Урок "Закон Джоуля-Ленца. Електричні нагрівальні прилади."

Про матеріал

Розробка уроку з використанням цифрового вимірювального комплексу та прикладного програмного забезпечення.

Урок з використанням комунікацій учнів.

В розробці уроку вміщено практичні вправи (експеримент), задачі.

Перегляд файлу

Тема. Закон Джоуля-Ленца. Електронагрівальні прилади

Тема: Закон Джоуля-Ленца. Електронагрівальні прилади

Мета: сформувати наукове уявлення про теплову дію струму; навчити застосовувати

Закон Джоуля-Ленца: спостерігати та аналізувати теплові явища,

проводити нескладні експерименти з вивчення теплових явищ й пояснювати

отримані результати, познайомити учнів із електронагрівальними пристроям і їх

застосуванням (компетентність до природничих наук );

сформувати практичні вміння учнів складати електричне коло, розвивати логічне мислення та увагу; виховувати спостережливість, охайність (освітня компетентність);

продовжити розвиток умінь в учнів аналізувати інформацію, знайдену самостійно

через мережу Інтернет, подану як в текстовому , так і відео форматі, доходити до

відповідних висновків (інформаційна компетентність);

продовжувати формувати соціальну компетентність учнів через організацію роботи

в малих групах (соціальна і громадянська компетентність).

продовжувати формувати лідерські ініціативи та розуміння практичного

застосування набутих знань (ініціативність і підприємливість)

Основні поняття: кількість теплоти, робота струму.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу

Хід уроку

Організаційний момент.
Актуалізація опорних знань учнів ( заповнити пропуски в таблиці)

№	Назва фізичної величини	Позначення	Одиниці вимірювання	Формула	Прилад
1		І
2	Напруга
3	Робота
4			Вт

Мотивація навчальної діяльності.

Як ви думаєте, яку дію електричного струму ми використовуємо коли взимку вмикаємо електрообігрівач? (відповіді учнів)

Сьогодні на уроці ми розглянемо теплову дію струму. Але це ще не вся тема. Для того , щоб дізнатися іншу частину нашої теми, я пропоную вам відгадати загадки.

Висить груша — не можна з’їсти. (Лампа)

То назад, то вперед, Ходить – бродить пароплав, Як зупиниш – горе , Зробить дірку в морі. ( Праска.)

Що спільного між лампою та праскою? (обидва прилади – електронагрівальні)

Отже, тема нашого уроку:

Закон Джоуля-Ленца. Електронагрівальні прилади.

Вивчення нового матеріалу.

Електричний струм нагріває провідник. Це явище нам добре відоме. Коли в провіднику йде струм, то вільні заряджені частинки, рухаючись під дією електричного поля, зіштовхуються з іншими частинками і передають їм частину своєї енергії. У результаті середня швидкість хаотичного руху частинок речовини збільшується – провідник нагрівається. За законом збереження енергії кінетична енергія, набута вільними зарядженими частинками в результаті дії електричного поля, перетворюється на внутрішню енергію провідника.

Необхідно знати, від чого залежить кількість теплоти, яка виділяється в провіднику при проходженні стуму. Ці знання допоможуть або збільшити тепловий ефект дії струму, або звести його до мінімуму.

Фрагмент відео уроку (Закон Джоуля – Ленца)

В зошит записати формулу Закон Джоуля – Ленца.

Одиниця розмірності кількості теплоти – Дж.

Можна скористатись і іншими формулами для обчислення кількості теплоти Q = UIt та , але лише втому випадку коли на ділянці кола, в якій тече електричний струм, не виконується механічна робота й не відбувається хімічної реакції, а результатом роботи електричного струму є тільки нагрівання провідника.

Теплова дія струму залежить від сили струму та опору провідника.

Перевірити експериментально закон (експеримент)

Визначити кількість теплоти за Закон Джоуля – Ленца.

1 Скласти електричне коло за поданою схемою.

2 Визначити масу води та її температуру.

3 Визначити силу струму в колі та опір нагрівника.

4 Обчислити кількість теплоти яку віддає нагрівник за законом Джоуля –Ленца, та кількість теплоти яку отримала вода.

5 Зробити висновки.

Кількість теплоти, що отримує вода	Кількість теплоти електричного струму. Закон джоуля-Ленца
с = 4200	t = 5 хв = с
m = 90 гр = кг	R = 4 Ом
t₀=	І =
t =	Q = I²Rt, t – час
Q = cmt, t = t – t₀- температура
Q =	Q =
Висновок: (Порівняти кількості теплоти і чому саме такий отримали результат, чи підтвердили, що струм має теплову дію)

Робота з параграфом 35 Дати відповіді на запитання

1 Наведіть приклади електронагрівальних приладів.

2 На якій дії ґрунтується робота всіх електричних нагрівників?

3 Що є основною частиною електронагрівника?

4 Які властивості повинен мати метал, із якого виготовлений нагрівальний елемент?

5 Що може стати причиною надмірного збільшення сили струму в електричному колі? До чого це може призвести?

6 Що таке коротке замикання?

7 З якою метою використовують запобіжники?

Пригадайте, що другою частиною нашої теми були електронагрівальні прилади. Теплова дія струму широко використовується в техніці й побуті. До побутових приладів належать: лампочка, праска, електрична плита, кип’ятильник, фен, електрочайник тощо. У промисловості широко використовують потужні електричні печі для нагрівання деталей, контактне електрозварювання тощо. У сільському господарстві за допомоги електричного струму обігрівають теплиці, інкубатори, сушать зерно, готують корми для тварин.

Робота всіх електричних нагрівників ґрунтується на тепловій дії струму.

Основною частиною будь-якого електронагрівника є нагрівальний елемент – провідник який нагрівається в разі проходження струму.

Щоб уникнути ураження струмом, нагрівальний елемент ізолюють від корпусу нагрівального пристрою.

З’ясуємо причини різкого збільшення сили струму в колі

1 Споживачі в квартирі з’єднані паралельно, тому, якщо увімкнути відразу кілька потужних споживачів, загальний опір кола суттєво зменшується, відповідно сила струму в колі значно збільшується.

2 Різко збільшується сила струму в колі у випадку короткого замикання.

Коротке замикання – з’єднання кінців ділянки кола провідником, опір якого дуже малий порівняно з опором даної ділянки.

Щоб уникнути пожежі у випадку короткого замикання або перевантаження електричного кола, а також не допускати псування споживачів електричної енергії підчас небезпечного збільшення сили струму, використовують запобіжники – пристрої, які розмикають коло, якщо сила струму в ньому збільшиться понад норму.

Дуже небезпечно використовувати несправні запобіжники або саморобні запобіжні пристрої. Якщо в разі збільшення сили струму понад норму коло не розімкнеться, виникне пожежа.

Закріплення нового матеріалу. Розв’язування задач

1. Чому нагріваються провідники, в яких тече струм?

2. Яку кількість теплоти виділяє за 5 с константовий провідник опором 25 Ом, якщо сила струму у колі 2 А? ( 500Дж)

3. Електрокип’ятильник за 5 хв нагріває 0,2 кг води від 14 ⁰С до кипіння за умови, що в його обмотці тече струм силою 2 А. Визначте напругу, подану на електрокип’ятильник. Втратами енергії знехтувати. (120,4 В)