Физика. Орієнтовний розподіл навчального часу
 Скачать 3.21 Mb.
|
|
Тема. Лабораторна робота № 8 «Вимірювання потужності споживача електричного струму» мета уроку: навчитися визначати потужність електричного струму в лампі. Тип уроку: урок контролю й оцінювання знань. Обладнання: джерело струму, амперметр, вольтметр, ключ, лампочка на підставці, з'єднувальні проводи. рекомендації щодо проведення лабораторної роботи Накресліть схему електричного кола, що складається із з'єднаних послідовно лампочки, ключа, джерела струму, амперметра й вольтметра, підключеного до лампочки паралельно. Зберіть електричне коло. Виміряйте силу струму й напругу. Обчисліть фактичну потужність лампочки. Уважно розгляньте цоколь лампочки й визначте її номінальну потужність. Результати вимірів та обчислень запишіть у таблицю в зошиті для лабораторних робіт.
7. Запишіть у зошиті для лабораторних робіт висновок: що ви вимірювали та який отримали результат. Домашнє завдання Підр.: §§ 15. Зб.: рів1 — № 10.9; 10.10; 10.13; 10.14; 10.15. рів2 — № 10.24; 10.26; 10.28; 10.29, 10.31. рів3 — № 10.37, 10.41; 10.43; 10.44; 10.45. Урок 21/27 Тема. Закон Джоуля-Ленца мета уроку: з'ясувати характер залежності між енергією, що виділяється на ділянці кола, електричним струмом та опором цієї ділянки кола. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. План уроку
вивчення нового матеріалу 1. Теплова дія електричного струму Учням уже відомо, що в провіднику під час протікання струму відбувається перетворення електричної енергії на внутрішню й провідник нагрівається. Вони неодноразово спостерігали теплову дію струму в побутових приладах. На досліді з лампою розжарення учні переконалися, що розжарення лампи зростало під час збільшення струму. Але нагрівання провідників залежить не тільки від  КирикЛ. А. · «Усі уроки фізики. 9 клас» сили струму, але й від опору провідників. З цією метою корисно поставити дослід, що показує теплову дію струму в колі, що складається з трьох послідовно з'єднаних провідників різного опору: мідного, сталевого й нікелінового. Струм у всіх послідовно з'єднаних провідниках однаковий. Кількість же теплоти, що виділяється, в провідниках різна. З досліду можна зробити висновок: ^ при послідовному з'єднанні провідників нагрівання провідників залежить від їхнього опору. Чим більший опір провідника, тим більше він нагрівається. Закон Джоуля-Ленца Учні знають уже формулу для роботи A = UIt. Крім того, їм відомо, що в нерухомих провідниках уся робота струму йде лише на нагрівання провідників, тобто на те, щоб збільшити їхню внутрішню енергію. Отже, кількість теплоти Q = A = IUt. Із закону Ома для ділянки кола U=IR. З урахуванням цього одержуємо: Q = 12Rt. Закон, що кількісно описує теплову дію струму, дослідним шляхом установив англійський фізик Джеймс Джоуль 1841 року і незалежно від нього російський учений Емілій Ленц 1842 року. Він називається законом Джоуля-Ленца й читається так: ^ кількість теплоти, що виділяється провідником зі струмом, прямо пропорційно квадрату сили струму, опору провідника і часу проходження по ньому струму. Необхідно визначити, що формули Q = 12Rt, Q = IUt і  не ідентичні. Річ у тім, що перша формула завжди визначає перетворення електричної енергії на внутрішню, тобто кількість теплоти. За іншими формулами у загальному випадку визначають витрату електричної енергії, що йде як на нагрівання, так і на виконання механічної роботи. Для нерухомих провідників ці формули збігаються. Застосування теплової дії електричного струму Прилади, що використовують теплову дію струму, дуже різноманітні. Важко уявити сучасне життя без електроплиток, електро-чайників, прасок, фенів, паяльників тощо. Зупинімося лише на кількох прикладах теплової дії струму: а) електричні лампи розжарення; б) електричні нагрівальні прилади; в) коротке замикання; г) плавкі запобіжники. Особливу увагу на уроці варто приділити розгляду питань про коротке замикання, про призначення й будову запобіжників. До розуміння питання про коротке замикання учні вже достатньо підготовлені. Їм уже зазначалося, що електричні кола розраховані на визначену силу струму. Якщо опір кола з якихось причин зменшиться, то сила струму зросте й може стати більше допустимої. Звичайно, при цьому будуть нагріватися проводи, можливе загоряння ізоляції проводів і навіть розплавлення проводів. Таке зменшення опору кола може виникнути при ввімкненні паралельно додаткових споживачів. При короткому замиканні струм може досягти дуже високих показників, внаслідок чого можливою є небезпека виникнення пожежі. Уникнути цього допомагають запобіжники. Учитель повинен наполегливо роз'яснювати учням неприпустимість заміни запобіжників «дротиком» («жучком»), тому що це може призвести до загоряння проводів. Будову й застосування різних нагрівальних приладів, на жаль, не вдається досить докладно розібрати на уроці через брак часу. Тому доцільно зазначеним питанням присвятити спеціальний по-закласний захід, на якому: • по-перше, можна показати фрагменти відеофільмів: «З історії електричного освітлення»; «Електрика служить людям»; «Працює електричний струм»; • по-друге, заслухати доповіді учнів: «Перше електричне освітлення свічами П. Н. Яблочкова»; «Лампи розжарення й історія їх винаходу». Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу ? Чому при проходженні електричного струму провідник нагрівається? ? З якого матеріалу необхідно виготовляти спіралі для лампочок розжарення? ? Наведіть приклади використання теплової дії струму в побуті. ? Якими властивостями має володіти метал, з якого виготовляють спіралі нагрівальних елементів? закріплення вивченого матеріалу 1. Якісні питання Два дроти однакових довжини та перерізу — залізний і мідний — з'єднані послідовно. У якому з них виділиться більша кількість теплоти? Два дроти однакових довжини та перерізу — залізний і мідний — з'єднані паралельно. У якому з них виділиться більша кількість теплоти? Спіраль електричної плитки вкоротили. Як зміниться кількість теплоти, що виділяється в ній, якщо плитку ввімкнути до мережі з тією самою напругою? 2. Учимося розв'язувати задачі Яка кількість теплоти виділиться протягом години в провіднику опором 10 Ом за сили струму 2 А? Визначте кількість теплоти, що дає електроприлад потужністю 2 кВт за 10 хв роботи? З якого матеріалу виготовлена спіраль нагрівного елемента, потужність якого 480 Вт, якщо його довжина дорівнює 16 м, переріз 0,24 мм2 і напруга в мережі 120 В? Дві лампи потужністю 40 Вт і 60 Вт, розраховані на однакову напругу, ввімкнені в мережу з тією самою напругою послідовно. Які потужності вони споживають? Що ми дізналися на уроці Нагрівання провідників залежить від їхнього опору. Чим більший опір провідника, тим більше він нагрівається. Закон Джоуля-Ленца: кількість теплоти, що виділяється провідником зі струмом, прямо пропорційно квадрату сили струму, опору провідника і часу проходження по ньому струму. Q = 12Rt. Домашнє завдання Підр.: §§ 16, 17. Зб.: рів1 — № 10.7; 10.8; 10.17; 10.19; 10.20. рів2 — № 10.30; 10.32; 10.33; 10.34, 10.35. рів3 — № 10.42, 10.46; 10.47; 10.48; 10.50. Д.: підготуватися до самостійної роботи № 10. Задачі із самостійної роботи № 10 «Робота і потужність електричного струму. Закон Джоуля—Ленца» Середній рівень При проходженні через провідник 40 Кл електрики струмом була виконана робота 200 Дж. Яка напруга була прикладена до цього провідника? Яка кількість теплоти виділиться за 1 год у реостаті, опір якого 100 Ом, за сили струму в колі 2 А? Достатній рівень В електроприладі за 45 хв струмом 5 А виконана робота 162 кДж. Визначте опір приладу. Два резистори опором 6 і 10 Ом ввімкнені в коло послідовно. Яка кількість теплоти виділиться в кожному резисторі за 2 хв, якщо напруга на другому дорівнює 20 В? Високий рівень а) Наявні дві лампи потужністю 60 Вт і 100 Вт, розраховані на напругу 220 В. Яка з них буде горіти яскравіше при ввімкненні в освітлювальну мережу? б) Дві лампи потужністю 40 Вт і 60 Вт, розраховані на однакову напругу, ввімкнені в мережу з тією же напругою послідовно. Які потужності вони споживають? а) Дві однакові лампочки, розраховані на напругу 6,3 В, ввім- кнені в електричне коло. Одна лампочка світила 1 хв, інша — 2 хв. У якій лампочці робота електричного струму була більшою? Чому? б) Визначте, на яку напругу розрахований електрокип'ятильник, що за 5 хв нагріває 0,2 кг води від 14 °С до кипіння, за умови, що по його обмотці протікає струм 2 А. Втратами енергії знехтувати. Урок 22/28 Тема. Узагальнюючий урок Мета уроку: закріпити знання учнів про теплову дію струму; підготувати учнів до тематичного оцінювання знань. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу. Контроль знань: самостійна робота № 10 «Робота й потужність електричного струму. Закон Джоуля-Ленца». методичні рекомендації Глибокому засвоєнню й закріпленню знань про роботу й потужність електричного струму, про закон Джоуля-Ленца допомагає підбір якісних і розрахункових задач. Залежно від підготовки та здібностей учнів учитель здійснює диференційований підхід до кожного з них, для того, щоб школярам було цікаво працювати на уроці. Наводимо орієнтовний набір задач, з яких учитель може вибрати необхідні для даного уроку. Якісні задачі Сила струму в мережному шнурі й спіралі електроплитки одно-кова. Чому ж спіраль розжарюється, а шнур залишається холодним? Чому в плавких запобіжниках зазвичай використовують дротик зі свинцю? На одній лампі написано «220 В, 100 Вт», на іншій — «220 В, 40 Вт». У якій з них опір нитки розжарення в робочому стані більший? На частину розпеченої спіралі електроплитки потрапила вода. Як змінилося розжарення тих ділянок спирали, на які вода не потрапила? Під час розв'язання врахуйте залежність опору металу від температури. Перегорілу нагрівальну спіраль замінили іншою, котра відрізняється тільки меншим діаметром дроту. Як змінилася потужність нагрівача? Розрахункові задачі 1. У якому з резисторів, зображених на рисунку, виділиться за той самий час найбільша кількість теплоти, якщо R1 = 6 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 5 Ом, R4 = 24 Ом.  2. У скільки разів зміниться потужність струму в лампах 1 і 2 (див. рисунок) і загальна споживана потужність, якщо лампа 3 перегорить? Усі лампи однакові. Напругу в колі вважайте постійною.  Визначте, на скільки градусів нагріються 100 г води, якщо на нагрівання води витрачена вся кількість теплоти, що виділяється при протіканні струму 5 А через провідник опором 10 Ом протягом 2 хв. Транспортер піднімає за 1 хв вантаж масою 300 кг на висоту 8 м. ККД транспортера 60 %. Визначте силу струму в електродвигуні транспортера, якщо напруга в мережі 380 В. Електричний нагрівач за 20 хв доводить до кипіння 3 кг води, початкова температура якої 10 °С. Сила струму в нагрівачі 7 А, напруга в мережі 220 В. Яка частина споживаної нагрівачем енергії передається навколишньому середовищу? Домашнє завдання Підр.: §§ 16, 17. Підготуватися до тематичного оцінювання знань за темою «Електричний струм». Урок 23/29 Тема. Тематичне оцінювання знань за темою: «Електричний струм» Мета уроку: контроль та оцінювання знань, умінь і навичок учнів з вивченої теми. Тип уроку: урок контролю й оцінювання знань. методичні рекомендації Підсумкове тематичне оцінювання можна провести у вигляді тестування або звичайної контрольної роботи. Тестування учнів можна виконати на уроці в класі, а контрольну роботу задати додому. Можна запропонувати учням виконати й контрольну роботу, і тестування на двох уроках (якщо у вчителя є така можливість). Можна запропонувати учням на урок 24 тестових завдання. У кожному із завдань потрібно вибрати одну правильну відповідь з чотирьох запропонованих. За кожне правильно виконане завдання дається 0,5 бала (якщо сума набраних балів виявиться не цілою, оцінка округляється у бік збільшення до найближчого цілого числа). Як приклад наводимо кілька варіантів тестових завдань. 1. При замиканні ключа в колі буде протікати електричний струм.  А ...позитивних іонів. Б ...негативних іонів. В ...електронів. Г ...позитивних і негативних іонів. Електричний струм обумовлений рухом...   2. На рисунку показано...  А ...теплову дію струму. Б ...магнітну дію струму. В ...хімічну дію струму. Г ...механічну дію струму. 3. На рисунку показана шкала вольтметра, за допомогою якого вимірюють напругу на лампі.  А Ціна поділки шкали дорівнює 40 В. Б Вольтметр показує напругу 220 В. В Вольтметр має бути підключений до лампи послідовно. Г Опір вольтметра повинен бути дуже маленьким. 4. На рисунку наведена схема електричного кола й показання вольтметра. А Вольтметр і резистор ввімкнені послідовно. Б Ціна поділки шкали дорівнює 1 В. В Напруга на резисторі більше 5 В. Г Вольтметр і резистор ввімкнені паралельно.  Який з наведених нижче виразів може бути визначенням поняття «електричний опір»? А Фізична величина, що характеризує дію струму. Б Фізична величина, що характеризує напругу на ділянці кола. В Властивість провідника обмежувати силу струму в колі. Г Фізична величина, що характеризує силу струму в ділянці кола. Наявні два дроти однакових розмірів. Перший дріт виготовлений з міді, другий — з нікеліну. А Опір обох дротів однаковий. Б Опір мідного дроту менший. В Опір нікелінового дроту менший. Г Напруги на кожному із дротів будуть однаковим за однієї й тієї ж силі струму. Через мідний провід пропускають електричний струм.  А Сила струму в першому резисторі менше, ніж у другому. Б Сила струму в другому резисторі менше, ніж у першому. А Сила струму обернено пропорційна прикладеній напрузі. Б Опір проводу прямо пропорційний прикладеній напрузі. В Опір проводу залежить від величини сили струму. Г Якщо провід вкоротити, його опір зменшиться. У показаному на рисунку колі амперметр показує 0,5 А, а вольтметр показує 3 В. Електромагнітні явища. Електричний струм В Сила струму в першому резисторі дорівнює 0,25 А. Г Електричний опір першого резистора дорівнює 6 Ом. Сталевий та алюмінієвий провідники однакової довжини й однакового діаметра ввімкнені в коло так, як показано на рисунку.  А Сила струму в сталевому провіднику більше, ніж в алюмінієвому. Б Сила струму в алюмінієвому провіднику більше, ніж у сталевому. В Напруга на сталевому провіднику більше, ніж на алюмінієвому. Г Провідники з'єднані паралельно. Два резистори ввімкнені в коло так, як показано на рисунку.  А Загальний опір резисторів менший за 20 Ом. Б Сила струму в обох резисторах однакова. В Напруга на обох резисторах однакова. Г Напруга на першому резисторі більша, ніж на другому. Мідний та алюмінієвий провідники однакової довжини й однакового діаметра ввімкнені в коло так, як показано на рисунку.  А Напруга на мідному провіднику менша, ніж на алюмінієвому. Б Напруга на алюмінієвому провіднику менша, ніж на мідному. В Провідники з'єднані послідовно. Г Сила струму в мідному провіднику більша, ніж в алюмінієвому.  А Загальний опір резисторів менший за 5 Ом. Б Загальний опір резисторів більший за 5 Ом. В Сила струму в обох резисторах однакова. Г Напруга на другому резисторі вдвічі більша, ніж на першому. 13. Три однакових резистори з'єднані так, як показано на рисунку.  А Перший і третій резистори з'єднані паралельно. Б Перший і другий резистори з'єднані паралельно. В Сила струму в резисторі 3 більша, ніж у резисторі 1. Г Напруга на резисторах 1 і 3 однакова. 14. На рисунку зображена схема з'єднання провідників.  А Резистори R1 і R3 ввімкнені послідовно. Б Резистори R2 і R3 ввімкнені послідовно. В Резистори R1і R3ввімкнені паралельно. Г Загальний опір ділянки кола менший від опору резистора R3. 15. Яку фізичну величину можна обчислити, використовуючи добуток IUt ? А Потужність електричного струму. Б Роботу електричного струму. В Кількість теплоти, що виділяється на ділянці кола. Г Енергію електричного струму. Яку фізичну величину можна обчислити, використовуючи добуток I2Rt? А Потужність електричного струму. Б Роботу електричного струму. В Кількість теплоти, що виділяється на ділянці кола. Г Енергію електричного струму. Лампа, розрахована на напругу 6 В, підключена до джерела постійної напруги 18 В послідовно з реостатом. Лампа горить нормальним розжаренням. А Потужність струму в реостаті в 2 рази більше, ніж у лампі. Б Напруга на лампі й на реостаті однакова. В Сила струму в лампі менша, ніж у реостаті. Г Опір лампи в 2 рази більший від опору реостата. Потужність струму в нікеліновому дроті, підключеному до полюсів джерела постійної напруги, дорівнює 20 Вт. А Якщо розрізати дріт на 5 рівних частин і підключити їх до того самого джерела паралельно, загальна потужність струму в них дорівнюватиме 0,5 кВт. Б Якщо нікеліновий дріт замінити ніхромовим таких самих розмірів, потужність струму в дроті збільшиться. В Якщо послідовно з дротом підключити резистор, потужність струму в дроті збільшиться. Г Якщо дріт вкоротити в 2 рази, потужність струму в ньому буде дорівнювати 10 Вт. | ||||||||||||||||||||||||