Розробка уроку "Робота і потужність електричного струму".

Тема:  Робота і потужність струму.

 Мета:

▪ формувати знання про роботу й потужність струму, про прилади для їх вимірювання;

▪ формувати й розвивати уміння  розв’язувати задачі на застосування формули роботи і потужності струму;

▪розвивати творчі здібності й логічне мислення;

▪виховувати дисциплінованість і увагу.

Тип уроку: комбінований

Форма уроку  урок-бесіда

Очікувані результати:

Учні вміють:

• називають одиниці сили струму, напруги, опору;
• наводять приклади використання електричного струму
• записувати формули роботи і потужності струму;
• розв’язувати задачі , застосовуючи формули роботи і потужності струму, а також визначати вартість електроенергії;
• розрізняти прилади для вимірювання роботи і потужності струму – лічильники і ватметри.

 

Основні поняття: робота (Дж), потужність (Вт), лічильник, вартість.

Хід  уроку

1. Організаційна частина.

 Створення емоційного настрою. Вступне слово вчителя.

 

Чим більше в мене роботи, тим

Більше я навчаюся.

(М. Фарадей)

М. Фарадей – видатний англійський вчений. На кожному уроці ви ознайомлюєтесь з новими поняттями, новими фізичними величинами, приладами для їх вимірювання, способи ввімкнення їх в електричне коло.   Отримання нових знань базується на знаннях, отриманих на попередніх уроках. Ви багато працюєте, але чим більше знань ви отримуєте, тим ви становитесь сильнішими, компетентнішими .

    Давайте з вами згадаємо

Цікаві вислови і загадки (посміхнись) (слайд 1)

2. Актуалізація опорних знань учнів.

  1).  Позначення величин та одиниці вимірювання (слайд 2).

Після чого учні здійснюють взаємоперевірку (по 0,5 бали).

   2).  Вправа «Знайди помилку» (слайди 3 -4).

Після чого учні пояснюють свій вибір і  здійснюють перевірку (по 0,5 бали).

3. Проблемна бесіда

Навіщо нам дома побутові прилади?( показ слайду 5)

Очікувані відповіді учнів

Побутові прилади потрібні для того, щоб виконувати певну роботу.

Кожний із вас бачив електролічильник, а деякі навіть знімали його покази. А як ви гадаєте, яку фізичну величину вимірює цей прилад?

Щоб перевірити свої припущення, познайомтеся з темою уроку  (слайд 5)

4. Оголошення теми уроку

Як ви думаєте, а яка мета нашого уроку?

Очікувані відповіді учнів

Дати означення фізичним величинам, що будемо вивчати, як вони позначаються, одиниці їх вимірювання, формули для їх обчислення і з´ясувати, якими приладами можна виміряти ці фізичні величини.

5. Оголошення мети уроку  (слайд 6).
6. Сприйняття і засвоєння учнями навчального матеріалу.

Дія всіх вам відомих електричних приладів відбувається за рахунок електричної енергії, яку постачає джерело струму.  В результаті цього одержуємо світло, тепло, звук, механічний рух, світло тощо, тобто різні види енергії.  Ці дії свідчать про те, що електрична енергія може  перетворюватися на теплову, світлову, механічну енергії. А будь – яке перетворення енергії з одного виду в інший характеризується виконанням роботи.

Дослід 1. Робота електроміксера.

1. Що ви спостерігаєте?
2. Який висновок можете зробити?

Очікувані відповіді учнів

Електричний струм виконує роботу, отже електрична енергія перетворюється на механічну.

3. Так що ж таке робота електричного струму?

 Робота електричного струму – фізична величина, що характеризує перетворення електричної енергії в інші види енергії ( слайд 7 ).

4. А від чого залежить робота електричного струму?

( викликаємо учня до дошки)

    Ми знаємо, що напруга – це фізична величина, що характеризує електричне поле, яке переміщує вільні заряди, створюючи струм.

• Нагадай, будь ласка, що таке напруга? Що вона характеризує?

 Очікувані відповіді учнів

 Напруга на кінцях певної ділянки кола визначається відношенням роботи А електричного струму на цій ділянці до електричного заряду, що пройшов по ній записує на дошці формулу)

     - Як можна виразити роботу електричного струму?

• Нагадай, будь ласка, що таке сила струму ? Що вона характеризує?

- Як можна виразити електричний заряд, що пройшов по провіднику?

Очікувані відповіді учнів

Заряд, що пройшов по провіднику дорівнює добутку сили струму на час його проходження ( записує на дошці)

U =                                    А =Uq

A = UIt    (1)

I =                                  q = It               

• Приходимо до висновку:

Щоб визначити роботу електричного струму на ділянці кола, потрібно напругу на кінцях цієї ділянки помножити на силу струму в ній і час, протягом якого виконувалася робота  ( Слайд 7).

 Одиниця роботи   - джоуль.

Один джоуль дорівнює роботі, що виконується електричним струмом силою 1 А за напруги 1В протягом 1с.

                               1   Дж = 1В·1А·1с

Користуючись формулою (1),  скажіть , які прилади необхідні для вимірювання роботи струму?

А чи існує один спеціальний прилад, який за своєю конструкцією поєднує і вольтметр, і амперметр, і годинник?

Вчитель читає загадку:

Загадка :

Так, він – суворий контролер,

Зі стінки завжди дивиться.

Та тільки світло запали,

Він все собі фіксує,

І скільки світла  витрачав,

Тобі він  порахує.

 

Роботу вимірюють лічильниками  (  слайд 8 і демонстрація лічильника).

Вчитель:

 Під час проходження струму через лічильник усередині нього починає обертатися легкий алюмінієвий диск.

Швидкість його обертання пропорційна силі струму й напрузі.

 

З поняттям потужності ви знайомі з 8 класу. А що називають потужністю, у чому вона вимірюється і як обчислюється?

Але в нас мова йтиме про потужність електричного струму.

Потужність електричного струму – фізична величина, що характеризує здатність електричного струму виконувати певну роботу за одиницю часу.

Або

Потужність електричного струму – фізична величина, що характеризує швидкість виконання роботи ( слайд 9).

Для різних споживачів електричної енергії швидкість виконання роботи електричним струмом різна. Це залежить від типу споживача і напруги, що подається на нього.

P=   =   = UI

P = UI            ( 2)

Потужність електричного струму визначається добутком напруги на кінцях ділянки кола і сили струму в цій ділянці. (слайд 9)

 

 

Одиницею потужності є   ват. З формули (2) випливає , що 1Вт = 1В·1А = 1В·А

Існують також кратні й частинні одиниці вимірювання потужності :гектоват, кіловат,мегават, гігават.

1 гВт = 100 Вт

1 кВт = 1 000 Вт

1 МВт = 1 000 000 Вт

1 ГВт = 1 000 000 000 Вт

Потужність вимірюють ватметром ( слайд 10). Але не кожний з вас зуміє ним скористатися, тому виміряти потужність можна іншим способом. Як саме?

Щоб виміряти потужність електричного струму в колі, потрібні амперметр і вольтметр.

7. Робота з підручником.

 Таблиця потужностей деяких електричних приладів   (стор.81).

Вчитель:

Так як побутові прилади розраховано на напругу 220 В, але на різну силу струму, то і потужність споживачів електроенергії різна, тому швидкість виконання  однієї і тієї самої роботи різна.

8. Розв´язування задач. Використання набутих знань на практиці.

Задача 1 . (слайд 12)

В електроосвітлювальну мережу увімкнули електрообігрівач потужністю 2 кВт. Яку роботу виконає електричний струм протягом 10 годин ?

Дано:

Р = 2 кВт = 2000 Вт        Р = ; А = Р·t

           t = 10 год = 36000 с       А = 2000 Вт·36000 с = 72000000 Дж = 72МДж                         

А - ?

Вчитель:

А хіба користуючись лічильником,  ми вимірюємо у  джоулях? А в чому тоді? А як пояснити наш результат і як перейти у кіловат – години?

  З визначення потужності випливає формула роботи   

 А = Р·t = 2 кВт · 10 год = 20 кВт·год

    Який висновок зробите ?

               1 Дж = 1 Вт·1 с = 1 Вт·с

              1 кВт·год =   1000 Вт ·3600 с = 3 600 000 Дж = 3,6 МДж

 

 Покази лічильника, що вимірює спожиту приладами у квартирі електричну енергію (роботу електричного струму), виражено саме в  кіловат-годинах.

( дивимося на форзац у книжку, обговорюємо витрати електроенергії)

 

За використання електроенергії ми сплачуємо гроші. Для розрахунку коштів ми будемо застосовувати формулу:

 

 Вартість = робота · тариф.

 

Давайте обчислимо вартість спожитої електроенергії у попередній задачі,  при тарифі   28 коп за 1 кВт · год.

Дано:

Р = 2 кВт = 2000 Вт        Р = ; А = Р·t

        t = 10 год = 36000 с          А = 2000 Вт·36000 с = 72000000 Дж = 72МДж                         

        тариф – 90коп=0,9грн     А = Р·t = 2 кВт · 10 год = 20 Квт·год

                                                       Вартість = робота · тариф.

                     А - ?                           Вартість = 20 кВт·год·0,9 грн =18 грн

              Вартість -?                          

     Відповідь : 18 грн 

Вправа 33(3). (учні розв´язують самостійно з подальшим коментаріями).

Вправа  33(5) . ( учні розв´язують біля дошки).

9.  Закріплення вивченого матеріалу.

1. Як визначають роботу електричного струму?
2. Як визначають потужність?
3. Назвіть одиниці вимірювання роботи й потужності.

 

10.    Підсумок уроку.

Інтерактивна вправа «Незакінчені речення».

Учитель формулює незакінчене речення і пропонує учням висловитися, щодо підсумку уроку, закінчуючи його. Кожний наступний учасник обговорення повинен починати свій виступ із запропонованої формули. Учні працюють з відкритими реченнями:

«На сьогоднішньому уроці ми дізналися…», «На сьогоднішньому уроці найважливішим відкриттям для мене було…»

11. Домашнє завдання.

Опрацювати §33. Виконати впр. 33 (7)