Разработка урока по физике "Работа и мощность электрического тока"

Урок изучения и первичного закрепления новых знаний, где раскрывается сущность понятий: работа тока, мощность тока с опорой на знания студентов по теме «Законы постоянного тока»

Работа и мощность электрического тока

Открытый урок по физике

Преподаватель физики Петриченко О. В.

[Выберите дату]

Тема урока: «Работа и мощность электрического тока».

Цели: сформировать знания студентов о работе и мощности электрического тока;

формировать учебно-познавательную и жизненную компетентности, навыки самостоятельной работы;

развивать логическое мышление студентов, умения решать задачи;

воспитывать толерантность, в процессе работы в парах, интерес к предмету;

акцентировать внимание на соблюдении правил электробезопасности во время работы с электрическими приборами.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Оборудование: карточки для самостоятельной работы, опорные конспекты, учебники, источник тока, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, электроприборы по уходу за волосами, компьютеры, ноутбуки, проектор, компьютерная презентация.

Методы и приёмы: объяснительно-иллюстративный, самостоятельная работа, игровые приёмы («Угадай», «Умная таблица»), создание проблемной ситуации, ИКТ.

Межпредметная связь: математика, информатика, электротехника, профессиональный цикл.

Эпиграф урока.

«Ум заключается не только в знании, но и в умении применить знание на деле»

Аристотель

Ход урока

I. Организационный момент.

1. Сообщение темы и цели урока.

2. Инструктаж о соблюдении правил электробезопасности во время работы с электрическими приборами.

II. Актуализация опорных знаний.

В течение нескольких уроков мы изучали законы постоянного тока. Рассмотрели закон Ома для участка цепи, основные характеристики электрического тока. Давайте немного повторим основные понятия, формулы и определения.

• Интерактивное упражнение «Угадай!»: На лабораторном столе собрана простейшая электрическая цепь. Вопрос к студентам: Назовите каждый элемент цепи. Найдите ошибку.

• Самостоятельная работа. ( Приложение 1)

Студенты выполняют самостоятельную работу на 2 варианта и осуществляют взаимопроверку. Оценки выставляют в оценочный лист.

III. Мотивация учебной деятельности.

Все известные вам электрические приборы работают за счет электрической энергии, которую дает им источник электрического тока. В результате мы получаем свет, тепло, механическое движение и прочее, то есть разные виды энергии. При этих преобразованиях происходит преобразование одного вида энергии в другой. Такие преобразования характеризуются определенной работой. На сегодняшнем уроке мы и выясним, какая работа выполняется в электрических приборах во время подобных преобразований, а также рассмотрим важную характеристику эклектического поля – мощность.

IV. Изучение нового учебного материала.

1. Рассказ преподавателя. (Сопровождается демонстрацией презентации)

План изучения темы:

1) Работа электрического тока.

Под действием электрического поля заряды движутся вдоль проводника. Поле выполняет работу по их перемещению. Принято считать, что работа выполняется электрическим током.

Это составляет понятие - работа тока.

Работа тока – работа электрического поля по перемещению заряженных частиц внутри проводника.

Как вычислить работу тока? Надо найти работу электрического поля по перемещению заряда q из одной точки в другую, разность потенциалов между которыми U (), т.е. из определения силы тока:

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

С помощью закона Ома для участка цепи , получим эквивалентные формулы:

А = I²·R·Δt - при последовательном соединении проводников

(I- постоянна)

Δt - при параллельном соединении проводников

(U - постоянна)

2) Мощность электрического тока.

Если речь идет о выполнении работы, стоит упомянуть о скорости ее выполнения, то есть о мощности.

Кроме работы тока надо уметь вычислять мощность электрического тока Р, т.е. работу, совершенную в единицу времени

Мощность электрического тока – физическая величина, характеризующая способность электрического тока выполнять определенную работу за единицу времени.

Зная закон Ома для участка цепи, мощность можно вычислить

Мощность электрического тока определяется произведением напряжения на концах участка цепи и силы тока в этом участке.

3) Единицы измерения.

Практически на всех электроприборах, используемых в быту и технике, в техническом паспорте указывается мощность тока, на которую они рассчитаны. Она измеряется в ваттах (Вт)

Зная мощность, легко можно определить работу тока за заданный промежуток времени: A = P∙t. Тогда 1Дж = 1Вт ∙ 1 с.

Однако эту единицу работы неудобно использовать на практике, так как в потребителях электроэнергии ток производит работу в течение длительного времени, например в бытовых приборах – в течение нескольких часов, в электропоездах – даже в течение нескольких суток. Поэтому на практике, вычисляя работу тока, удобнее время выражать в часах, а работу не в джоулях, а в других единицах: ватт ∙ час (Вт ∙ ч) и кратных им единицах.

1 Вт • ч = 3 600Вт•с =3 600Дж

1 г Вт • ч = 100 Вт • ч = 360 000 Дж

1 к Вт • ч = 1 000 Вт • ч = 3 600 000 Дж

Историческая справка: «А знаете ли вы что…»

Выступление студента о единице измерения мощности - «лошадиной силе».

4) Закон Джоуля - Ленца.

Если по проводнику проходит ток, то проводник нагревается. Английский ученый Дж. П. Джоуль и русский ученый Е. Х. Ленц установили закон (Джоуля – Ленца): количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, пропорциональна силе тока, напряжению и времени прохождения тока:

Q = U•I• t

Почему проводник нагревается?

2. Решения задач.

Итак, мы выяснили, чтобы измерить работу тока, надо взять амперметр, вольтметр и часы, все это сочетается в счетчике электрической энергии, которые есть в наших домах.

Создание проблемной ситуации:

А, знаете ли вы, сколько ваша семья тратит на оплату электроэнергии в месяц?

- Кто из вас умеет подсчитывать стоимость потребленной энергии? Используя показания электросчетчика, можно подсчитать расход электроэнергии за определенный период времени (например, за месяц).

Выступление студента об атмосферном электричестве.

Мощность электрического прибора записана в его паспорте. Для лампочек мощность часто записывают на баллоне. Промышленность выпускает лампочки разной мощности: на 25 Вт, 40 Вт, 60 Вт, 100 Вт, 200 Вт и т. д.

Самые мощные бытовые приборы — электронагревательные. Действительно, чем больше мощность прибора, тем большую работу он совершает за единицу времени, тем больше электрической энергии он расходует, тем дороже обойдется потребителю его использование.

Показания счетчика, который измеряет потребленную приборами в квартире электрическую энергию (работу электрического тока), выражено именно в киловатт-часах.

За использование электроэнергии мы платим деньги. Для расчета средств мы будем применять формулу:

Стоимость = работа • тариф.

Задача 1. Рассчитайте, сколько стоит электроэнергия, израсходованная на работу фена за 2 часа? Сила тока 9 А, напряжение 220 В, тариф - 0,6168 руб.≈ 0,62руб. за 1 кВт/час.

t = 2 ч А = I•U•t С = А•0,62

І = 9 А А =9•220•2 =3960 Вт•ч = 3,96 кВт•ч

U =220 В С = 3,96 кВт•ч• 0,62 = 2,46 руб

А-? С-?

Задача 2. Сколько энергии тратит компьютер мощностью 0,4 кВт за 5 час?

Стоимость этой электроэнергии? (тариф - 0,6168 руб.≈ 0,62руб. за 1 кВт/час)

t = 5 час А = Р•t С = А•0,62

Р=0,4 кВт А = 0,4 • 5 =2 кВт• час

А-? С-? С = 2• 0,62 = 1,24 руб

Ответ: стоимость электроэнергии 1, 24 рубля.

Задача 3. Сколько энергии тратит электрическая лампа мощностью 50 Вт за месяц (30дней), если она горит 8 ч в день?

Решение:

t₁=8 час t = t₁·n А = Р•t

n=30 дней t =8час•30дней = 240 час

Р=50 Вт A=50Вт•240 час = 12000 Вт•час=12 кВт•час

А -?

Ответ: А=12 кВт·год

IV. Закрепление нового материала.

1. Кратко написать конспект новой темы, используя опорный конспект или учебник.

2. Работа в парах.

Студенты выполняют работу в парах. (Приложение 2) После проверки осуществляют взаимоконтроль и оценки выставляют в оценочный лист.

1) Упражнение «Умная таблица».

На экран проецируется задание, одновременно каждой паре студентов раздается лист с заданием. Необходимо заполнить недостающие данные в таблице. Проверка правильности осуществляется по образцу заполнения таблицы.

Физическая величина

Обозначение

физической

величины

Формула

Единицы измерения

Работа

U•I•t

Мощность

Ватт

2) Решение задач.

Студенты выполняют задание. После истечения отведенного времени на экран проецируется решение одной из задач и производится обсуждение выполнения задания. (Вычисления выполнять на компьютере, с помощью программы Excel)

VI. Подведение итогов урока.

Преподаватель подводит итог урока, оценивает деятельность студентов. Студенты заполняют оценочные листы. (Приложение 3)

Рефлексия: «Микрофон».

Что вам больше всего запомнилось на сегодняшнем уроке?

VII. Домашнее задание.

1. Проработать теоретический материал по учебнику § 104. Самостоятельно изучить «Закон Джоуля - Ленца» и написать конспект.

2. Решить задачу:

1) Подсчитать, сколько энергии потребляют электрические приборы у вас дома за 1 час работы?

2) За месяц (30дней), сколько это стоит?

Релаксация

Пусть все ваши неудачи и проблемы лопаются красиво, как эти мыльные пузыри!!!

Правила электробезопасности во время работы с электрическими приборами:

Каждый день мы пользуемся электрическими приборами, но нужно знать, что они таят в себе опасность. Так, действие электрического тока на человека может приводить к электрическим травм и повреждений, таких как сокращение мышц, сопровождающееся сильной болью, потерей сознания, нарушением работы сердца или дыхания (или обеих этих нарушений вместе). Иногда случаются несчастные случаи от действия электрического тока, которые приводят к смерти человека.

1. Пользование прибором только согласно заводской инструкции.

2. Электронагревательные приборы нужно включать в электросеть исправными.

3. Не оставляйте без присмотра включенными в розетку электроприборы.

4. Если в помещении проблемы с электропроводкой, то включение нескольких мощных устройств одновременно может привести к замыканию или возгоранию. В лучшем случае просто выбьет пробки.

5. Никогда не следует пользоваться электроприбором влажными или мокрыми руками. Это смертельно опасно.

6. При любых незначительных действиях электрического тока на тело (пощипывание, потепление) и при выявлении признака повреждения электропроводки, запаха плавящейся изоляционной оболочки проводов, появлении дыма необходимо выключить источник электрического тока.

7. Гасить водой загоревшийся прибор нельзя, надо сначала обесточить сеть — это можно сделать, выключив пробки. Тушить пожар, начавшийся в ходе электрического возгорания, необходимо песком или землей.

Помните, неисправности в электросети и электрических приборах может устранить только специалист-электрик!

Приложение 1 (Вариант 1)

Самостоятельная работа.

Вариант 1. Ф.И. _______________________________

1. Электрический ток – это __________________________________________________________________________________________________________________________________________(1б)

2. Чему равна работа электрического поля по перемещению заряда из одной точки поля в другую? _____________________________________________________(1б)

3. Чему равна сила тока? _______________________________________________(1б)

4. Сила тока в цепи 1,5А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение спирали плитки за 20хв.? (2б)

Приложение 2 (Вариант 1)

Закрепление знаний

1. Дополнить таблицу:

Физическая величина

Обозначение

физической

величины

Формула

Единицы измерения

Работа

U•I•t

Мощность

Ватт

(2б)

2. Решить задачу

Телевизор мощность 1-2 кВт

1. Сколько энергии тратит электрический прибор за 1 час? (1б)

2. Сколько энергии тратит электрический прибор за месяц (30дней), если он работает 8 ч в день? Вычислите стоимость израсходованной энергии при тарифе 0,62 рубля. (2б)

Приложение 1 (Вариант 2)

Самостоятельная работа.

Вариант 2. Ф.И. _______________________________

1. Что понимают под электрическим полем? ___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________(1б )

2. Для осуществления направленного движения заряженных частиц необходимо:_________________________________________________________________

_________________________________________________________________________(1б)

3. Как записывается закон Ома для участка цепи? _______________________________(1б)

4. Какой заряд протекает через поперечное сечение проводника при силе тока 3 А за 2 мс?

(2б )

Приложение 2 (Вариант 2)

Закрепление знаний

1. Дополнить таблицу (2б):

Физическая величина

Обозначение

физической

величины

Формула

Единицы измерения

Работа

U•I•t

Мощность

Ватт

2. Решить задачу

Фен-щетка мощность 1 кВт

1. Сколько энергии тратит электрический прибор за 1 час? (1б)

2. Сколько энергии тратит электрический прибор за месяц (30дней), если он работает 2 часа в день? Вычислите стоимость израсходованной энергии при тарифе 0,62 рубля. (2б)

Вид деятельности	Максимальная оценка	Взаимооценка	Внешнее оценивание
Участие в ходе урока	5
Самостоятельная работа №1	5
Закрепление знаний	5
Бонус	5
Средняя оценка

Приложение 3 Оценочный лист

Скачано с www.znanio.ru