Презентация по теме: "Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца"

Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца

Актуализация знаний.

• 1. Какую работу совершит ток силой 5 А за 2 с при напряжении в цепи 10 В?
• 2. Какие три величины связывают закон Ома?
• 3. Как формулируется закон Ома?
• 4. Что представляет собой электрический ток в металлах?
• 5. Какова зависимость силы тока от напряжения?
• 6. Как выразить работу тока за некоторое время?
• 7. Как рассчитать мощность электрического тока?
• 8. При каком соединении все потребители находятся при одной и той же силе тока?

Проверим…

1. Какую работу совершит ток силой 5 А за 2 с при напряжении в цепи 10 В?

(100 Дж)

2. Какие три величины связывают закон Ома?

(I, U, R; сила тока, напряжение, сопротивление.)

3. Как формулируется закон Ома?

(Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.)

4. Что представляет собой электрический ток в металлах?

(Эл-ий Ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов )

5. Какова зависимость силы тока от напряжения?

( Во сколько раз увеличивается напряжение в цепи, во столько же раз увеличивается и сила тока)

6. Как выразить работу тока за некоторое время?

( А=U*I*t )

7. Как рассчитать мощность электрического тока?

(P=U*I)

8. При каком соединении все потребители находятся при одной и той же силе тока?

(При последовательном соединении)

Почему же проводники нагреваются?

Рассмотрим на примере движении одного электрона по проводнику

Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение

электронов. Провод - это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь»

между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам , заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия

ионов увеличивается, следовательно увеличивается внутренняя энергия проводника ,

и следовательно его температура. А это и значит что, проводник нагревается

БАТАРЕЯ

От каких величин зависит нагревание проводника?

Многочисленные опыты показывают, что чем больше сила тока в проводнике тем и количество теплоты выделившееся в проводнике будет больше. Значит нагревание проводника зависит от силы тока (I).

Но не только сила тока отвечает за то, что выделяется большое количество теплоты.

Был проведен эксперимент.

I 1 =I 2 =I 3

Q 1 ≠Q 2 ≠Q 3

А

никелин

сталь

медь

Следовательно количество теплоты зависит не только от силы тока, но и от того, из какого вещества изготовлен проводник. Точнее - от электрического сопротивления проводника (R)

А

никелин

сталь

медь

Вещество

Медь

Удельное сопротивление

Нагрев проводника

0,017

Сталь

Ом мм 2 /м

слабый

Никелин

0,1

средний

0,42

сильный

Чтобы проводник нагревался сильнее,

он должен обладать большим удельным сопротивлением

Сделаем вывод

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении через него электрического тока, прямо пропорционально сопротивлению R проводника, квадрату силы тока I и времени t, в течение которого поддерживается ток в проводнике. Этот закон, носящий название закона Джоуля – Ленца, можно выразить следующей формулой:

Q=I 2 Rt

Q – количество теплоты - [Дж]

I – сила тока – [A]

R – сопротивление – [Ом]

t – время – [c]

Количество теплоты электрического тока равно работе электрического тока.

Решим задачу

Определить количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 35 Ом, в течении 5 минут. Сила тока в проводнике 5 А.

Дано:

Решение:

Си

R=35 Ом

Q=I 2 Rt

-

Q= (5A) 2 . 35 Ом . 300 с = 262500Дж =

300 с

t=5 мин

-

I=5 А

= 262,5 кДж

Q= ?

Ответ: Q=262,5 кДж

• Задача №2
• Известно, что безопасным для человека является постоянный ток 100 мкА. Какое количество теплоты выделится за 1 мин в теле человека при прохождении тока от конца одной руки до конца другой руки (при сухой коже), если сопротивление этого участка равно 15000 Ом?

В-1

В-2

• Как называют единицу работы электрического тока: А. Ампер (А); Б. Ом (Ом); В. Ньютон (Н);

У. Джоуль (Дж); Д. Вольт (В);

1. Как называют единицу мощности электрического тока: А. Джоуль (Дж); У. Ватт (Вт); В. Ом (Ом); Г. Вольт (В); Д. Ампер (А);

2. Необходимо измерить силу тока в лампе и напряжение на ней. Как следует включить к лампе амперметр и вольтметр: А. A и V последовательно; Б. A и V параллельно; С. А послед.V паралл.; Г. А паралл. V последов;

2. Для измерения силы тока в лампе и напряжения на ней в цепь включают амперметр и вольтметр. Какой из этих приборов должен быть включен параллельно лампе: А. Только А; Б. А и V; С. Только V;

3. Определите работу эл. тока на участке цепи за 5 с. При напряжении 10 В и силе тока 2 А: К. 10 Дж; Л. 20 Дж; П. 100 Дж; Р. 500 Дж.

Г. Ни А, ни V;

3. Найдите мощность тока в лампе, при напряжении 20 В и силе тока 5А О. 10 Вт; П. 100 Вт; Л. 50 Вт; Ж. 20 Вт.

4. Сопротивление спирали 4 Ом, сила тока в ней 2 А. Какова мощность эл. тока: С. 100 Вт; Д. 80 Вт; Е. 160 Вт; З. 120 Вт.

Напряжение на концах проводника 6 В, его сопротивление 3 Ом. Чему равна работа тока за10 с.: Е. 120 Дж; Ж. 100 Дж; З. 20 Дж; И. 60 Дж.

5. Какими приборами измеряют работу эл. тока: Ф. Амперметром; Ц. Вольтметром; Ч. Ваттметром; Х. Электрическими счетчиками.

5. Каким прибором измеряют мощность эл. тока: Ч. Амперметром; Р. Вольтметром; Х. Ваттметром; Л. Электрическими счетчиками.

Домашнее задание

§53 вопр., выуч.опред., упр. 27(1)