Дистанционные курсы для педагогов

Государственное общеобразовательноеучреждение

Луганской Народной Республики

«Фащевская  средняя  школа№24 имени воина – интернационалиста

Виталия Минакова»

 

 

 

                                                                                         

Тема урока:  «Мощностьэлектрического тока. Электрические нагревательные приборы»

(физика 8 класс)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                            

                                                               Учитель физики: Забродина И.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2019 г

 

Физика 8 класс

Тема:  «Мощность электрическоготока. Электрические нагревательные приборы»

Цели: Формировать знания о мощностиэлектрического тока, изучить строение и  физическую основу работы лампынакаливания, познакомить с историей изобретения электрической лампынакаливания, расширять знания о применении теплового действия электрическоготока; развивать познавательныйинтерес, умение анализировать, сравнивать;  способствовать развитиюэстетических качеств.

Тип урока: усвоения новых знаний.

Оборудование: источник тока, амперметр,вольтметр, лампочка, реостат, соединительные провода, ключ, электроплитка,паяльник, электрочайник, фен, плойка, патрон. Электрические лампочки разнойконструкции, предохранители.

Эпиграф: «Знание – сила!»

Ход урока

I.Организационный момент

Сегодня науроке мы продолжаем изучение электрических явлений и познакомимся с новымивеличинами, характеризующими постоянный электрический ток.

II. Актуализацияопорных знаний.

1.     «Телеграф»

Укажите величины и единицыизмерения:

А, U,  I, t, R, Q, q.

2.     «Логическая цепочка»

Из формулы найти указаннуювеличину:

A= U I t     U=      I =        t

Q= I²  R  t       I=      t=    R=

A= U² t  / R     U=      t =    R=

3.     Работа учащихся у доски:

№ 1.При вспышке молнии  за 0,001с в атмосферу выделяется 18 10⁵  кДж энергии. Вычислите скольковремени смог бы работать электродвигатель  подъемного крана, используя этуэнергию. Напряжение 360В, сила тока  в двигателе 50А. ( 10 ⁵ с)

№2.

Сколько энергии потребляет электрический чайник за 5 минут  при силе тока в нем 1,5 А? Чайник подключен к сети с напряжением 220 В.( 99 кДж)

 

4.«Интеллектуальная разминка»

1. Как объяснить нагреваниепроводников электрическим током?

2. Сформулируйте  законДжоуля -Ленца?

3. Как вычислить работу тока?Количество теплоты ?

4. Какой прибор позволяетучитывать работу тока?

5. Что вы знаете о Э.Х.Ленце?

6. Кто такой Дж. Джоуль?

5. Работа учащихся на месте

(4 учащихся во время «Интеллектуальной разминки» выполняют задание. С результатами их работы все знакомятся после «Интеллектуальнойразминки»)

1 пара

Какие ошибки были допущеныпри составлении электрической цепи, изображенной на рисунке:

 

 

Ответ:

1. Амперметр включен параллельно,а вольтметр последовательно с лампой, а нужно наоборот.

2. При последовательномсоединении элементов в батарею положительный полюс одного элемента  надосоединять  с отрицательным полюсом другого.

3. Провода от батареи и лампыприсоединены  только к одной клемме ключа.

2 пара

На вашем столе находятсяисточник тока, вольтметр, лампочка, реостат, соединительные провода ивыключатель. Соберите цепь по схеме. Как изменятся показания вольтметра и накаллампочки при перемещении ползунка реостата?

 

III. Мотивация  учебнойдеятельности, сообщение темы, цели и задач урока.

Эпиграф: «Знание – сила!»

Один мальчик на вопрос:«Для чего нужно учиться?» ответил так. Зачем половину жизни тратить напросиживание в школе и  зубрежку уроков? Я гораздо интереснее провожу время водворе, например, играя в футбол».

Выскажите своё мнение по этому вопросу.

Я не согласна с ним. Во-первых,учиться очень интересно. Для меня учиться — значит познавать новое, проникать втайны природы, загадки слов и чисел.

На уроках географии мыпутешествуем по всем странам и материкам, на уроках истории узнаем, как жилинаши предки и другие народы.

Физика объясняет наммногие природные явления. Знания, полученные в школе,  обязательно пригодятся вжизни и помогут продолжить учебу, получить профессию.

Кроме того, если неучиться, вырастешь некультурным и необразованным человеком. А с культурнымилюдьми всегда приятнее иметь дело,   они пользуются уважением окружающих.Людям, которые ничего не знают  трудно найти место в жизни, специальность,работу.

Так что, если мы нехотим  быть необразованными людьми и хотим, чтобы люди с интересом и уважениемотносились  к нам,  надо учиться.

IV. Изучениеновых знаний.

ОК

P = A/t = UI           1Вт = 1Дж/с;    1Вт = 1 В 1 А

Прибор–ваттметр, а можно вольтметр и амперметр.

1 кВт =1000 Вт;

1 МВт =1000000 Вт

1 кВт ч=1000Вт 3600с = 3600000 Вт с = 3600000 Дж = 3,6 МДж

Лампа:стеклянная колба, вольфрамовая нить, усики – держатели, соединяющие ее  свинтовой нарезкой и с основанием лампы, изолированной от цоколя. Усики –держатели из молибдена.

Электрическиеплитки, чайники, кипятильники. Нагревательный элемент- проводник,обладающий большим удельным сопротивлением и высокой температурой плавления.Нихром.

 Тепловоедействие тока используют для выплавки металлов, электросварки, обогрева теплиц,кормозапарники, инкубаторы, сушки зерна, приготовления  силоса.

 

Мы познакомились с ещеодной из  физических величин, характеризующих электрический ток, работой. А какназывается величина, характеризующая быстроту совершения работы? В паспортахприемников тока  ламп, плит, пылесосов, электрических чайников всегдауказывается  мощность. Чему равна мощность? Мощность электрического токаобозначается буквой Р.

Как найти мощность?

 P = A/t = U I

Единицей мощности в СИ является? — Ватт

1Вт = 1Дж/с; 1Вт = 1 В 1 А

Какие приборы нужны для определения мощноститока?

Вольтметр и амперметр.

Прибор для прямого измерения мощности тока –ваттметр.

1 Вт – это мощность тока силой 1А на участкецепи с напряжением 1 В.

Единицей измерения мощности также являются:

1 кВт = 1000 Вт;  1 МВт = 1000000 Вт

В жилых зданиях сила тока в проводке не должнапревы­шать 10 А, рассчитаем максимально допустимую мощность электрическихприборов, которую можно использовать в сети.

Р = 10 А 220 В = 2200 Вт = 2,2 кВт. Еслисуммарная мощность работающих приборов будет больше этого значения, то этоприведет к увеличению силы тока в про­водке, что недопустимо.

Мощности некоторых электрических устройств,  Вт

Лампа от фонарика	1
Электробритва	14
Холодильник	200
Блок питания компьютера	250—300
Телевизор	300
Фен для волос	400
Стиральная машина	500—1000
Утюг	600—1000 Представленная информация была полезной? ДА 61.22% НЕТ 38.78% Проголосовало: 1511
Пылесос	600

Мощность электрическогоприбора записана в его паспорте. Для лампочек мощность часто записывают набаллоне. Промыш­ленность выпускает лампочки разной мощности: на 25 Вт, 40 Вт,60Вт, 100 Вт, 200 Вт и т.д. Любой проводник, по которому идёт электрическийток, нагревается. К этому выводу впервые пришли независимо друг от друга ДжеймсДжоуль и Эмилий Христианович Ленц. Этот опытный факт нашёл своё отражение взаконе Джоуля -Ленца, который мы изучали на прошлом уроке.

 Гдеиспользуется тепловое действие электрического тока?
Тепловое действие электрического тока используется в электрических лампахнакаливания и в электронагревательных приборах.
Какие нагревательные электроприборы вы используете в своей жизни?
Выявим общую закономерность всех электронагревательных приборов. Нагреваниепроводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника,тем больше он нагревается Q= I²  R t ,

но  R=ρl/S. Поэтому, чтобы проводникнагрелся сильней, он должен обладать большим удельным сопротивлением.

Демонстрация 1.Настоле электрическая лампа накаливания.
У вас на столе у каждого имеются электрические лампы накаливания. Давайтерассмотрим, из каких элементов состоит она?

Лампанакаливания состоит: из стеклянной колбы, внутри колбы вольфрамовая нить,которая с помощью двух проводников соединяется с винтовой нарезкой и соснованием лампы, изолированной от цоколя. Усики – держатели из молибдена.

            Как вы думаете,почему стеклянная колба запаяна?
Она запаяна для того, чтобы вовнутрь лампы не поступал воздух.
 Совершенно верно. В состав воздуха входит кислород, который способствуетгорению. И это привело бы к быстрому перегоранию вольфрамовой нити. Поэтому изстеклянной колбы выкачен воздух. Кроме того, так как в вакууме идет быстроеиспарение вольфрама, чтобы препятствовать этому наполняют лампу азотом илиинертными газами. Итак, давайте еще раз повторим устройство электрической лампынакаливания.

А какое физическое явление положено в основу работыэлектрической лампы накаливания?  В основу работы электрической лампынакаливания положено явление нагревание проводника при прохожденииэлектрического тока, то есть тепловое действие тока. Хотя лишь 10-15% тепловойэнергии превращается в световую энергию, тем не менее, электрические лампынакаливания очень широко используются. При прохождении электрического токачерез вольфрамовую нить, температура вольфрамовой нити достигает 3000 ⁰С. При такой температуре вольфрамовая нить накаливается до красна, а затем и добела и светится ярким светом.  Для включения лампы в сеть ее ввинчивают впатрон.

Демонстрация 2. Настоле лежит патрон.

Возьмите,пожалуйста, его в руки. Внутренняя часть патрона содержит пружинистый контакт,касающийся основания цоколя лампы, и винтовую нарезку, удерживающую лампу.Пружинистый контакт и винтовая нарезка имеют зажимы, к которым прикрепляютпровода сети.

Современнаялампа накаливания – очень удобный, безопасный и дешевый источник света. Но и вней лишь небольшая доля подводимой энергии (всего 7%) превращается в энергиювидимого света, причем ее свет сильно отличается от дневного. Будущее, конечно,за лампами «дневного света». Уже в наши дни появилиськриптоновые лампы (наполнен­ные криптоном),— у которых повышенасветоотдача по сравнению с обычными лампами; биспиралъные лампы — сболее толстой ни­тью накала, что позволяет излучать более яркий свет;  галогеновыелампы — в них добавлены пары брома, фтора или йода, что по­вышаетсветоотдачу и увеличивает срок службы, правда, и баллон таких ламп приходитсяизготавливать из более дорогого кварце­вого стекла. В настоящее время лампы накаливания постепенно вытес­няютсяболее экономичными люминесцентными лампами (их так и называют —энергосберегающие). Такие лампы состоят из электронного блока, цоколя ибаллона, заполненного парами рту­ти. В результате газового разряда в нихвозникает невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение, котороепреоб­разуется в видимый для нас свет, специальным люминофорным покрытием,нанесенным на баллон лампы. Световой потоклюминесцентной лампы мощностью Р = 20 Вт равен световому потоку от лампынакаливания мощностью Р = 100 Вт. Использование люминесцентных ламп снижаетпотре­бление электроэнергии на 80% без потери уровня освещенности. Срок ихслужбы в 6—15 раз выше, чем у обычной лампы, к тому же такие лампы ненагреваются выше 40 °С, что позволяет поме­щать их в любой плафон. Кромеламп накаливания в каждом доме есть множество других электронагревательныхприборов. Вспоминаем от чего зависит нагревание проводников?

Нагревание проводниковзависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводника, тем больше оннагревается. Чтобы проводник нагрелся сильней, он должен обладать большимудельным сопротивлением.

Почемунагревательные элементы не изготавливают из фарфора, у которого удельноесопротивление в миллиарды раз больше чем у всех веществ? Какими свойствамидолжно обладать вещество, используемое для изготовления нагревательныхэлементов? Нагревательныйэлемент представляет собой проводник, обладающий большим удельнымсопротивлением и высокой температурой плавления. Такими качествами обладаетнихром.

Внагревательном элементе проводник в виде проволоки или ленты наматывается напластинку из жароустойчивого материала: слюды, керамики. Нагревательнымэлементом в утюге служит нихромовая лента, от которой нагревается нижняя частьутюга.

В настоящее время применяют нагревательные элементы закрыто­го типа,где проволочная спираль размещена в стальной или латунной трубке.Пространство между спиралью и стенками трубки заполняют кварцевым песком,который является хорошим изолятором. Для защиты спирали от окружающего воздухаконцы трубок заливают стекловидной эмалью.

В быту широко используютэлектрические плитки, чайники, кипятильники и т.д. В промышленности тепловоедействие тока используют для выплавки специальных сортов стали и многих другихметаллов, для электросварки.

В сельском хозяйстве спомощью электрического тока обогревают теплицы, кормозапарники, инкубаторы,сушат зерно, приготавливают силос.
А теперь посмотрим и познакомимся с историей изобретения и применениемэлектронагревательных приборов (презентация и сообщения на указанные темы).

Демонстрация 3. (На демонстрационномстоле находятся различные электрона­гревательные приборы)

Учитель демонстрируетразличные электрона­гревательные приборы, обращая внимание учащихся на основнуючасть всякого нагревательного электрического прибора — нагревательный элемент.При очень большом токе металлический проводник, нагреваясь до высокойтемпературы, может расплавиться. На этом основано действие плавкихпредохранителей.

Демонстрация 4. (На столе находится плавкийпредохранитель)

 Учитель демонстрирует устройство плавкогопредохранителя, поясняя, что толщина проволочки, из легкоплавкого металла (кпримеру, свинца): может быть рассчитана на определенную силу тока (0,5 А, 1 А ит. д.).

 

Физкультминутка

Вновь у насфизкультминутка,

Наклонились,ну-ка, ну-ка!

Выпрямились,подтянулись,

А теперь назадпрогнулись!

(Наклоняютсявперед, назад)

Разминаем руки,плечи,

Чтоб сидеть намбыло легче,

Чтоб писать,читать, считать,

И совсем неуставать!

( Рывки рукамиперед грудью)

Голова усталатоже,

Так давайте ейпоможем!

Вправо, влево,раз и два,

Думай, думайголова!

( Повороты головыи ее вращение)

Хоть зарядка коротка
Отдохнули мы слегка!

(Ученики садятся)

IV. Закрепление нового материала

1.Определим единицу измерения работы тока,широко используемую в быту:

1 Дж = 1 Вт с

На практике мощность тока измеряют в кВт, авремя прохождения тока – в часах. Поэтому используют такую единицу работы, каккВт ч. Именно в таких единицах дают показания, установленные во всех нашихквартирах,

электросчётчики.

2.Свяжем эту единицу работы с Дж:

1 кВт ч = (сколько Дж в 1 кВт ч? ) = 1000Вт3600с = 3600000 Вт с = 3600000 Дж = 3,6 МДж

3. Допустим, что в квартире одновременно светят10 ламп мощностью 75 Вт каждая в течение 4 часов ежедневно. Сколько кВт ч«накрутят» эти лампы на электросчётчике за месяц? (30 дней)

Общая мощность всех ламп 750 Вт = 0,75 кВт

А = P t = 0,75кВт 4ч 30 = 90 кВт ч

А сколько заплатить надо за израсходованнуюэлектроэнергию? Что для этого надо знать?

Стоимость единицы работы называется тарифом.

S = k A ; k – тариф.

А как подсчитать? За 1 кВт ч – 74 коп.

 

Рубрика «Это интересно»

Сколько стоит  молния?  Средняя энергия, котораявыделяется при разряде, равна при­мерно 30 кВтч. При тарифе 74 коп. за 1кВтчполучим «стои­мость» одной молнии 22,2 руб. Молния при этом служит своеобразной«фабрикой» азотных удобрений. Каждый разряд дает 1,5—2 тонны оксида азота.Вместе с дождем это вещество попадает в землю, питая корни растений.

Много это или мало?

Энергией, равной 1 кВт ч, можно выполнить любуюиз следующих работ:

-Изготовить 10 м хлопчатобумажной ткани;

-Вскипятить 50-55 стаканов чая;

 -Добыть и поднять до 75 кг угля;

-Вывести в электрическом инкубаторе до 30 цыплят.

V. Первичное закрепление знаний

 Упражнение«Дополни предложение»

1. Мощность обозначаетсябуквой ———-;

2. Прибор для измерения мощностиназывается ———;

3.  Мощность определяетсяпо формуле  ————;

4.  Мощность  измеряетсяв  ——-;

5. Электрическая лампочкасостоит  из  ———;

6. Основная часть всякогонагревательного электрического прибора ——;

7. Нагревательныйэлемент электронагревательного прибора ——;
8. Металл, из которого изготовляют спирали и ленты нагревательного элементадолжен обладать——-.

«Приобрёл знания — примени к делу!» ( решениерасчетных задач)

Задача 1.

За какое время прохождения тока через спиральэлектроплитки мощностью 600 Вт в ней выделится 360  кДж энергии?

Задача 2.

Каково удельное сопротивление материала, изкоторого изготовлена спираль нагревательного элемента мощностью 2200 Вт? Длинаспирали 11м, площадь поперечно­го сечения 0,21 мм², напряжение всети 220В.

VІ. Итог урока (выставлениеоценок и упражнение «Сенкан»)

Упражнение «Сенкан»: составить краткую аннотацию темыурока.

1-я строка: односуществительное, характеризующее тему урока

2-я строка дваприлагательных.      

3-я строка: три глагола.

4-я строка: предложение,личное отношение к теме.

5-я строка: одно существительное– синоним или антоним к 1-й строке.

Заключительное слово учителя:

 По словам русского поэта XIX века Якова ПетровичаПолонского,

 Царство науки не знаетпредела –

 Всюду следы ее вечныхпобед,

 Разума слово и дело,

 Сила и свет.

Эти слова по праву можноотнести к замечательной науке — физике, подарившей нам столько открытий,осветившей нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько еще непознаноговокруг! Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательнойнатуры! Так что запускайте свой «вечный думатель», и вперед!

VІІ. Домашнее задание выучить§41, 42; ответить на вопросы после параграфов устно.

Задача 1. Сопротивление электрическогонагревателя равно 11 Ом. К сети с каким напряжением нужно подключить нагреватель,чтобы мощность электрического тока в нем была 4,4 кВт?

Творческое задание

1 группа.  Подготовить сообщения:

1.История создания утюга.

2.История создания электроплитки.

3.История создания лампы накаливания

2 группа. Рассмотрите дома электросчетчик.Запишите его показания за сутки. Рассчитайте энергию, из­расходованную за день,и ее стоимость. В течение следующего дня попытайтесь экономить энергию: неоставляйте включен­ным свет, телевизор и другие приборы, которыми вы не поль­зуетесьв данный момент. Определите с помощью счетчика, сколько энергии удалосьсэкономить. Вычислите стоимость сэкономленной энергии. ( Тариф: 1кВт ч  -74коп)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сообщения учащихся.

1.Люди начали использовать искусственный свет приблизитель­но12 000 лет назад, и первыми источниками искусственного света, были смоляныефакелы. Спустя 9000 лет начали применяться мас­ляные лампы и свечи, которыеосвещали античные своды Греции и Рима. Масляные лампы представляли собойглиняный сосуд для конопляного или льняного масла с фитилем. Свечи использовалисамые разнообразные: сальные, восковые, стеариновые, парафи­новые. В конце XVIII — начале XIX в. появились газовыефона­ри: угольный газ, соединяясь с кислородом, загорался, раскаляяметаллическую сетку фонаря, которая и излучала свет. Каждый вечер специальныйчеловек зажигал каждый фонарь в городе. Не удивительно, что освещалисьпреимущественно центральные улицы города, а об автономном освещении жилищ иговорить  не приходилось. Кроме того, система газовых труб была небезопасной.Поэтому появление электрического освещения люди воспринимали как чудо.

Первые электрические лампы были дуговыми, ипоявление связано с экспериментами русского ученого В. Петрова и англичанина X. Дэви, которые установили,что с. помощью электрической дуги, которая возникает в пространстве между двумяугольными  стержнями, по словам В. Петрова, «темный покой довольно ясно освещен быть может».

Однако эти лампы имели существенные недостатки:угли, сграя, укорачивались, и с помощью целой системы механизмов приходилосьпостоянно сводить, к тому же открытый огонь  давал серьезную угрозу пожара.

2.Русский изобретатель П. Яблочков в 1876 г.преодолел ряд э недостатков. Он предложил располагать угольные стержни параллельнодруг другу, разделяя их изолирующей массой. Углей такой свечи хватало на 1,5 чгорения, а затем автоматически включал следующая пара. Их свечение имелокрасивый сиреневый оттенок.  «Русский свет» осветил улицы Парижа, Петербурга идаже дворец  персидского шаха. Правда, сам изобретатель умер в нищете, дожив до47 лет.

Вскоре дуговая лампа была вытеснена лампой новогопоколения — лампой накаливания. Она была изобретена в 1872 г. русскимэлектротехником А. Лодыгиным. Основной ее элемент угольный стерженек,нагреваемый током до температуры, при которой он начинал светиться. Стерженекразмещался под стеклянным колпаком. Первые лампы работали всего по 30—40 мин. Позднее Лодыгин существенно увеличил срок их службы, откачав  воздух из колбы.

3.О работе Лодыгина стало известно знаменитомуамериканскому изобретателю Т. Эдисону, который в 1877 г. усовершенствовал  этоттип ламп. Он добился сильного разрежения в лампе (давление становилось вмиллион раз меньше атмосферного), нашел новый материал для нити накаливания,перепробовав более шести тысяч разных веществ,— обработанный специальнымхимическим раствором бамбук. Эдисон сделал изобретение коммерчески выгодным:придумал цоколь, патрон, поворотный выключатель, предохранители, изолированныепровода. В ночь на 1 января 1880г семьсот эдисоновских ламп осветили здание,где работал изобретатель, двор, ворота и даже забор. Люди с изумлением взирали на это чудо. Новые удобные источники света стали незаменимыми в до­мах, наулицах и т. д. Лампочку продолжали усовершенствовать. А. Лодыгин первымприменил вольфрамовую нить и предложил заполнять колбу каким-либо инертнымгазом.