Закон Джоуля-Ленца

Урок №

Дата

Учитель: Свирская И.Ю.

Класс: 8

Предмет: физика

Тема урока: Закон Джоуля-Ленца

Тип урока: Урок усвоения новых знаний.

Цель урока: Изучить закона Джоуля - Ленца.

Планируемые результаты:

Предметные: понимать явление нагревания проводников током, проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперимент по изучению нагревания проводников, объяснять полученные результаты и делать выводы. Применять знания на практике для объяснения принципа работы технических устройств и приборов, обнаруживать зависимость количества теплоты от силы тока, сопротивления и времени.

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о нагревании проводника электрическим током, закон Джоуля-Ленца, постановки цели, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности при нагревании проводников током, регулятивными УУД при решении задач на закон, познавательными УУД на примерах гипотез для объяснения нагревания проводников, выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы, анализировать и излагать его.

Личностные: осознать необходимость самостоятельного приобретения знаний о нагревании проводников электрическим током, законе Дж-Ленца и практическую значимость изученного материала, сформировать познавательный интерес, развивать творческие и интеллектуальные способности, убежденность в познании природы, самостоятельность в приобретении новых знаний, уважительное отношение к творцам науки и техники, друг к другу, к учителю.

Технологии, применяемые при организации учебной деятельности: индивидуальная, коллективная, групповая, технология дифференцированного обучения, технология компьютерного урока.

Оборудование: компьютер, проектор.

Ход урока

Структура урока

1. Проверка домашнего задания, воспроизведение и коррекция опорных знаний учащихся (5мин.).

2. Мотивация учебной деятельности учащихся. Сообщения темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности школьников (до 5 мин.).

3. Восприятие и первичное осознание нового материала, осмысление связей и отношений в объектах изучения (20 мин.).

4. Первичная проверка понимания усвоенного, первичное закрепление усвоенного. (10мин.).

5. Подведение итогов урока (рефлексия) и сообщение домашнего задания (до 5 мин.).

Организационный этап.

Приветствие ребят. Отметить отсутствующих.

Проверка домашнего задания, воспроизведение и коррекция опорных знаний учащихся

На прошлом уроке мы определили работу и мощность электрического тока, а также выяснили какие единицы работы электрического тока применяются на практике.

Давайте повторим основные понятия темы(1 задание).

2 задание – Цепочка формул.

3 задание - Задание на соответствие (работа в группах)

Мотивация учебной деятельности учащихся.

 На слайде находятся электроприборы: утюг, электроплитка, электрическая лампа, электрическая дрель, электрический чайник.
Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний. Чем вы руководствовались, делая выбор?

Восприятие и первичное осознание нового материала, осмысление связей и отношений в объектах изучения.

Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?  (Тепловое.  Они преобразуют электрическую энергию в энергию тепловую – это нагревательные приборы.) Все эти проводники нагреваются  электрическим током. Поэтому тема нашего сегодняшнего урока так и называется –

«Нагревание проводников электрическим током» (проговаривают ученики). «Закон Джоуля-Ленца» (добавляет учитель).

Какую цель вы, ребята, ставите перед собой на уроке?

• Объяснить причину нагревания проводников электрическим током;

• вывести и сформулировать закон Джоуля – Ленца;

• использовать полученные на уроках знания в повседневной жизни;

• научиться применять этот закон для решения задач.

• установить, от чего зависит количество тепловой энергии, выделяющейся на проводнике, по которому идет ток (дополняет учитель).

Ребята, действительно мы с вами уже говорили о действиях, которые оказывает электрический ток: магнитное, химическое, тепловое. Нагревание проводника подтверждает тепловое действие электрического тока.

Как вы считаете, ребята, чем обусловлено нагревание проводника при прохождении по нему электрического тока?

- Свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием электрического тока, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им всю энергию.

В опыте мы убедились, что в неподвижных проводниках вся работа тока идет на увеличение внутренней энергии, в результате чего проводник? .... нагревается .

А как вы думаете, ребята, куда девается потом эта энергия?

- Проводник отдает эту энергию окружающим телам путем теплопередачи.

Значит количество теплоты равно работе тока:

Q=A

Мы уже знаем, что работу тока рассчитывают по формуле:

A=UIt

Следовательно: Q=UIt

Теперь нам необходимо пользуясь законом Ома выразить количество теплоты через силу тока. Мы знаем, что U=IR

Q=IRIt=I2Rt

Q- количество теплоты [Дж]

I - сила тока [А]

R - электрическое сопротивление [Ом]

t - время [c]

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и силы тока.- найти в учебнике.

Итак, ребята, мы с вами выяснили, что любой проводник, по которому идёт электрический ток, нагревается. К этому выводу впервые пришли независимо друг от друга англичанин Джеймс Прескотт Джоуль и русский ученый Эмилий Христианович Ленц. Обращаю ваше внимание, что результаты были получены ими одинаковые. И закон, который мы получили в результате также получил название этих двух ученых – закон Джоуля-Ленца.(Слайд)

Просмотр видео урока Урок 21. сопротивление при последовательном и параллельном соединении проводников. работа электрического тока. закон джоуля—ленца - Физика - 8 класс - Российская электронная школа (resh.edu.ru)

Автобиографические справки

Джоуль Джеймс Прескотт (1818-1889) обосновал на опытах закон сохранения энергии. Установил закон, определяющий тепловое действие электрического тока.

Ленц Эмилий Христианович (1804 -1865)

Один из основоположников электротехники. С его именем связано открытие закона, определяющего тепловые действия тока, и закона, определяющего направление индукционного тока.

Учитель: А теперь нам предстоит ознакомиться с использованием теплового действия тока на практике.

- Назовите самое важное применение теплового действия тока?

• электрическое освещение;

нагревательные приборы:

электрические плитки, утюги, чайники, кипятильники и т.д.

Современную цивилизацию невозможно представить без потребления электрической энергии, т.к. оно легко превращается в другие виды энергии. При использовании электроприборами нужно соблюдать правила техники безопасности и правила эксплуатации прибора.

Электрическая энергия не дается даром. Для ее производства работают многочисленные электростанции. В их топках сгорает ценное топливо, запасы которого очень медленно возобновляются или не возобновляются вообще. Вот почему так важно беречь электроэнергию и не тратить ее впустую. Ученые и инженеры создают электроприборы нового поколения с малым потреблением электроэнергии, изобретают энергосберегающие производственные технологии. Например, энергосберегающие лампы.

Устройство энергосберегающей лампы

Энергосберегающая лампа состоит из 3 основных компонентов: цоколя, люминесцентной лампы и электронного блока. Нити накаливания в такой лампе нет, что увеличивает ее срок службы от 6 до 15 раз. Цоколь предназначен для подключения лампы к сети.

Электронный блок (ЭПРА: электронный пускорегулирующий аппарат) обеспечивает зажигание и дальнейшее горение люминесцентной лампы. Благодаря ЭПРА энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания свойственного обычным люминесцентным лампам. Для уменьшения потерь энергии и размеров Эд Хаммер расположил витки спирали в энергосберегающей лампе дальше друг от друга, сохранив форму обычной лампочки. Площадь поверхности КЛЛ намного больше площади поверхности нити накаливания, а значит, свет в комнате будет распределяться равномернее, что позволит снизить утомляемость глаз. Энергосберегающие лампы дают экономию энергии до 80%. Незначительное тепловыделение позволяет использовать КЛЛ большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона. За свой век люминесцентная лампа экономит 1 тонну выбросов углекислого газа, 4 кг выбросов оксидов серы, 1 кг оксидов азота, 200 л нефти.

Мы с вами должны выявить общую закономерность всех нагревательных приборов. Но для начала нам нужно выяснить, какой из трёх последовательно соединённых проводников, обладающих разным удельным сопротивлением: медного, стального и никелинового, имеющихся у нас на доске, при прохождении по нему тока нагревается сильней?

делается вывод: нагревание проводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем больше он нагревается.

Учитель обращает внимание учащихся на тот факт, что длины и площади поперечного сечения проводников одинаковые.

Учитель: Значит, единственное отличие этих проводников?

– разные удельные сопротивления. Учащиеся делают вывод:

чтобы проводник нагрелся сильней, он должен обладать большим удельным сопротивлением.

Учитель: Используя данные таблицы учебника, учащимся предлагается назвать вещества, наиболее подходящие для изготовления нагревательного элемента.

Постановка проблемного вопроса.

Удельное сопротивление вольфрама в два раза меньше, чем железа. Почему же именно вольфрам используется в качестве нити накала в электрических лампочках? (Демонстрируется слайд, из которого видно, что вольфрам – очень тугоплавкий металл, именно поэтому предпочтение отдают именно ему.)

Внимание учащихся заостряется на практическом применении материалов, обладающих большим удельным сопротивлением.

Проблемный вопрос.

Почему нагревательные элементы не изготавливают из фарфора, у которого удельное сопротивление в миллиарды раз больше всех веществ, приведённых в таблице?

Учащиеся обобщают полученную информацию и отвечают на вопрос: «Какими свойствами должно обладать вещество, используемое для изготовления нагревательных элементов?»

Вывод записывают в тетрадь:

нагревательный элемент представляет собой проводник, обладающий большим удельным сопротивлением и высокой температурой плавления.

Первичная проверка понимания усвоенного, первичное закрепление усвоенного.

Алю­ми­ни­е­вая, же­лез­ная и ни­хро­мо­вая про­во­ло­ки, име­ю­щие оди­на­ко­вые раз­ме­ры, со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но и под­клю­че­ны к ис­точ­ни­ку тока. На какой из про­во­лок при про­хож­де­нии элек­три­че­ско­го тока будет вы­де­лять­ся наи­боль­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты за одно и то же время?

Подведение итогов урока (рефлексия) и сообщение домашнего задания .

Учитель:  Ребята, мы с вами плодотворно поработали, а теперь подведем итоги урока.

Д.З. §47 учить, упражнение 39 задача 2 решить. По желанию:

Пройти онлайн - тестирование. (Цель: проверить свои знания) http://interneturok.ru/ru/school/physics/8-klass/belektricheskie-yavleniyab/nagrevanie-provodnikov-elektricheskim-tokom-zakon-dzhoulya-lentsa-eryutkin-e-s?testcases

Подготовить доклады к следующему уроку по темам:

• «Лампы накаливания и история их изобретения»

• «Использование теплового действия тока в промышленности и сельском хозяйстве»