«Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца».

Науки все глубже постигнуть стремись,  Познанием вечного жаждой томись.  Лишь первых познаний блеснет тебе свет,  Узнаешь: предела для знания нет.  Фирдоуси  

1. Что называют электрическим током? 

( Упорядоченное движение заряженных частиц)

2. Что представляет собой электрический ток в металлах?

(Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов)

3. Какие действия тока вам известны? 

(Тепловое, магнитное, химическое)

4. Какие три величины связывают закон Ома?

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

5. Как формулируется закон Ома?

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

6. Чему равна работа электрического тока на участке цепи?

( А=U*I*t)

7. Что такое электрическое сопротивление?  

( физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать протеканию электрического тока в этом проводнике)

8. От каких величин зависит сопротивление? 

(От длины проводника, площади поперечного сечения, рода вещества) 

Тема урока

• Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца.

Цели урока:

• объяснить явление нагревания проводников

электрическим током;

2. установить зависимость выделяющейся при этом тепловой энергии от параметров электрической цепи;

3. сформулировать закон Джоуля – Ленца ;

4. формировать умение применять этот закон для решения задач.

Потребители электрического тока

Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний.

Чем ты руководствовался, делая выбор?

Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?

(Тепловое)

Переход работы тока в теплоту

• Электроны направленно движутся
• Сталкиваются с ионами
• Передают им часть энергии
• Ионы колеблются быстрее
• Увеличивается внутренняя энергия проводника
• Выделяется теплота
• По закону сохранения и превращения энергии

A = Q

Вывод закона Джоуля - Ленца

A = Q

А = IUt

Работа тока

U = IR

Количество теплоты

Q = IUt

Q = I²Rt

Q = I * I*R * t

Единица измерения теплоты в СИ: Джоуль

Исследование зависимости

количества выделяемой

теплоты от параметров цепи

• От чего может зависеть выделяемая теплота в электрической цепи?

• Гипотеза 2 Количество теплоты зависит от сопротивления проводника

• Гипотеза 1

Количество теплоты зависит от силы тока в цепи

Соблюдайте технику безопасности!

Задания для теоретиков

• При прохождении по спирали электрического чайника ток совершает работу. Вся работа идет на нагревание проводника.

1. Какое количество теп-лоты выделяется электри-ческим чайником за 5 мин., если сопротивление спирали 100 Ом , а сила тока в цепи 5А?

2. Какое количество теплоты выделяется электрическим чайником за 5 минут , если сопротивление спирали 100 Ом , а сила тока в цепи 3А?

3. Какое количество теплоты выделяется электри-ческим чайником за 5 минут , если сопротивление спирали 200 Ом , а сила тока в цепи 3 А?

8

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

От чего зависит количество теплоты в проводнике с током?

Количество теплоты, которое выделяется при протекании

электрического тока по проводнику, зависит от силы тока

в этом проводнике и от его электрического сопротивления.

Закон определяющий тепловое действие тока.

ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА

Джеймс Прескотт Джоуль (1818-1889 гг.) - английский физик.

Обосновал на опытах закон сохранения энергии.

Установил закон определяющий тепловое действие

электрического тока. Вычислил скорость движения молекул газа и установил её зависимость от температуры.

Ленц Эмилий Христианович (1804 – 1865) - русский физик.

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

Систематизация знаний

1. В чем проявляется тепловое действие тока?

(В нагревании проводника)

2. Как можно объяснить нагревание проводника с током?

(Движущиеся электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им свою энергию)

3. Какие превращения энергии происходят при протекании тока через проводник?

(Электрическая энергия превращается во внутреннюю)

4. Как по закону Джоуля – Ленца рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике?

(Q=I²Rt)

Рефлексия.

А сейчас оцени свою деятельность на уроке, и

Нарисуй своё настроение в левом верхнем углу оценочного листа.

Своей работой на уроке доволен, чувствовал себя комфортно, настроение после урока хорошее.

Своей работой на уроке не доволен, чувствовал себя не совсем комфортно, настроение после урока плохое.

Состояние на уроке безразличное, урок никак не изменил моего эмоционального состояния и настроения.

Домашнее задание

§ 53, вопросы на стр. 151, упр. 27(1-3).

Типовые задачи по содержательным линиям экзаменационных работ ОГЭ

«При изучении наук

задачи полезнее правил.»

Исаак Ньютон

Задача № 1

• Сопротивление электрического кипятильника 100 Ом. Сила тока в цепи 2 А. Чему равна работа, совершаемая электрическим током за
• 5 мин работы кипятильника?

1) 12 Дж 2) 2000 Дж

3) 6000 Дж 4) 120000 Дж

• Ответ:

Задача № 2

Электрическая плитка, подключённая к источнику постоянного тока, за 120 с потребляет 108 кДж энергии. Чему равна сила тока в спирали плитки, если её сопротивление 25 Ом?

Задача № 3

Нагреватель включён последовательно с реостатом сопротивлением 7,5 Ом в сеть с напряжением 220 В. Каково сопротивление нагревателя, если мощность электрического тока в реостате составляет 480 Вт?

Спасибо за урок