Урок " Теплова дiя струму.Закон Джоуля-Ленца. "

Тема.  Електронагрівальні прилади. Закон Джоуля-Ленца.

Мета уроку:

• спираючись на знання, отримані раніше, аналітично встановити зв’язок теплової енергії, що виділяється у провіднику з силою струму та опором провідника;
• організувати ознайомлення учнів з тепловою дією електричного струму на провідник та з використанням цього явища на практиці;
• сформулювати закон Джоуля-Ленца;
• сприяти засвоєнню закону Джоуля-Ленца.
  • удосконалювати уміння використовувати отриманих на уроці знань у повсякденному житті.
  • сприяти вихованню дбайливого ставлення до природи, інтересу до вивчення фізики,спостережливості,уважності.
  • Створити умови для розвитку уяви, спостережливості, логічного мислення, пам’яті.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання: демонстраційні електронагрівальні побутові прилади, комплект мультимедійного обладнання,   картки, презентація PowerPoint.

Методи та прийоми: метод «мозкового штурму»,  , «екскурс у минуле».

ХІД УРОКУ

Організаційна частина

        «Набув знань-пристосуй до діла,

          Знання без діла-тяжка ноша. »                                     

Сьоодні поговоримо про струми-

І про джерела, й  схеми.

Та нагрівання проблеми.

Про вчених, чиї розуми та руки

Залишили свій крок науки,

Про прилади і ланцюгів закони,

Кулони, Вольти, Джоулі та  Оми.

Розв’яжемо, розповімо, зберемо,

І з користю ми час свій проведем!

Мотивація уроку.

  -  Сьогодні ви переконаєтесь знання,які ви отримаєте протягом сьогоднішнього уроку потрібно мати кожному.    

Чи будете ви хазяїном власної фірми або хазяїном приватного підприємства або просто гарним господарем власного будинку, вміння, що ви отримаєте сьогодні, матимуть практичну цінність. Бо, чи можете ви собі уявити сьогодні своє життя без електричної енергії? – Ні! А без побутових електронагрівальних приладів ?

План уроку. 

1.  Організаційна частина. 
2.  Актуалізація знань ( мозковий штурм, хто швидше)

3Теплова дія струму в провіднику.

3. Закон Джоуля-Ленца.

4.1Принцип дії електронагрівальних приладів.

.4.2Історія відкриття лампи  розжарювання

 4.3Коротке замикання

 4.4 Запобіжники

5. Робота в групах(обчислення кількості теплоти,яка виділяється електронагрівальними приладами)

    6. Систематизація знань(інтерактивна вправа «Незакінчене речення».

  Зверніть увагу, на столі лежать побутові прилади, якими ви користуєтесь майже щодня, Які ж це прилади? ( фен, кип’ятильник,електроплитка, праска,      ,   -Що їх об’єднує ?

• На що ви спирались, коли робили свій вибір?
• Яка дія електричного струму проявляється у зазначених приладах? (теплова) Саме про теплову дію струму ми і будемо сьогодні говорити.

Актуалізація опорних знань

(Мозковий штурм)

Зараз за 5 хвилин вам необхідно відтворити знання, які необхідні для подальшого вивчення нового матеріалу. Для цього вам потрібно відповісти на запитання:

СЛАЙД

1. Яку роботу виконає струм силою 5А за 2 с при напрузі в колі 10 В?

 (100 Дж)

2. Які три величини пов’язані у законі Ома?

(I, U, R; сила струму, напруга, опір.)

3. Як формулюється закон Ома?

(Сила струму на ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки кола та обернено пропорційна її опору.)

4. Що таке електричний струм у металах?

(Електричний струм у металах це впорядкований рух електронів )

5. Яка залежність сили струму від напруги?

( У скільки разів збільшується напруга в колі , у стільки ж разів збільшується і сила струму.)

6. Як виразити роботу струму за деякий час?

               ( А=U*I*t )

7. Як розрахувати потужність струму?

(P=U*I)

8. При якому поєднанні усі споживачі електричного струму знаходяться при однаковій силі струму?

(При послідовному)

Завдання №2. Знайди помилку?(Робота в групах)

Учитель: Зараз об'єднайтеся у групи по 4 учня і попрацюємо із картками.

Знайдіть помилки , виправте їх, а також формулу, з якою ви ще не зустрічалися при вивченні електричного струму

(СЛАЙД, завдання на картках).  

СЛАЙД. А зараз увага на екран. (самоперевірка)

Пояснення нового матеріалу

Учитель:Так. Саме про кількість теплоти, що виділяється у провіднику при проходженні струму, ми сьогодні і будемо говорити. Проаналізуємо від чого вона залежить, тому що з проблемою виділення тепла провідником ми стикаємося постійно у повсякденному житті,

- Сьогодні ви будете виступати у ролі вчених, які виводять нові закони,          .

Давайте разом спробуємо відповісти на запитання «Чому ж провідник зі струмом нагрівається?»

СЛАЙД. А зараз увага на екран. (самоперевірка)

Пояснення нового матеріалу

Учитель:Так. Саме про кількість теплоти, що виділяється у провіднику при проходженні струму, ми сьогодні і будемо говорити. Проаналізуємо від чого вона залежить, тому що з проблемою виділення тепла провідником ми стикаємося постійно у повсякденному житті,

- Сьогодні ви будете виступати у ролі вчених, які виводять нові закони,          .

Давайте разом спробуємо відповісти на запитання «Чому ж провідник зі струмом нагрівається?»

 Нам потрібно знати від яких величин залежіть кількість теплоти, яка виділяється в провіднику при проходженні струму. Ці знання допоможуть або збільшити тепловий ефект дії струму, або звести його до мінімуму.

Багаточисленні досліди показують, що чим більша сила струму у провіднику тим більше нагрівається провідник.  Значить нагрівання провідника залежить від сили струму.

Але не тільки сила струму відповідає за нагрівання провідника.

Був проведений експеримент. СЛАЙД

За схемою, що зображено на слайді склали електричне коло і спостерігали, в результаті провідники нагрілись по різному. Більше нагрівся провідник, який мав найбільший питомий опір. СЛАЙД

Зробимо висновки:

Кількість теплоти, яка виділяється у провіднику зі струмом залежить від сили струму в цьому провіднику, часу протікання сили струму в провіднику та його електричного опору. СЛАЙД

Закон,  що визначає теплову дію струму був експериментально відкритий англійським вченим Джоулем Джеймсом Прескоттом в 1841р та через рік  російським Ленцом Эмілієм Христиановичем . Наперед хочу повідомити, що ці вчені працювали не залежно один від одного тому що жили в різних країнах.  

Вправа  «Хто швидше»

А зараз ми також з вами спробуємо побути у ролі вчених та вивести формулу – математичний запис закону Джоуля-Ленца. Знаючи формулу для розрахунку роботи струму , скориставшись простими математичними викладеннями. Працюємо самостійно в зошиті. Находимо значення Q? Виражаючи його залежність через І, R (на дошці записані формули без порядку)

A=Q    I= U/ R

A=IUt

U=IR  Q=IUt IIRt=I²Rt

Релаксація.

Ми вже неодноразово говорили сьогодні про застосування теплового явища струму в електронагрівальних приладах. ТОЖ розглянемо принцип дії приладів. Увага (відеоролик).

електронагрівальні прилади та установки;

електрична лампочка

Проте звичайна лампа розжарювання це вже навіть не вчорашній день, а минуле століття. На вчорашній день вже відходять енергозберігаючі лампи, до речі дуже небезпечні із-за вмісту в них ртуті. Альтернативними є світлодіодні  ЛЕД лампи з 90% економією електроенергії та 50 тис. годин роботи. І вже більшість розвинених країн світу широко їх використовують.

Коротке замикання, запобіжники (відеоролик) , слайд

Призначення запобіжників – відразу вимкнути лінію, якщо сила струму раптом стане більшою від допустимої норми.

Переходимо до наступного пункту нашого плану уроку.

Робота в групах (обчислення виділеної кількості теплоти приладами)

•   .

Закріплення нового матеріалу

Фізичний диктант (прийом «Незакінчене речення»)

1.Кому належить закон про теплову дію струму ?…     (Джоулю і Ленцу)

2.Знаючи силу струму та напругу на кінцях провідника, можна обрахувати?

                                                                                                                   (опір)

3.Пристрій, що розмикає електричне коло, якщо сила струму в ньому перебільшує допустиме значення (запобіжник)

4. Дія яких приладів побудована на законі Джоуля-Ленца? (електронагрівальних)

5. Коротке замикання виникає, якщо…      (малий опір)

6.Нагрівальний елемент виготовляють із матеріалу з…(великим опором)

7.Формулазакона Джоуля-Ленца…               (Q = I²·R·t)

Обміняйтесь зошитами із сусідом та перевіримо диктант «Взаємоперевірка»(правильні відповіді озвучуються)

Завдання (БЖД – Життєві ситуації)

Учитель: - А зараз ми обговоримо декілька життєвих ситуацій, бо говоримо ми сьогодні про електричний струм, з яким стикаємось кожного дня.

 1 група.    Маша тримає у руках електрощипці та вмикає їх у розетку. Даша питає : "Що ти робиш, Маша"?.

- "Сьогодні дискотека, і я хочу виглядати чудово", при цьому накручуючи волосся на щипці. Що не правильно робить Маша?

2 група На столі стоїть стакан із кип’ятильником. Саша говорить Віктору: "Подивись, чи зігрілась вода"?. Віктор опускає палець у склянку при включеному кип’ятильнику. Чому не можна так робити?

3  група. Коля, виймаючи шнур з розетки від настільної лампи ,взявся не за вилку, а тягне за шнур. Що не правильно зробив Коля?

4. група ".Аня, вимикни, будь ласка світло", - говорить Віра. Аня з вологими руками йде до вимикача. Що не правильно зробила Аня?

Роз’язання розрахункової задачі.

Виставлення оцінок  (листи само оцінювання)

 Рефлексія

 На уроці дізналися…

На уроці ми познайомилися з явищем виділення теплоти в провіднику зі струмом і його практичним застосуванням у лампах розжарювання й електронагрівальних приладів

Домашнє завдання

§22-23,с.99-101 опрацювати, обов’язково відповісти на запитання після §с.101

Хто бажає мати високу оцінку підготувати невеличке повідомлення «Шкідлива дія нагрівальних побутових приладів на людину та навколишнє середовище»