Методическая разработка по теме: "Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля-Ленца"

ГБОУ ПО «Пензенский областной медицинский колледж» Методическая разработка занятия по физике по теме: Нурмухамедова И.В., преподаватель физики ГБОУ ПО «Пензенского областного медицинского колледжа»         :      Цели занятия   г.Пенза   обобщить и повторить изученное по теме «Законы постоянного  тока»;  продолжить изучение электрических явлений;   развивать навыки решения экспериментальных, расчетных задач;   развивать устную речь студентов;   сформировать понятия работы и мощности электрического тока;   познакомить студентов с законом Джоуля­Ленца;  развивать интерес к предмету путём предоставления разнообразных индивидуальных заданий;  достичь усвоения обучающимися понятий работы и мощности электрического тока. Задачи:  1.Образовательные:  сформировать понятия работы и мощности электрического тока,  показать студентам практическое значение данных понятий.  2. Развивающие:    развитие коммуникативных навыков, развитие мыслительной  деятельности.  3. Воспитательные:  воспитывать внимательность, аккуратность, бережное отношение к  семейному бюджету.        Методы урока: - словесные (вопросно­ответный)                                    ­ практические (решение задач)        Форма обучения:  1)    Фронтальный опрос;  2)    Работа с карточками – заданиями, тестовыми заданиями          Тип урока: изучение нового материала. Оборудование: компьютерная презентация по данной теме,  раздаточный             материал (карточки с заданиями), методическое пособие для  студентов. План: 1. Вступительное слово преподавателя.                                                2 мин 2. Проверка домашнего задания.                                                           10 мин      Повторение основных формул и определений: 2 ­ теоретический опрос; ­ физическая эстафета (решение задач)                                          15 мин 3. Актуализация знаний.                                                                            4 мин 4. Изучение нового материала:                                                              20 мин     1. Работа и мощность электрического тока.                                                   2. Закон Джоуля  ­ Ленца (Записи в тетради) 5. Доклады студентов на тему:                                                              8 мин     1. «Жизнь и творчество Джоуля»                                                                     2. «Жизнь и творчество Ленца». 6. Физкультминутка.                                                                                3 мин 7. Закрепление материала                                                                      (тестирование на знание «азбуки» физики)                                       6 мин 8. Обобщение и систематизация знаний (решение задач)                    7 мин 9. Разгадывание кроссворда.                                                                     5 мин 10.Подведение итогов урока.                                                                     1 мин 11.Домашнее задание. Выставление оценок.                                           2 мин 12.Рефлексия.                                                                                              3 мин I. Вступительное слово преподавателя. Ход урока.  ­ Какой раздел физики мы с вами изучаем? (Электродинамика) ­ Какие вопросы мы рассматривали на прошедших занятиях?  (Электрический ток. Сила тока. Закон Ома. Сопротивление. Соединения  проводников. Условия, необходимые для существования электрического  тока)  На сегодняшнем занятии мы с вами продолжим изучение главы «Законы  постоянного тока», но сначала давайте проверим выполнение домашних  задач, повторим основные понятия, формулы и определения. II. Проверка домашнего задания А) Повторение основных формул и определений ­ теоретический опрос: (Пока группа отвечает на вопросы, два студента решают домашние задачи  на доске. После опроса группы? студенты у доски объясняют свои решения  задач, а остальные сверяют свои решения с доской) 3 Задача 1. По графику зависимости силы тока от напряжения вычислите сопротивление  проводника. Решение: Дано: I = 0,5 A U = 2 B R = ?   Ответ: R= 4 Ом. Задача 2.  Найти длину медной проволоки, если площадь поперечного сечения проводника  равна 0,5 мм2  сопротивлением  34 Ом.  Решение: Дано: R= 34 Oм S=0,5 мм2 l =?                                                                                                                           Ответ: l = 1000 м = 1 км. Вопросы для повторения. 1.Что называют электрическим током? Как направлен электрический ток? Электрическим током называют упорядоченное, направленное движение  заряженных частиц.  За направление тока принимают направление «+»  заряженных частиц. 4 2. Основные действия электрического тока? Тепловое, магнитное, химическое. 3.Условия существования электрического тока? 1. Наличие свободных зарядов. 2. Наличие электрического поля. R  4. От чего зависит электрическое сопротивление проводника? 1. От длины проводника. 2. От площади поперечного сечения проводника. 3. От рода материала.          5. При каком соединении все проводники находятся под одним и тем же  напряжением? Проводники находятся при одинаковом напряжении при параллельном  соединении: U1 = U2 = U. l S 6. Прибор для измерения силы тока? Силу тока измеряют с помощью амперметра, который включают в цепь  последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить. 7. Прибор для измерения напряжения? Напряжение измеряют с помощью вольтметра, который включают в цепь  параллельно тому участку, напряжение на котором нужно измерить. 8. Закон Ома для участка цепи: I   ­ сила тока I прямо пропорциональна приложенному напряжению U и  обратно пропорциональна сопротивлению проводника. U R Б) Решение задач (проводится в форме эстафеты) (Приложение 1) ­ физическая эстафета: Сейчас мы проведем эстафету по вариантам. Вам необходимо поэтапно  выполнять задания. Кто первым выполнит первое задание своего варианта, идет к  доске, записывает решение и ответ. Второе задание продолжает решать  следующий из вас и т.д. Посмотрим, ребята какого варианта быстрее справятся с  заданиями.  1 вариант                                                          2 вариант 5 1) R=U/I=10:2=5 Ом                                   1) I=U/R=3:3=1A 2) U=I∙R=3∙5=15 B                                      2) R=U/I=5:1=5 Ом 3) I=U/(R1+R2)=15:3=5 A                            3) U=I∙(R1+R2)=2∙9=18 B 4) I2=I−I1=5­1=4 A                                       4) I1=I2=U/R=18:6=3 A,  I=I1+I2=6 A 5) U=I∙R=4∙3=12 B                                       5) U=I∙R=6∙1=6 B III. Актуализация знаний. Почему человечество использует электрический ток? Для каких целей?  (подогреть пищу, посмотреть телевизор, поработать на компьютере и т.д.).  Для этого необходимо, чтобы затрачивалась энергия. За счет какой энергии  работает телевизор, холодильник, пылесос, горит лампа накаливания? (За счет электрической энергии) Электрический ток совершает работу?    (Да) Именно на этом и построена работа всех электрических приборов, которые  существуют у нас в быту. А можно рассчитать работу тока?          (Да) Запишем тему занятия: «Работа и мощность электрического тока. Закон  Джоуля – Ленца» и цель. IV. Изучение нового материала:  Работа и мощность электрического тока.    Чтобы разобраться что такое работа электрического тока давайте  вспомним, а что такое напряжение?    U= A/Δq          В=Дж/Кл    , то есть  напряжение показывает, какое количество Джоуль энергии несет в себе  каждый Кулон электричества. Если, например, у нас дома се имеет напряжение 220 В, то это значит, что  один Кулон электричества несет в себе 220 Дж энергии.  Отсюда можно сделать очень важный вывод, что при перемещении заряда  вдоль проводника   электрическое поле совершает работу и эта работа  может быть вычислена    А = Δq ∙ U         Вот эту работу и называют  работой тока. Обозначается: А Видоизменим формулу для работы.   6 Т.к.  Δq= I∙Δt   →   А = I∙U∙Δt Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока,  напряжения и времени, в течение которого совершалась работа.                             → А = I∙U∙Δt         Дж = А ∙ В ∙ с                                                 I  U R   Зная закон Ома запишем еще две эквивалентные формула для вычисления  работы:                  А = I2∙R∙Δt  ­ при последовательном соединении проводников                  A  2 U R  t  ­ при параллельном соединении проводников Любой электроприбор рассчитан на потребление определенной энергии в  единицу времени, т.е. на определенную мощность. Обозначается: Р Р  А  t  UI  Мощность тока равна отношению работы тока за время Δt к этому  интервалу времени.  Единица измерения мощности Вт. Закон Джоуля­Ленца. Д.Джоуль(англ.) и Э.Х.Ленц (русск.) экспериментально Q = I2∙R∙Δt  ­ количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению   квадрата   силы   тока,   сопротивления   проводника   и   времени прохождения тока по проводнику.    V.  Доклады студентов. 1. 1 студент «Жизнь и деятельность Ленца»  2. 2 студент «Жизнь и деятельность Джоуля» VI.  Физкультминутка           VII. Закрепление материала.  7 Для закрепления темы выполним тест на знание «азбуки» физики с  последующей самопроверкой. У вас на столах лежат листочки с заданием,  подпишите на них Ф.И. и приступайте к их выполнению, через 4 минуты мы  начнем проверку.     Самостоятельная работа с последующей проверкой (Приложение 2)   Проверили и поставили оценку соседу, используя оценочный лист:           1 ошибка – «5»           2 ошибки – «4»           3 ­ 4 ошибки – «3»      VIII.   Обобщение и систематизация знаний (решение задач).  Задача. Какое количество теплоты выделится за 20 минут в электрическом  чайнике сопротивлением 100 Ом, включенном в сеть с напряжением 220 В? Дано:               CИ                              Решение: Δt = 20 мин = 1200с                   Q = U2Δt/R R = 100 Ом                                 Q = 2202 ∙1200/100 = 580800 Дж U = 220 B                              Q — ?                                Ответ:    Q = 580,8 кДж IX.  Разгадывание кроссворда Задания на кроссворд. 8 По вертикали: 1. Элемент электрической цепи, служащий для соединения остальных  частей цепи. 2. Единица измерения электрического сопротивления. 3. Направленное, упорядоченное движение заряженных частиц. 4. Радио­ и электротехническое изделие, основная функция которого –  оказывать активное сопротивление току. 5. Способ реанимации остановившегося сердца. 6. Физическая величина, равная произведению силы тока, напряжения и  времени. 7. Вещество, не проводящее электричество. 8. Одно из действий электрического тока. 9. Чертеж, на котором изображен способ соединения электрических  приборов в цепь. 10. Место источника тока, где накапливаются заряды. По горизонтали: 1. Любое устройство, работающее на электрическом токе. Ответы на кроссворд: По вертикали: 1. Провод. 2. Ом. 3. Ток. 4. Резистор. 5. Электрошок. 6. Работа. 7. Диэлектрик. 8. Тепловое. 9. Схема. 10.Полюс. По горизонтали:  1. Потребитель. X.  Подведение итогов урока.  Ребята, на сегодняшнем уроке мы с вами изучили новые понятия «Работа и  мощность электрического тока», вывели закон Джоуля ­Ленца, повторили  основные понятия темы «Законы постоянного тока». XI. Домашнее задание. Выставление оценок. 1. Конспект занятия. 2. Взять данные любого электроприбора (по паспорту) и составить задачу. 9 3. Выяснить расходы электроэнергии у себя дома. На чём можно  экономить за 1 месяц? Оценки за урок: …   XII.   Рефлексия (Приложение 3)                                        Приложение  1 Физическая эстафета 1 вариант                                                               2 вариант 10 Проверочный     тест на знание «азбуки» физики отвечают на листках цифрами ( 4 мин+1 проверка) Приложение 2 Вариант 1 11 Физическая величина Условные  обозначения Единица  измерения в СИ Формула для  вычисления 1. Электрический  заряд 2. Напряжение 3. Сила тока 4. Время 5. Сопротивление 6. Количество теплоты 7. Площадь сечения 8. Удельное  сопротивление Например:1­8­5­7. Вариант 2 Физическая величина 1.U 2. 3.S 4.R 5.Q 6.t 7.I 8.q 1.с 2.Ом 3.Дж 4.Оммм2/м 5.Кл 6.А 7.В 8.м2 1.… = l/R 2.… = А/U∙I 3.… = U/I 4.… = RS/l             5 . … = U/R 6.… = I2Rt 7.… = It 8.… = IR Условные  обозначения Единица измерения  в СИ Формула для  вычисления 1. Сопротивление 2. Время 3. Площадь сечения 4. Количество теплоты 5. Сила тока 6. Напряжение 7. Электрический заряд 8. Удельное  сопротивление Например:1­8­5­7. 1.I 2.q 3.Q 4.U 5.R 6.t 7. 8.S 1.A 2.м2 3.c 4.Оммм2/м 5.Кл 6.Ом 7.Дж 8.В 1.… = It 2.… = U/R 3.… = U/I 4.… = IR 5.… = l/R 6.… = А/U∙I 7.… = I2Rt 8.… = RS/l 12 Приложение  3 Рефлексия  1. Какую новую для вас информацию вы получили на уроке?  2. Что показалось вам наиболее сложным?  3. Какие ранее неизвестные физические величины вы узнали? 4. Понравилось ли вам занятие? 5. На занятии я работал(а)… 6. Своей работой на занятии я … 7. Мое настроение … 8. Материал урока мне был … 13