Конспект урока по физике в 8 классе

Нагревание проводников электрическим током.

Закон Джоуля - Ленца

Цели урока:

Образовательные:

1) узнать причину нагревания проводников при прохождении по ним электрического тока;

2) Вывести закон Джоуля – Ленца теоретически;

3) Доказать справедливость закона Джоуля Ленца экспериментально.

Развивающие: развитие коммуникативной и информационной компетентностей учащихся

посредством работы с технологической картой учащихся, с учебником, друг с другом, а

также в ходе беседы с учителем.

Воспитательные: воспитание чувства товарищества, взаимопомощи.

Оборудование:

технологические

карты

учащихся,

источники

тока,

проволочные

резисторы

двух

различных

сопротивлений,

амперметры,

реостаты,

электронные

термопары.

Тип урока: изучение нового материала.

Ход урока

Этап

урока

Деятельность учителя

Деятельность учеников

1.

Организацио

нный

Здравствуйте дорогие ребята! Сегодня Ваш урок

физики буду проводить я, и зовут меня Алексей

Викторович . Присаживаемся. Сразу Вам хочу

сказать, что самые активные ученики в ходе урока

будут получать оценки за работу на уроке. (1

минута)

Здороваются с учителем

момент (2 мин)

И начнем мы сегодняшний урок с демонстрации

опыта, оборудование которого находится на столе.

Демонстрация опыта.

При подключении проводника к источнику тока

проводник нагревается.

Вы обладаете всеми знаниями, чтобы объяснить,

почему проводники нагреваются и нам необходимо

в процессе урока ответить на следующие вопросы:

почему нагреваются любые проводники;

рассчитать количество теплоты, выделяемое в

проводнике, (вывести теоретически

закон Джоуля-Ленца;

путем эксперимента, определить от чего

зависит количество теплоты, выделяемое в

проводнике.

Эти вопросы записаны в технологической карте

которые есть у вас у каждого.

Учебный

элемент

1–

это

задачи

нашего

сегодняшнего урока и я попрошу вас ставить

галочку при достижение каждой из них. ►

Ну, а тема сегодняшнего урока звучит так:

«Нагревание проводников электрическим током.

Закон Джоуля - Ленца». Откройте тетради и

запишите число и тему урока.

Внимательно следят за демонстрацией

опыта.

Открывают тетради. Записывают дату,

тему урока.

Прежде, чем мы начнем отвечать на поставленные

вопросы, вам нужно вспомнить необходимые

опорные знания.

Рассмотрим электрическую схему нашей

демонстрации на доске.

Слайд №1

Вопрос: Что протекает по проводнику?

Вопрос: Что такое электрический ток?

Математическая запись электрического тока

(1)

Рассмотрим это движение

Слайд №2

Как вы заметили, что движение электронов не

прямолинейное, они кроме сталкивания с друг с

другом сталкиваются еще с чем то. Но с чем?

Слайд №3

С ионами кристаллической решетки

Ионы кристаллической решетки препятствуют

движению электронов, а любое препятствие есть

сопротивление, это препятствие созданное ионами

кристаллической решетки и есть электрическое

сопротивление проводника

(R)

Если электроны движутся, значит, обладают

энергией.

Вопрос: Какой?

При взаимодействии электронов с ионами

электроны передают свою энергию ионам, т.е.

кинетическая и потенциальная энергии электронов

переходит во внутреннюю энергию ионов, согласно

закона сохранения энергии, поэтому температура

проводника увеличивается. Проводник получает

тепло.(Q)

Отлично! Мы повторили большое количество

материала и теперь давайте ответим на наш первый

вопрос:

Почему же при протекании тока в проводнике

Работают в группе(отвечают друг

другу) по технологической карте

учащегося (УЭ-2).

Электрический ток

Упорядоченное движение заряженных

частиц (электронов)

Кинетической и потенциальной

Проводник обладает сопротивлением

Как определить это тепло?

Сначала нужно разобраться, откуда получают

энергию электроны.

Вопрос: Что разгоняет электроны?

Значить электрическое поле действует с силой на

электроны которые проходят определенный путь,

т.е. поле совершает работу по перемещению

электронов.

Вопрос: Чему равна работа электрического

поля?

(2)

Выражаем

, из (1)

и подставляем в (2)

получаем

,

если ток не оказывает никаких

действий на проводник, кроме теплового, то

А=Q,

значит

(3)

Учитывая и применяя закон Ома

(4)

(5) подставляем (5) в (3) имеем

(6)-

закон Джоуля-Ленца

Мы с вами теоретическим путем получили закон,

который был получен экспериментально

независимо друг от друга английским ученым

Джеймсом Джоулем и русским ученым Ленцем.

Итак мы нашли ответ на второй вопрос.

Ответ на третий вопрос вы найдете сами, выполнив

задание № 3 учебного элемента технологической

карты учащегося

Техника безопасности

Электрическое поле

2.

Актуализ

ация

3. Изучение нового материала (13 мин)

Вывод количества теплоты

сила тока (чем больше сила тока, тем

больше частиц протекает через

поперечное сечение проводника)

Хорошо. Давайте рассмотрим такой пример «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?»

А сопротивление в свою очередь зависит от каких

еще трех величин?

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).

Удельное сопротивление, поперечное

сечение и длинна проводника

Но с другой стороны: за счет чего растет

внутренняя энергия проводника? (два способа

увеличения внутренней энергии)►

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 мы выдвинули?

Нет. Нет зависимости от

сопротивления. Надо воспользоваться

законом Ома для участка цепи U = I·R.

Следовательно, получаем Q = I

2

·R·t.

Мы с вами теоретическим путем получили закон,

который был получен экспериментально

независимо друг от друга английским ученым

Джеймсом Джоулем и русским ученым Ленцем.

Прочитаем формулировку закона в учебнике (стр.

124).

Записывают формулу, работают с

учебником

Предлагаю посмотреть на наши цели и отметить те

пункты, которые мы уже определили.►

Формулируют закон Джоуля-Ленца

Актуализация знаний.

Какой прибор не вписывается в общий ряд?

Чем вы руководствовались, делая выбор?

Какой закон можно применить для расчета

количества теплоты выделяемого этими

приборами?

От чего зависит количество теплоты в проводнике

с током?

Как можно объяснить нагревание проводника с

током?

Дрель

Тепловое действие тока

Джоуля – Ленца

Сила тока, сопротивление, время

Движ электроны взаимодействуют с

ионами кристаллической

решетки и передают им свою энергию

►Разбирается качественная задача (рисунок на

доске). Вопрос: почему разные проводники

нагреваются по-разному?

Два проводника сопротивлением R и 2R соединены

параллельно. В каком из них выделится большее

количество теплоты?

Предлагают способы решения

Рефле

ксия.

§ 53, Упр. 27 (1, 3, 4).

Записывают в дневники домашнее

задание

Технологическая карта учащегося

Тема урока: Нагревание проводников электрическим током.

Закон Джоуля - Ленца

Учебный

элемент

Содержание учебного элемента

Примечание

1

Цель урока: Выяснить, почему происходит нагревание проводников под

действием электрического тока.

Задачи:

1.

почему

нагревается

проводник

при

протекании

по

нему

электрического тока.

2.

как рассчитывается количество теплоты, выделяемого в проводнике

при протекании по нему электрического тока.

3.

от чего зависит количество теплоты, выделяемое в проводнике.

Отмечаем

галочкой

достигнутые

задачи урока

2

1.

Что такое электрический ток?

2.

Что характеризует сила тока?

3.

Сформулировать закон Ома для участка цепи.

4.

Вспомните формулу для нахождения работы электрического тока.

§2

§3

§7

3

1. Соберите электрическую цепь по схеме. Значения резисторов R1=2 Ом,

R2= 4 Ом.

2. К резистору R1 подключить термопару электронного термометра, для

определения его температуры.

3. Замыкаем ключ, при помощи реостата устанавливаем силу тока равную 1

А, замеряем температуру t1.

4. Размыкаем цепь.

5. К резистору R2 подключить термопару электронного термометра, для

определения его температуры t2.

6. Замыкаем ключ, при помощи реостата устанавливаем силу тока равную 1

А, замеряем температуру t2.

7. Рассчитаем количество теплоты, выделенных на резисторах (Q1 у

R1

, Q2 у

R2)

в течении 1 минуты.

Сделать выводы:

- какой резистор имел большую температуру?

- какой резистор выделил большее количество тепла?

- от чего зависело количество теплоты?

3

Домашнее задание: § 53, Упр. 27 (1, 3, 4). Заполнить карточку.

Технологическая карта учащегося

Тема урока: Нагревание проводников электрическим током.

Закон Джоуля - Ленца

Учебный

элемент

Содержание учебного элемента

Примечание

R1

A

t 1

R2

t 2

1

Цель урока: Выяснить, почему происходит нагревание проводников под

действием электрического тока.

Задачи:

4.

почему

нагревается

проводник

при

протекании

по

нему

электрического тока.

5.

как рассчитывается количество теплоты, выделяемого в проводнике

при протекании по нему электрического тока.

6.

от чего зависит количество теплоты, выделяемое в проводнике.

О

т

м

е

ч

а

е

м

г

а

л

о

ч

к

о

й

д

о

с

т

и

г

н

у

т

ы

е

з

а

д

а

ч

и

у

р

о

к

а

2

5.

Что такое электрический ток?

6.

Что характеризует сила тока?

7.

Сформулировать закон Ома для участка цепи.

8.

Вспомните формулу для нахождения работы электрического тока.

§2

§3

§7

3

1. Соберите электрическую цепь по схеме. Значения резисторов R1=2 Ом,

R2= 4 Ом.

2. К резистору R1 подключить термопару электронного термометра, для

определения его температуры.

3. Замыкаем ключ, при помощи реостата устанавливаем силу тока I1

равную 1 А, замеряем температуру t1.

4. При помощи реостата устанавливаем силу тока равную 0,5 А, замеряем

температуру t2.

5. Рассчитаем количество теплоты, выделенных на резисторе

Q1 при

I1, Q2 при I2

течении 1 минуты.

Сделать выводы:

- какой резистор имел большую температуру?

R1

A

t

- какой резистор выделил большее количество тепла?

- от чего зависело количество теплоты?

3

Домашнее задание: § 53, Упр. 27 (1, 3, 4). Заполнить карточку.