Мультимедийная презентация к уроку физики в 10 классе "Работа и мощность постоянного тока"

Работа и мощность постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

Работа тока:

(1)

Мы знаем, что сила

тока равна:

(2)

Из (2) выразим Δ q ,

получим:

(3)

• подставим в (1)

получим:

(4)

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого шел ток.

• Если в формуле (4) выразить напряжение через силу тока с помощью закона Ома (т.е. U=IR ), то получим:

• или силу тока через напряжение (т.е. I=U/R )

(5)

(6)

Значит, формулу работы электрического тока мы можем записать в трёх видах:

Формулой (5) удобно пользоваться в случае последовательного соединения проводников.

Формулой (6) удобно пользоваться при параллельном соединении проводников

Закон Джоуля – Ленца:

Количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения по нему тока:

Мощность тока:

Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока.

(7)

Согласно формулам (6) и (7) мы можем записать мощность тока в следующем виде:

Вопросы

• Что называют работой тока?
• Что такое мощность тока?

• В каких единицах выражается мощность тока?

Сторонние силы

Любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения, называют сторонними силами.

Электродвижущая сила.

Электродвижущая сила в замкнутом контуре представляет собой отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к заряду:

E =

F к

Е

Е

F к

F к

А ст

q

Вывод

Постоянный ток не может существовать в замкнутой цепи, если в ней не действуют сторонние силы, то есть ЭДС.

ЭДС, как и напряжение выражают в вольтах (В).

Закон Ома для полной цепи.

Закон Ома для замкнутой цепи:

I =

I

E

R

R + r

R – внешнее сопротивление цепи

r – сопротивление источника или внутреннее сопротивление

Сила тока в замкнутой цепи

Равна отношению ЭДС

источника тока к полному

сопротивлению цепи

Задача 1

Сила тока в цепи, содержащей реостат, I = 3 ,2 А. Напряжение между клеммами реостата U=14 ,4 В.

Каково сопротивление R той части реостата, в которой существует ток?

Ответ: R = 4,5 Ом.

Задача 2

Гальванический элемент с ЭДС E = 5,0 В и внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом замкнут на проводник сопротивлением R = 40,0 Ом. Чему равно напряжение U на этом проводнике?

Ответ: U = 4,8 В.

Задача 3

Чему равна сила тока при коротком замыкании аккумулятора с ЭДС E = 12 В и внутренним сопротивлением r = 0,01 Ом?

Ответ: 1200А

Задача 4

Батарейка для карманного фонаря замкнута на реостат. При сопротивлении реостата 1,65 ОМ напряжение на нем равно 3,30 В, а при сопротивлении 3,50 Ом равно 3,50 В. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление батарейки.

Ответ: 0,2 Ом 3,7В

Задача 5

Аккумулятор с ЭДС 6,0В и внутренним сопротивлением 0,1Ом питает внешнюю цепь с сопротивлением 12,4Ом. Какое количество теплоты выделяется во всей цепи за 10 минут?

Ответ: 1,7кДж

Домашнее задание:

§ 106 - 108;

Упр. 19(8).