Конспект урока по физике на тему: "Закон Джоуля-Ленца" в 8 классе

Конспект урока «Нагревание проводников электрическим

током. Закон Джоуля-Ленца»

Цели:ознакомить учащихся с законом Джоуля-Ленца; показать уни­версальность закона сохранения и превращения энергии.

Демонстрации: нагревание проводников из разных веществ электриче­ским током; устройство и принцип действия электронагревательных приборов.

Ход урока

1. Проверка знаний.

С целью проверки усвоения изученного материал первые 10 минут урока можно посвятить письменной проверочной работе по теме «Работа и мощность». Предлагаются следующие варианты заданий для карточек:

Вариант 1

1. Напряжение на концах электрической цепи 1 В. Какую работу со­вершит в ней электрический ток в течение 1 с при силе тока 1 А?

2. Какую работу совершит ток силой 3 А за 10 мин при напряжении в цепи 15 В?

3. Транспортер поднимает за время 1 мин груз массой 300 кг на высоту 8 м. КПД транспортера 60%. Определите силу тока через электро­двигатель транспортера, если напряжение в сети 380 В.

Вариант 2

1. Одна электрическая лампа включена в сеть напряжением 127 В, а другая - в сеть напряжением 220 В. В какой лампе при прохождении 1 Кл совершается большая работа?

2. К источнику тока напряжением 120 В поочередно присоединяли на одно и то же время проводники сопротивлением 20 Ом и 40 Ом. В каком случае работа электрического тока была меньше и во сколько раз?

3. Башенный кран равномерно поднимает груз массой 0,5 т на высоту 30 м за 2 мин. Сила тока в электродвигателе равна 16,5 А при напряжении 220 В. Определите КПД электродвигателя крана.

2.Изучение нового материала

Плана изложения нового материала:

1. Тепловое действие электрического

2. Закон Джоуля-Ленца.

1. При введении понятия работы электрического тока мы уже пользова­лись тепловым действием тока (нагревание проводников). Собираем элек­трическую цепь, в которую последовательно включаем лампу накаливания и реостат. Для измерения силы тока и напряжения на лампе применяем де­монстрационные амперметр и вольтметр.

Учащимся уже известно, что в проводнике при протекании тока проис­ходит превращение электрической энергии во внутреннюю, и проводник нагревается.

- Почему при прохождении электрического тока проводник на­гревается?

Они неоднократно наблюдали тепловое действие тока в бытовых при­борах. На опыте с лампой накаливания учащиеся убедились, что накал лампы возрастал при увеличении тока. Но нагревание проводников зависит не только от силы тока, но и от сопротивления проводников.

Полезно поставить опыт, показывающий тепловое действие тока в це­почке, состоящей из трех последовательно соединенных проводников раз­ного сопротивления: медного, стального и никелинового. Ток во всех по­следовательно соединенных проводниках одинаков. Количество же выде­ляющейся теплоты в проводниках разное. Из опыта делается вывод:

Нагревание проводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем больше он нагревается.

• Из какого материала необходимо изготовлять спирали для лам­почек накаливания?

• Какими свойствами должен обладать металл, из которого изго­товляют спирали нагревательных элементов?

2.Закон Джоуля-Ленца. Учащиеся знают уже формулу для работыА = UIt. Кроме того, им известно, что в неподвижных проводниках вся ра­бота тока идет лишь на нагревание проводников, то есть на то, чтобы уве­личить их внутреннюю энергию. Следовательно, количество теплоты

Q = А = UIt

Из закона Ома для участка цепиU = IR. Если это учесть, тоQ = I²Rt.

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно про­изведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

Необходимо заметить, что формулыQ = I²Rt, Q = UIt иQ = (U²/R)t, вообще говоря, не идентичны. Дело в том, что первая формула всегда определя­ет превращение электрической энергии во внутреннюю, то есть количество теплоты. По другим формулам в общем случае определяют расход электрической энергии, идущем как на нагревание, так и на совершение меха­нической работы. Для неподвижных проводников эти формулы совпадают.

3. Закрепление изученного.

С целью закрепления изученного материала можно в конце урока кол­лективно обсудить решения нескольких задач:

• Две проволоки одинаковой длины и сечения - железная и медная - соединены параллельно. В какой из них выделится большее ко­личество теплоты?

• Спираль электрической плитки укоротили. Как изменится коли­чество выделяемой в ней теплоты, если плитку включить в то же напряжение?

• Какое количество теплоты выделится в течение часа в провод­нике сопротивлением 10 Ом при силе тока 2 А?

• Определите количество теплоты, которое дает электроприбор мощностью 2 кВт за 10 мин работы?

Домашнее задание

1. § 53, 54 учебника; вопросы и задания к параграфу.

2. Выполнить упражнение к параграфу.