Главная / Физика / Розробка уроку фізики "Закон Джоуля – Ленца. Електронагрівальні прилади.Шляхи енергозбереження"

Розробка уроку фізики "Закон Джоуля – Ленца. Електронагрівальні прилади.Шляхи енергозбереження"


Тема: Кількість теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом.

Закон Джоуля – Ленца. Електронагрівальні прилади.

Мета:

  • Вивчити теплову дію електричного струму та формулу для розрахунку кількості теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом, сформувати вміння застосовувати цю формулу на практиці, розширити політехнічний кругозір учнів, формувати вміння переносити знання і способи дій у частково змінені або нові ситуації (творчі вправи), розглянути проблеми електропостачання; розвивати навички пошукової діяльності учнів;

  • Удосконалювати уміння використовувати отриманих на уроці знань у повсякденному житті.

  • Сприяти вихованню дбайливого ставлення до природи, привчати до раціонального використання природних ресурсів.

Створити умови для розвитку уяви, спостережливості, логічного мислення, пам’яті


Тип уроку:урок формування навичок та вмінь.

Обладнання: джерело струму, трансформатор Тесла, проектор, комп’ютер, електроприлади.


Хід уроку.

  1. Організаційний момент. Підготовка класу до уроку

  2. Актуалізація опорних знань.

Сьогодні на уроці ми познайомимося з тепловою дією електричного струму і використанням цього явища в побуті й техніці, спробуємо за допомогою одержаних знань взяти участь у пошуках вирішення проблем енергопостачання.

Ключове слово уроку

  • Давайте з’ясуємо ключове слово нашого уроку, розгадавши невеликий кросворд:

  1. Розділ фізики, що вивчає електричні явища (елекТрика).

  2. Негативно заряджена частинка, що своїм рухом створює електричний струм (елЕктрон).

  3. Величина, що характеризує протидію електричному струму в провіднику (оПір).

  4. Одиниця вимірювання заряду (куЛон).

  5. Величина, що дорівнює добутку напруги, сили струму та часу його проходження (робОта).

  6. Впорядкований рух заряджених частинок (сТрум).

  7. Величина, що визначається відношенням роботи до заряду (нАпруга).

  • Отже, ключове слово нашого уроку — ТЕПЛОТА.

1












2











3









4









5












6










7







3. Перевірка знань.

А)Мозковий штурм(Слайд 3)

Зараз за 3 хвилини вам необхідно відтворити знання, які необхідні для подальшого вивчення нового матеріалу. Для цього вам потрібно відповісти на запитання:

(після виконання роботи – взаємоперевірка за слайдом 3) Згадайте, будь ласка:

  1. В яких одиницях системи СІ вимірюють роботу електричного струму? (Дж)


  1. Як називається прилад, який ми використовуємо вдома, для визначення використаної енергії? (електролічильник)


  1. Чи пов’язана робота струму з потужністю електричних приладів? Якщо так, то як саме? (А=Рt)


  1. Що характеризує потужність? (потужність – це робота електричного струму за одиницю часу)


  1. Де записана потужність електричних приладів? (у паспорті приладу, на самому приладі)


Б) Знайдіть помилки (робота в групах - виправити помилки на карточках у формулах

(Після виконання завдання групи обмінюються відповідями та перевіряють їх за слайдом 5)

Додаток 1.

4. Повідомлення теми уроку, мотивація навчання .

  • Запишемо в зошитах тему нашого уроку: «Кількість теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом. Закон Джоуля – Ленца. Електронагрівальні прилади».

  • Нам уже відомо, що внаслідок проходження електричного струму провідник нагрівається. Давайте спробуємо пояснити, чому це так відбувається?(відеоролик)

  • Нагрівання провідника КОРИСНЕ чи ШКІДЛИВЕ?

  • Від чого залежить кількість теплоти, що виділяється у провіднику зі струмом?

5.Вивчення нового матеріалу, початкове його осмислення (за слайдами презентації).

Розгляньте прилади,що знаходяться на демонстраційному столі. Всі їх можна об’єднати одним виразом «…які?……….прилади».

Що ми спостерігаємо при їх роботі?? Чому так відбувається? Відеоролік

(уся енергія електронів перетворюється у внутрішню енергію провідника і його температура підвищується)


  • В яких приладах використовують цей ефект?

(у електронагрівальних – праска, чайник, бігуді, кип’ятильник, тостер, гриль, ел.плита та ін..)


  • В яких пристроях такий ефект небажаний? (провода, електричні двигуни та ін..)


Тому нам необхідно знати від чого залежить кількість теплоти, яка виділяється у провіднику при проходженні електричного струму, щоб або підсилити тепловий ефект електричного струму, або звести його до мінімуму.

(Пояснення з презентацією)

Дане питання було вирішене експериментально англійським вченим Джеймсом Джоулем у 1841 році, а у 1842 році російським вченим-конструктором Емілієм Ленцом.


Вони встановили, незалежно один від одного, що кількість теплоти, що виділилася у провіднику при проходженні електричного струму залежить від квадрату струму, опору провідника, часу проходження струму по провіднику.

Таким чином, кількість теплоти, що виділяється провідником, дорівнює роботі струму, яка обчислюється за формулою: Q=A

Q= I²Rt - Цей запис носить назву закону Джоуля-Ленца.

Як ще можна переписати математичний запис закону ? (Q=IUt; Q= Pt)

Спробуємо прочитати цю формулу реченням, тобто з’ясуємо фізичну суть даного закону.

( робота з підручником)

«Кількість теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом, пропорційна квадратові сили струму, опорові провідника й часові проходження струму».

Від яких величин залежіть кількість теплоти, яка виділяється в провіднику при проходженні струму?


Демонстрація1. (схему з’єднання збирає один з учнів : послідовне з’єднання джерела струму, лампи, реостата, амперметра; приєднується вольтметр на лампочку)


Багаточисленні досліди показують, що чим більша сила струму у провіднику тим більше нагрівається провідник. Щоб установити, від чого залежить робота електричного струму, скористаємося установкою з лампою накалювання. Змінюючи опір реостата, демонструємо різне світіння лампи. Помічаємо значення сили струму й напругу в цих випадках. Очевидно, чим яскравіше світиться лампа, тим більше виділяється в ній енергії і, отже, тим більшу роботу виконує електричний струм. Звертаємо увагу, що саме цьому випадку відповідають і великі значення сили струму й напруги.

Значить нагрівання провідника залежить від сили струму.

Але не тільки сила струму відповідає за нагрівання провідника., ще й опір.

  1. Первинне засвоєння нового матеріалу.

Завдання на засвоєння розуміння закону (Слайд17)

  • Який із двох резисторів нагріється більше при однакових умовах?

2 Ом 4 Ом ( резистор з опором 4 Ом, бо Q R)


мал. 1

  • Який із двох резисторів нагріється більше при однакових умовах?

2 Ом


4 Ом


( у резисторі з опором 2 Ом, бо струм у цій ділянці буде більший т.як напруга однакова при паралельному зєднання провідників) – визвати учня до дошки для вирішення задачі.




Заповнюємо таблицю, для закріплення формули закона Джоуля-Ленца

( в групах)(Слайд18) Додаток2


7. Узагальнення знань.

Продовжимо. Об’єднаємося у групи по 4 чоловіки - дві сусідні парти.

Розгляньте, будь ласка, прилади на демонстраційному столі.

Кожна група вибирає собі прилад та заповнює табличку. Один із представників групи розповість про свій прилад класу. На виконання завдання у вас 5 хвилин.


Завдання групі:

  • Як називається прилад?

  • Який фізичний принцип лежить у основі роботи приладу?

  • Запишіть основні технічні характеристики приладу ( з паспорту чи на самому приладі).

  • Розрахуйте кількість теплоти, що передав електричний струм при проходженні через нагрівальний елемент приладу за 10 хвилин (запишіть розрахунок у вигляді задачі)

Додаток3

назва приладу

фізичний принцип дії

основні технічні характеристики приладу

кількість теплоти за

10 хв.

Прилади для учнів: електропраска, електрокип’ятильник, електрощипці для волосся, фен, електричний чайник, електрична паяльник.

А тепер презентуйте ваші прилади.

Добре. Я хочу познайомити вас ще з одним електронагрівальним приладом, з яким ви зустрічаєтеся дуже часто - електрична лампа розжарювання (демонстрація лампи).

(Слайд 19-25)

Лампа розжарювання - електричний джерело світла, в якому тіло (тугоплавкий провідник, зараз використовують вольфрам), поміщене в прозору вакуумну або заповнену інертним газом посудину, нагрівається до високої температури за рахунок протікання через нього електричного струму (теплова дія струму), у результаті чого випромінює в широкому спектральному діапазоні, в тому числі видиме світло. Чим менше температура розігрітого провідника, тим менше частка видимого світла, і тим більше "червоним" здається випромінювання.

Та чи лише такими лампами ми користуємося зараз?


Зробимо невеличкий екскурс в історію виникнення ламп освітлення, переглянувши відео фрагмент (презентацію) і по ходу перегляду фрагменту будемо заповнювати таблицю №2, що у вас на парті.

Додаток4

Вид лампи

Лампа розжарювання



Переваги




Недоліки




Вплив на оточуюче середовище





Вид лампи

Лампа розжарювання

Люмінісцентні

Світлодіодні лампи

Переваги

Сама розповсюджена, ціна,

проста будова, підключення освітлення миттєве, легка утилізація

Більший строк служби, більший світовий ККД, компактність, цоколь як у лампи розжарювання, менші затрати енергії

Малі у розмірах, економічні, безпечні у використанні, довговічні,прості в утилізації

Недоліки

Випромінює жовто-червоне світло, низький ККД 4% , служить не довго, крихка, сильно нагрівається, більша частина енергії йде на нагрів провідника

Складна конструкція, мерехтіння лампи, не використовують для освітлення механізмів, які передвигаються, труднощі при утилізації, висока ціна, довгий час для повноцінного включення

вартість

Вплив на оточуюче середовище

Велика затрата енергії

Втома очей, вміст парів ртуті

--

Ми переглянули фільм про різні види ламп, що використовуються для освітлення як у побуті, так і на підприємствах.

Звернемо увагу ще раз на переваги та недоліки ламп.

Скажіть, будь ласка, а які лампи у вас дома? Чому саме такі?

Як ви вважаєте, чи потрібно замінювати всі лампи розжарювання на енергозберігаючі і чому? (коротка довідка: за даними російських та британських вчених люмінесцентні лампи не затримують весь ультрафіолетовий потік, частина його проходить через покрите люмінофором скло, шкідливо впливаючи на оточуючих: викликає захворювання шкіри, особливо у людей з чутливої шкірою, немовлят; мерехтіння таких ламп призводить до втоми очей, може викликати психічні розлади).

Навіщо взагалі ми переглянули цей запис?

Чи важливо для вас який вплив чинить прилад на вас, оточуюче середовище?

Скільки зайвої енергії ми витрачаємо , не замислюючись над цим.



Пропоную кожній групі підрахувати яку роботу виконує ввімкнутий прилад та скільки коштів витрачається на його роботу протягом певного часу.


(Робота в групах)

Розрахуйте скільки електричної енергії даремно витрачається при роботі електроприладу.(Додаток 5)


Розглянемо рішення задачі кожної групи (виступ представника групи з записом на дошці) і знайдемо скільки можна з економити електроенергії разом.


Чи варто замислюватися над проблемою енергоекономії, енергоефективності та можливості енергозбережливості? Давайте спробуємо внести свої пропозиції у плани економії електроенергії.

(Робота в групах)

Діти працюють в групах , створюючи колективний колаж з теми «Проблеми енергозбереження та шляхи їх розв’язання»



Виступ з груп «Пропозиції по енергозбереженню»

  1. Підведемо підсумок уроку

На уроці ми познайомилися з явищем виділення теплоти в провіднику зі струмом і його практичним застосуванням у лампах розжарювання й електронагрівальних приладів. Але головне — зрозуміли, наскільки важливо вміти раціонально й ощадливо користатися електричною енергією. Сподіваємося, що у своєму подальшому житті ви будете використовувати отримані уроки енергозбереження.


  1. Домашнє завдання : п.16,17 читати,стор 134-135 підручника Божинова №5,6,7,8,10,11,14 розвязати.





















Додаток1


I=U*R

P=A*t

U=I/R

I=U/R

P=U*I

A=I/Ut

I=q/t

I=UIt

Ом=В*А

Дж=А*В*с

А=В/Ом

Вт=А/Ом

I=U*R

P=A*t

U=I/R

I=U/R

P=U*I

A=I/Ut

I=q/t

I=UIt

Ом=В*А

Дж=А*В*с

А=В/Ом

Вт=А/Ом

I=U*R

P=A*t

U=I/R

I=U/R

P=U*I

A=I/Ut

I=q/t

I=UIt

Ом=В*А

Дж=А*В*с

А=В/Ом

Вт=А/Ом

I=U*R

P=A*t

U=I/R

I=U/R

P=U*I

A=I/Ut

I=q/t

I=UIt

Ом=В*А

Дж=А*В*с

А=В/Ом

Вт=А/Ом

I=U*R

P=A*t

U=I/R

I=U/R

P=U*I

A=I/Ut

I=q/t

I=UIt

Ом=В*А

Дж=А*В*с

А=В/Ом

Вт=А/Ом

I=U*R

P=A*t

U=I/R

I=U/R

P=U*I

A=I/Ut

I=q/t

I=UIt

Ом=В*А

Дж=А*В*с

А=В/Ом

Вт=А/Ом











Додаток2

I

R

t

Q

2

5

1



4

5

2000

3


1

90

2

5


400

I

R

t

Q

2

5

1



4

5

2000

3


1

90

2

5


400

I


R

t

Q

2

5

1



4

5

2000

3


1

90

2

5


400

Додаток3

назва приладу

фізичний принцип дії

основні технічні характеристики приладу

кількість теплоти за

5 хв.






назва приладу

фізичний принцип дії

основні технічні характеристики приладу

кількість теплоти за

5 хв.






назва приладу

фізичний принцип дії

основні технічні характеристики приладу

кількість теплоти за

5 хв.






назва приладу

фізичний принцип дії

основні технічні характеристики приладу

кількість теплоти за

5 хв.

























Додаток4



Лампа розжарювання

Люмінісцентні

Світлодіодні лампи

Переваги




Недоліки




Вплив на оточуюче середовище






Лампа розжарювання

Люмінісцентні

Світлодіодні лампи

Переваги




Недоліки




Вплив на оточуюче середовище






Лампа розжарювання

Люмінісцентні

Світлодіодні лампи

Переваги




Недоліки




Вплив на оточуюче середовище






Лампа розжарювання

Люмінісцентні

Світлодіодні лампи

Переваги




Недоліки




Вплив на оточуюче середовище






Додаток5

Група №1

Розрахуйте скільки електричної енергії даремно витрачається роботою комп’ютера протягом 8годин. Потужність вказана у таблиці

  • 1кВт*год=30,84 коп.

Група №2

Розрахуйте скільки електричної енергії даремно витрачається лампочками за 6 перерв по15хв? Енергозберігаючі -11 Вт, лампи розжарювання 75 Вт– класі.

  • 1кВт*год=30,84 коп.


Група №3

Розрахуйте скільки електричної енергії при роботі телевізора протягом 6 годин?.

Потужність вказана у таблиці

  • 1кВт*год=30,84 коп.



Назва електроприлада

Потужність в ВТ

1

Блендер

до 500

2

Вентилятор

750-1700

3

Вытяжка (вентиляция)

500-1000

4

Кофеварка

800-1500

5

Компьютер

400-750

6

Кондиционер

1000-3000

7

Кухонный комбайн

до 100

8

Мясорубка

500-1000

9

Микроволновая печь

850

10

Миксер

до 500

11

Обогреватель

1000-2400

12

Пылесос

400-2000

13

Стиральная машина

3500

14

Соковыжималка

до 1000

15

Телевизор

100-350

16

Утюг

500-1500

17

Фен для волос

450-2000

18

Электрочайник

1000-2000

19

Электробритва

до 100

20

Электролампы

20-250

21

Электроплита

1100-9500

22

Холодильник

200-600






Назва електроприлада

Потужність в ВТ

1

Блендер

до 500

2

Вентилятор

750-1700

3

Вытяжка (вентиляция)

500-1000

4

Кофеварка

800-1500

5

Компьютер

400-750

6

Кондиционер

1000-3000

7

Кухонный комбайн

до 100

8

Мясорубка

500-1000

9

Микроволновая печь

850

10

Миксер

до 500

11

Обогреватель

1000-2400

12

Пылесос

400-2000

13

Стиральная машина

3500

14

Соковыжималка

до 1000

15

Телевизор

100-350

16

Утюг

500-1500

17

Фен для волос

450-2000

18

Электрочайник

1000-2000

19

Электробритва

до 100

20

Электролампы

20-250

21

Электроплита

1100-9500

22

Холодильник

200-600





Назва електроприлада

Потужність в ВТ

1

Блендер

до 500

2

Вентилятор

750-1700

3

Вытяжка (вентиляция)

500-1000

4

Кофеварка

800-1500

5

Компьютер

400-750

6

Кондиционер

1000-3000

7

Кухонный комбайн

до 100

8

Мясорубка

500-1000

9

Микроволновая печь

850

10

Миксер

до 500

11

Обогреватель

1000-2400

12

Пылесос

400-2000

13

Стиральная машина

3500

14

Соковыжималка

до 1000

15

Телевизор

100-350

16

Утюг

500-1500

17

Фен для волос

450-2000

18

Электрочайник

1000-2000

19

Электробритва

до 100

20

Электролампы

20-250

21

Электроплита

1100-9500

22

Холодильник

200-600


Розробка уроку фізики "Закон Джоуля – Ленца. Електронагрівальні прилади.Шляхи енергозбереження"
  • Физика
Описание:

Мета:

ü    Вивчити теплову дію електричного струму та формулу для розрахунку  кількості теплоти, що виділяється в провіднику зі струмом, сформувати вміння застосовувати цю формулу  на практиці, розширити політехнічний кругозір учнів, формувати вміння переносити знання і способи дій у частково змінені або нові ситуації (творчі вправи), розглянути проблеми електропостачання; розвивати навички пошукової діяльності учнів;

ü    Удосконалювати уміння використовувати отриманих на уроці знань у повсякденному житті.

ü    Сприяти вихованню дбайливого ставлення до природи, привчати до раціонального використання природних ресурсів.

Створити умови для розвитку уяви, спостережливості, логічного мислення, пам’яті

 

Тип уроку:урок формування навичок та вмінь.

Обладнання: джерело струму, трансформатор Тесла, проектор, комп’ютер, електроприлади.

Автор Беззабарная Елена Ивановна
Дата добавления 09.01.2015
Раздел Физика
Подраздел
Просмотров 542
Номер материала 47015
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓