки, имеющие одинаковые размеры, соединены параллельно и подключены к источнику тока. Какая из них при этом выделит большее количество теплоты. При напряжении 220 В в лампе в течение 4 мин выделено 14,4 кДж энергии. Определите сопротивление нити лампы. Какова сила тока, которой должен протекать через сопротивление 100 Ом, опущенное в воду, чтобы за 1 мин превратился в пар 1 г кипящей воды.

№ слайда 14 Домашнее задание. §54 Упражнение 27

Конспект урока физкультуры на тему «Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля—Ленца»

познакомить с математической записью закона Джоуля – Ленца.

Формировать умения видеть проблему, формулировать гипотезу, делать обобщения и выводы;

Развивать научное мышление через использование полученных теоретических знаний для объяснения физических явлений;

Формировать познавательный интерес к физике через использование информационных технологий и постановку эксперимента;

Развивать речь учащихся через использование научной терминологии.

воспитание самостоятельности, активности, любознательности;

формирование коммуникативных навыков;

воспитание самодисциплины, ответственности за результат своего труда.

Оборудование:

Демонстрационное: компьютер, медиапроектор.

Лабораторное: источники тока, реостат, соединительные провода, ключи, лампочки, амперметр.

Организационный момент, приветствие.

Постановка проблемы – заморочка.

Сообщение темы урока – запись в тетрадь.

Деление класса на группы.

Постановка проблемы исследований.

Работа в группах: планирование эксперимента, выполнение эксперимента, формулировка вывода.

Представление исследований, обобщение результатов.

Знакомство с математической записью закона Джоуля – Ленца.

Домашнее задание. Решение заморочки.

Закрепление закона Джоуля – Ленца при решении качественных задач.

Подведение итога урока.

Оценивание работы учащихся.

На экране – эпиграф урока. Слайд 1.

Здравствуйте, ребята! Начинаем наш урок. Надеюсь, что минуты общения будут приятными и плодотворными. Будьте смелее и активнее, не бойтесь высказывать своё мнение. Успеха нам!

Сначала я хочу заморочить вам голову задачей. Слушайте и думайте! Слайд 2. Читаю задачу.

Кто готов рассуждать? Затрудняетесь? Тогда найдем решение вместе.

На прошлых уроках мы говорили о работе тока. Вспомним, каков же механизм совершения электрическим током работы в проводнике. Для помощи – картинка из учебника, знакомая вам.

Слайд 2. Механизм работы тока в проводнике.

Рассуждения учащегося

Таким образом, описав механизм совершения работы Слайд 4, мы сделали вывод о переходе работы тока в теплоту на основании фундаментального законы природы – закона сохранения и превращения энергии. И переходим к непосредственному изучению темы урока:

Читайте так же:
Тепловой провод для обогрева труб

Слайд 5: Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца. Запишите тему урока в тетради.

Слайд 6. Задачи урока:

Объяснить причину нагревания проводников электрическим током;

Экспериментально обнаружить зависимость выделяемой теплоты от параметров электрической цепи;

Сделать вывод из экспериментальной и теоретической работы;

Сформулировать закон Джоуля—Ленца;

Рассмотреть практическое применение теплового действия тока.

Для дальнейшей работы нам нужно поделиться на три группы: две группы экспериментаторов и группа теоретиков. Деление на группы. Обращаемся к теме урока и формулируем проблему: Что же нам интересно узнать по теме урока? Слайд 7. Наша задача: исследовать зависимость количества выделяемой теплоты от параметров цепи.

От чего может зависеть выделяемая теплота в электрической цепи? Я готова выслушать ваши предположения, ребята. Выдвигайте гипотезы. Чтобы не быть оторванными от жизни, сначала приведем примеры: где в быту мы встречаетесь с нагреванием проводников? Вернемся к вопросу: от каких параметров может зависеть теплота? А видна ли эта зависимость теоретически? Да, Q=A, A=IUt

Обсудим идею опыта. Как вы понимаете, что количество теплоты зависит от силы тока в цепи? От сопротивления цепи? Какие будут ваши предложения по оценке количества теплоты? По каким признакам можем судить, где теплоты выделяется больше, а где меньше? На ощупь(?!), термометром(?), по накалу ламп. Группы экспериментаторов могут приступать к выполнению своих исследований. Не забывайте о соблюдении техники безопасности!

Группа теоретиков будет на примере решения задач получать зависимость выделяемой теплоты от силы тока в цепи и сопротивления. Слайд 8.

Учащиеся выполнили работу, говорят выводы. Записать вывод закона Джоуля – Ленца в тетрадь. Слайд 9. Формулирую закон.

Один из авторов закона – русский физик Эмилий Христианович Ленц. Слайд 10.

Таким образом, мы изучили одно из важных проявлений электрического тока. И теперь вы сможете рассудить заморочку.

Слайд 11. Подошло время записать домашнее задание и ответить на вопрос-заморочку.

Напомню её. Слайд 12.

Рассуждения учащихся, ответ на вопрос-заморочку.

Нагревание проводников электрическим током – явление, которое нужно учитывать в жизни. Как вы думаете, почему? А что будет, если проводка в доме сильно нагреется? Слайд 13.

Короткое замыкание. Слайд 14.

Практическое применение теплового действия тока. Слайд 15. Нагревание проводников электрическим током – явление, которое широко применяется в жизни. Выводы учащихся.

Подходит к концу урок, мы должны подвести итог работе.

Слайд16. Что мы узнали? Чему мы научились? Кто работал лучше всех? Кто работал хорошо? (Увидеть положительное в каждом ребенке)

Осталось немного времени, чтобы мы посоревновались в решении интересных качественных задач. Читайте, думайте и объясняйте! Слайд 17.

Страничка Ивасишиной Людмилы Федоровны

Оборудование:
· Компьютер, мультимедиапроектор;
· Компетентностно-ориентированные задания;
· Лабораторное оборудование – амперметры, вольтметры, резисторы с разными удельными сопротивлениями, соединительные провода, лампочки.

Цель урока:
1.Направленная на развитие у учащихся знаниевого ресурса:
Организовать работу учащихся по изучению закона Джоуля – Ленца.
2.Направленная на развитие деятельностного ресурса:
Способствовать развитию у учащихся компетентностей:
1. Информационная компетентность – аспект: извлечение вторичной информации – 1 уровень
2. Информационная компетентность – аспект: извлечение первичной информации – 1 уровень
3. Информационная компетентность – аспект: извлечение вторичной информации – 2 уровень.
4. Компетентность разрешения проблем — аспект: оценка результата продукта деятельности -2 уровень.

Читайте так же:
По проводу сопротивлением 6 протекло количество теплоты

Ход урока
1.Актуализация знаний:
Компетентность разрешения проблем, аспект- оценка результата продукта деятельности.1 уровень
Информационная компетентность, аспект- извлечение вторичной информации-2 уровень, обработка информации.- 1уровень.
Задачная формулировка:
Используя знания по теме «Работа и мощность постоянного тока», просмотрев фрагмент видеофильма, посвященный теме «Работа и мощность электрического тока» заполните таблицу


Учащиеся выяснили, что они не могут заполнить полностью таблицу, так как не знают информации о количестве теплоты выделившейся на проводнике, при прохождении тока. Приходят к выводу о необходимости изучить данную тему.
Инструмент проверки
Модельный ответ:
За каждый правильный ответ 1балл
За каждый необязательный ответ — 1 балл
Максимальный балл 12 баллов

2.Объяснение нового материала.

Информационная компетентность; аспект – извлечение первичной информации, 2 –уровень
Электрический ток нагревает проводник. Это явление нам хорошо известно.
Приведите несколько примеров(2-3) бытовых приборов, где используется тепловое действие тока.
Задачная формулировка.
Вам необходимо выяснить причину нагревания проводника при прохождении по нему электрического тока. Используя
материал на стр. 123, §53 и посмотрев видеофрагмент, найдите объяснение нагревания проводников с током на основе молекулярного строения вещества , сделайте вывод о причине нагревания. Вывод запишите в тетрадь.
Инструмент проверки.
Модельный ответ:
1Свободные электроны в металлах или ионы в растворах, перемещаясь под действием электрического тока, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им свою энергию. В результате работы электрического тока внутренняя энергия проводника увеличивается и проводник нагревается
За правильный ответ- 1 балл
За правильную дополнительную информацию, выходящую за рамки программы- 2 балла
Максимальное число баллов- 3

Эксперимент №1
Задачная формулировка
Вам необходимо выяснить с помощью эксперимента, что накал лампы зависит от величины проходящего электрического тока. Сформулируйте гипотезу. Спланируйте и проведите эксперимент.
Ответьте на вопросы:
А. Можно ли по яркости свечения электрической лампы судить о количестве теплоты, выделяемой в нити лампы при нагревании ее электрическим током?
В.Как зависит количество теплоты, выделяемой в нити лампы, от силы тока?
Сделайте вывод и запишите его в тетрадь.

Инструмент проверки.
Модельный ответ:
1Собрать схему.

2.Установить ползун реостата на максимальное сопротивление и замкнуть цепь.
3.Уменьшить плавно сопротивление реостата и пронаблюдать за показаниями приборов и яркостью свечения лампы.
Вывод:
1. Чем ярче горит лампочка, тем больше выделяется количество теплоты.
2. При увеличении силы тока в электрической цепи, яркость лампочки увеличивается, а следовательно выделяется большее количество теплоты.
Вывод: количество теплоты прямо пропорционально силе тока.
Каждый правильный ответ:
сборка цепи и составление плана проведения эксперимента– 2балла
вывод-1 балл
Максимальное количество баллов-3 балла

Эксперимент №2
Задачная формулировка

Вам необходимо убедиться, что количество теплоты, выделившееся на проводнике, зависит от сопротивления проводника. Сформулируйте гипотезу. Спланируйте и проведите эксперимент Соберите электрическую цепь по придуманной вами схеме , меняя сопротивления проводников (никелин, медь и нихром) в электрической цепи, обратите внимание на нагрев проводников.
Сделайте вывод о влиянии сопротивления на тепловое действие тока. Вывод запишите в тетрадь.
Инструмент проверки
Модельный ответ:

1.Правильно придумана и собрана схема-1балл ,
Сняты показания -1 балл
2.Вывод: чем больше удельное сопротивление проводников, тем больше сила тока, сильнее нагревается проводник и больше выделяется количество теплоты на проводнике.-1 балл
Максимальное количество баллов 3 балла

Читайте так же:
Виды действия электрического тока тепловое химическое магнитное

Информационная компетентность, аспект-извлечение первичной информации, 1 уровень
Задачная формулировка
Ваша задача — выявить математическую зависимость количества теплоты выделившуюся на проводнике от силы тока, сопротивления и времени работы. Работайте по учебнику Перышкина §53 стр124.
Ответьте на вопросы:
· По какой формуле можно рассчитать количество теплоты, выделяемое проводником с током?
· Как формулируется закон Джоуля – Ленца? Почему он носит такое название?
Инструмент проверки
Модельный ответ:
1.
2Количество теплоты, выделяемое проводником, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.
К такому выводу пришли независимо друг от друга английский ученый Джеймс Джоуль и Эмилий Ленц, поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля –Ленца.
За каждый правильный ответ- 1 балл
Максимальное количество баллов- 2 балла

Вернемся к таблице и заполним ее до конца.


Рефлексия:
Информационная компетентность; аспект – планирование информационного поиска – 2 уровень.
1.Два проводника одинаковой длины из одного и того же материала, но разного сечения включены последовательно в цепь. В каком из них выделится большее количество теплоты за одно и тоже время? Почему?
2.Какой провод лучше применить для электрических нагревательных приборов?
3.Найдите все ошибки в следующем фрагменте: «оказалось, что электрический ток нагревает проводники, но не все: через растворы кислот, солей и щелочей, где нет кристаллической решетки, электроны проходят беспрепятственно и не передают раствору своей энергии(они не нагреваются). Нагревание же металлического проводника зависит, во-первых, от его сопротивления(чем оно меньше, тем больше выделяется в проводнике тепла) и, во-вторых, от силы тока в нем(чем она больше тем сильнее нагревается проводник). Так если сила тока возрастает в 2 раза, то и количества теплоты выделится в проводнике в 2раза больше. К такому выводу пришли одновременно и независимо друг от друга английский ученый Джоуль и русский ученый Ленц»(4балла)

Инструмент проверки :
Модельный ответ:
1В тонком проводнике. Так как его сопротивление больше, а токи в обоих проводниках одинаковы.
2.Провод, материал которого обладает следующими качествами: тугоплавкость, большое удельное сопротивление, химическая стойкость при высоких температурах и дешевизна.
3.В растворах движутся ионы, а не электроны; чем меньше сопротивление, тем меньше выделится количество теплоты, а не наоборот.
При правильных ответах:1 вопрос-2 балла
2 вопрос-2 балла
3 вопрос-2 балла
Максимальное количество -6 баллов
Подведение итогов урока.

Максимальное количество баллов полученных на уроке-26

Домашняя работа .
1. §53 учебника, вопросы к параграфу.
2. выполнить задания из упражнения27 (стр125)
3. Желающие учащиеся могут подготовить к следующему уроку доклады по темам:
«Первое электрическое освещение свечами П.Н.Яблочкова»,
«Лампы накаливания и история их изобретения»,
«Использование теплового действия тока в промышленности и сельском хозяйстве».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector