Урок 49 Закон Джоуля Ленца

Нагревание проводников
электрическим током.
Закон Джоуля – Ленца.

Урок 48

Главные цели использования данной презентации – это активизация познавательной деятельности учащихся, усвоение изучаемого материала учащимися на более доступном уровне, а также мотивация обучения.

Закон Ома: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

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

Сопротивление проводника – физическая величина, характеризующая свойства проводника. Причина сопротивления: взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки.

?Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

?Что называется сопротивлением проводника?

?Чему равна работа электрического тока на участке цепи?

Тепловое действие тока

Электрический ток нагревает проводник.

Электрический ток в металлическом проводнике – это упорядоченное движение электронов. Провод – это кристалл из ионов, поэтому электронам приходится «течь» между ионами, постоянно наталкиваясь на них. При этом часть кинетической энергии электроны передают ионам, заставляя их колебаться сильнее. Кинетическая энергия ионов в узлах кристаллической решетки увеличивается, следовательно, увеличивается внутренняя энергия проводника и, следовательно, его температура. А это и означает, что проводник нагревается.

Почему же проводники нагреваются?

Рассмотрим на примере движения одного электрона по проводнику.

В жидких и газообразных проводниках движущиеся электроны и ионы наталкиваются на молекулы, как бы «раскачивают» их, увеличивают их кинетическую энергию, что и означает возрастание температуры жидкости или газа.

Химическое действие тока

+

Рассмотрим на примере движения одного электрона и положительного иона в жидком проводнике (в растворе медного купороса CuSO4).

- +

А ∆Евн

Q

Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам путем теплопередачи.

Q = А

Учитывая, что А = UIt, получим Q = Uit.

Зная, что , что U =IR, получим Q = I2Rt.

Q = I2Rt

Направление электрического тока

Q = I2Rt

количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени прохождения тока по проводнику.

Количество теплоты, выделившееся за время t, определяется законом Джоуля - Ленца:

Джоуль Джеймс Прескотт

Ленц Эмилий Христианович

А

Медь Сталь Никелин

- +

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

Чтобы проводник нагревался сильнее, он должен обладать большим удельным сопротивлением.

? Какой из проводников нагреется сильнее при прохождении по цепи электрического тока? Размеры проводников одинаковые.

I

Слабый

Средний

Сильный

К

Размеры проводников одинаковые.

Дано
t = 3 мин
R = 20 Ом
I = 5 A
Q = ?

СИ
180 с
-
-

Решение:
Q = I2 R t
Q = 25 A2 • 20 Ом • 180 с =
= 90000 Дж = 90 кДж


Ответ: Q = 90 кДж

?Определите количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 20 Ом, в течение 3 минут. Сила тока в проводнике 5 А.

Д.З.

§ 53. Ответить на вопросы (устно), выучить определения.
№ 1413, 1418, 1419* (Л).