ПЛАН - КОНСПЕКТ УРОКА «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца»
|
Ф.И.О.: Чанчып Галина Копуйевна
|
|
Место работы: Муниципальное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с. Чаа-Холь Чаа-Хольского района Республики Тыва
|
|
Должность: учитель физики
|
|
Предмет: физика
|
|
Класс: 8
|
|
Тема урока: Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца.
|
|
Базовый учебник: Перышкин А.В. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. – 2-е изд. – М.: Дрофа, 2010
|
Выяснить, от чего зависит Q, которое выделяется в нагревательных элементах.
Выяснить, по какой формуле можно рассчитать Q.
Ответить на вопрос: «Почему спирали утюга, кипятильника и других нагревательных приборов нагреваются, в то время как подводящие провода практически не нагреваются?»
Обучающие:
Знать
Модель нагревания проводника электрическим током.
Закон Джоуля – Ленца: Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения по нему тока.
Математическое выражение закона: Q=I2Rt
Зависимость количества теплоты, выделяемого током в проводниках, от сопротивления этих проводников при последовательном соединении: Q=I2Rt; при параллельном соединении Q=U2/R*t
Применять формулу Q=I2Rt при последовательном соединении проводников и Q=U2/R*t при параллельном соединении проводников.
Развивающие:
Поиск и выделение необходимой информации.
Применение методов моделирования: преобразование объекта в модель с целью выделения существенных характеристик объекта.
Умение структурировать знания.
Выдвижение гипотезы.
Обоснование гипотезы.
Тип урока: Урок изложения нового материала, совершенствования и развития знаний, умений и навыков
Формы работы учащихся: коллективная, индивидуальная
Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска.
Структура и ход урока
Таблица 1
№
|
Этап урока
|
Название используемых ЭОР
(с указанием порядкового номера из Таблицы 2)
|
Деятельность учителя
(с указанием действий с ЭОР, например, демонстрация)
|
Деятельность ученика
|
Время
(в мин.)
|
1
|
2
|
3
|
5
|
6
|
7
|
1
|
Актуализация
знаний
|
Анимация теплового действия электрического тока, модель нагревания проводника - 1
|
Ребята, подумайте, о каком явлении идет речь?
(Демонстрация, постановка вопроса)
|
О тепловом
(Ответ на вопросы)
|
10
|
|
|
|
Ребята, это явление было открыто в 1800 году французским ученым Антуаном Фуркруа. Пропустив ток через спираль, он сумел раскалить ее до очень высокой температуры.
Во всех приборах, представленных на слайде, есть спираль, нагреваемая током. Ребята, а ведь интересно, почему спирали утюга, кипятильника и других нагревательных приборов нагреваются, в то время как подводящие провода практически не нагреваются?
|
Высказывают предположения
|
|
|
|
|
Я вижу, что вы затрудняетесь с ответом.
Нам понятно, что при нагревании проводника в окружающую среду выделяется количество теплоты в джоулях.
А какой из элементов выделяет большее количество теплоты? Когда мы точно будем знать, что энергия, выделившаяся при использовании электрической плитки, больше, чем энергия, выделившаяся при использовании кипятильника?
|
Когда мы будем иметь числовые значения
|
|
|
|
|
А мы можем рассчитать количество теплоты Q? Мы знаем формулу, по которой она рассчитывается?
|
нет
|
|
|
|
|
Давайте подумаем, от каких величин зависит Q
|
Предлагают различные варианты, выдвигают гипотезы. В предположениях говорят, что Q может зависеть от I,U,R.
|
|
|
|
|
Попытаемся разрешить эту проблему на уроке и если мы будем знать, как рассчитать количество теплоты, может мы и ответим на вопрос «Почему спирали утюга, кипятильника и других нагревательных приборов нагреваются, в то время как подводящие провода практически не нагреваются?»
Давайте сформулируем цель урока
|
Выяснить, от чего зависит Q, которое выделяется в нагрева-тельных элементах
Выяснить, по какой формуле можно рас-считать Q
И все-таки ответить на вопрос «Почему спирали утюга, кипя-тильника и других нагревательных приборов нагреваются, в то время как подво-дящие провода практически не нагреваются?»
|
|
2
|
Изучение нового материала
|
Анимация тепловое действие электрического тока, модель нагревания проводника, закон Джоуля - Ленца - 1
Иллюстрирование и озвучивание формулы для количества теплоты, выделяющегося в проводнике с током - 2
|
(Демонстрация, координирование действий учеников, постановка вопросов)
А как вы думаете ребята, на экране реальный проводник? Можем ли мы увидеть в реальном проводнике электроны и ионы кристаллической решетки?
|
(Ответы на вопросы, высказывание предположений, выдвижение гипотез.)
Нет. На экране МОДЕЛЬ, а не реальный проводник.
|
20
|
|
|
|
Правильно, это модель, которая помогает понять механизм нагревания проводника электрическим током.
Ребята, поясните, как происходит процесс нагревания проводника?
|
Поясняют увиденное
|
|
|
|
|
Я еще раз повторяю механизм нагревания
Ребята, а какими величинами характеризуется движение электронов в проводниках?
|
Отвечают с затруднениями
|
|
|
|
|
Ребята, если вы затрудняетесь ответить, обратитесь к информационному листу у вас на партах.
|
Называют I,U,R
|
|
|
|
|
А что характеризует сила тока?
|
При помощи информационного листа говорят, что сила тока показывает, какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника в единицу времени. То есть, чем большее количество электронов пройдет через проводник в единицу времени, тем больше энергии электроны отдадут ионам кристаллической решетки. Значит зависимость количества теплоты от силы тока прямая.
А как зависит количество теплоты от сопротивления?
При помощи информационного листа называют формулу сопротивления и говорят, что чем больше ионов в кристаллической решетке, тем больше ударов произойдет между ионами и электронами. То есть, чем больше удельное сопротивление, тем больше сопротивление проводника. Следовательно, большее количество теплоты выделится.
|
|
|
|
|
Ребята, данная зависимость была установлена экспериментально сначала английским физиком Дж. Джоулем, а через год –российским ученым Эмилием Христиановичем Ленцом.
|
|
|
|
|
|
Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения по нему тока, и от напряжения количество теплоты не зависит.
Закон Джоуля – Ленца был открыт экспериментально, но ему можно дать и теоретическое обоснование
Когда электрический ток проходит по проводнику, совершается работа. Чему равна работа электрического тока?
|
Используя информационный лист, говорят, что A=IUt
Но по закону Ома для участка цепи U=?
U=IR
Поэтому, А =?
А =I 2Rt
А мы знаем, что по закону сохранения энергии А=Q, следовательно…
Q=I 2Rt
|
|
|
|
|
Это МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ ЗАКОНА ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА.
Ребята, а как соединены спираль и соединительные провода в электроприборах?
|
Последовательно (отве-чают при помощи информационного листа)
|
|
|
|
|
Что можно сказать при последовательном соединении о силе тока?
|
Она одинакова на всех участках цепи
|
|
|
|
|
А что можно сказать про напряжение?
|
Оно тоже одинаково
|
|
|
|
|
А сопротивление?
|
Сопротивления на разных участках разные (предполагают)
|
|
|
|
|
Вероятнее всего, так оно и есть. А от чего зависит сопротивление проводника? Почему у разных проводников оно может быть разным?
|
Потому что сопротивление зависит от рода проводника, от его удельного сопротивления.
|
|
|
|
|
Ребята, а из каких проводников лучше всего сделать спираль?
|
Нихром, никелин
|
|
|
|
|
А из каких проводников лучше изготовить подводящие провода?
|
Медь, алюминий
|
|
|
|
|
Ребята, представьте себе, у Васи сломался браслет на часах. Он решил спаять браслет: взял папин паяльник, включил его в сеть, а тут выбило пробки. Вася знает, где находятся пробки. Он пошел и включил их. Вторая попытка включения паяльника – и опять та же ситуация! Вася задумался: «Что не так? Что же делать?»
Наверное некоторые из вас знакомы с этой ситуацией: «в старых домах при включении в сеть электрочайника выбивает пробки»
А как соединены в домах электроприборы?
|
Параллельно
|
|
|
|
|
Так как общее сопротивление меньше самого маленького из включенных
1/R+1/R+1/R
1/1000+1/200+1/15=0,0727<15
То по закону Ома сила тока резко возрастает и пробки выбивает!
А можно ли воспользоваться законом Джоуля – Ленца, который нам известен, для расчета количества теплоты при параллельном соединении?
|
Нет, так как сила тока разная в каждом из проводников, и какую взять – мы не знаем!
|
|
|
|
|
А что у проводников при параллельном соединении одинаково?
|
Напряжение
|
|
|
|
|
Давайте заменим силу тока на напряжение.
По закону Ома I=U/R
Значит Q=U2/R2*R*t
Преобразуем и получим Q= U2/R*t
|
Ученики решают задания на раздаточном материале и один на доске
|
|
3
|
Закрепление изученного материала
|
|
Ребята, а какова была цель нашего урока?
|
Выяснить, от чего зависит Q, которое выделяется в нагревательных элементах
Выяснить, по какой формуле можно рассчитать Q
Ответить на вопрос «Почему спирали утюга, кипятильника и других нагревательных приборов нагреваются, в то время как подводящие провода практически не нагреваются?»
|
10
|
|
|
Тест, интерактивное задание - 3
Интерактивное задание – 4
Интерактивный тест - 5
|
А теперь, чтобы быть уверенными на 100%, что мы достигли цели урока, я предлагаю решить задачи
|
Решают в тетрадях, один ученик у доски (Решение задач)
|
|
Приложение к плану-конспекту урока «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца»
Таблица 2
ПЕРЕЧЕНЬ ЭОР, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ
№
|
Название ресурса
|
Тип, вид ресурса
|
Форма предъявления информации (иллюстрация, презентация, видеофрагменты, тест, модель и т.д.)
|
Гиперссылка на ресурс, обеспечивающий доступ к ЭОР
|
1
|
Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца
|
И,3
|
модель
|
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba076-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_20.swf
|
2
|
Формула "Закон Джоуля-Ленца"
|
И,3
|
Иллюстрирование и озвучивание формулы для количества теплоты, выделяющегося в проводнике с током
|
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ff99e068-0b2e-4f12-bda0-f4f171827847/8_196.swf
|
3
|
Тест к уроку "Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца"
|
П,2
|
Тест, интерактивное задание
|
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b7964-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/index_listing.html
|
4
|
Задача «Закон Джоуля - Ленца»
|
П,2
|
Интерактивное задание
|
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/b2a1c7b9-407f-43dd-9a5e-2a0bd1f8c442/8_192.swf
|
5
|
Тепловое действие тока
|
К,3
|
Интерактивный тест
|
http://fcior.edu.ru/card/13466/teplovoe-deystvie-toka.html
|
Информационный лист для учеников
Тема: «Закон Джоуля - Ленца»
Сила тока – физическая величина, показывающая, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за 1 с.
I = 
Измеряется сила тока в амперах [А].
Напряжение – физическая величина, показывающая, какую работу совершает на данном участке ток при перемещении по этому участку заряда 1Кл.
U = 
Измеряется в вольтах [В].
|
