Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

УСІ УРОКИ ФІЗИКИ 11 клас
АКАДЕМІЧНИЙ РІВЕНЬ

1-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

2. Електричний струм

УРОК 6/17

Тема. Робота й потужність електричного струму

 

Мета уроку: закріпити й поглибити знання учнів про роботу й потужність електричного струму.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань

4 хв.

1. Закон Ома для повного кола.

2. Режим короткого замикання.

3. Напруга на полюсах джерела струму

Демонстрації

3 хв.

1. Механічна робота електричного струму.

2. Нагрівання провідників електричним струмом

Вивчення нового матеріалу

26 хв.

1. Робота електричного струму.

2. Закон Джоуля-Ленца.

3. Потужність електричного струму

Закріплення вивченого матеріалу

12 хв.

1. Якісні питання.

2. Навчаємося розв’язувати задачі

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Робота електричного струму

Розглянемо довільну ділянку кола, наприклад нитку розжарення електричної лампи. Нехай за час t через поперечний переріз провідника проходить заряд q. Тоді електричне поле виконає роботу A = qU. Оскільки q = It, то ця робота дорівнює:

A = UIt.

За одиницю роботи електричного струму в СІ прийнято джоуль. Джоуль дорівнює роботі, виконуваній електричним струмом силою 1 А за напруги 1 В за 1 с:

В електротехніці використовують позасистемну одиницю роботи — кіловат-година (кВт · година): 1 кВт · год. = 3,6 · 106 Дж.

Прилади, що служать для вимірювання роботи струму, називають лічильниками електричної енергії.

2. Закон Джоуля-Ленца

Якщо на ділянці кола, у якому тече струм, не відбувається механічна робота й не відбуваються хімічні реакції, то робота електричного струму призводить тільки до нагрівання провідника. Нагрітий провідник шляхом теплопередачі віддає отриману енергію навколишнім тілам. Отже, у цьому випадку відповідно до закону збереження енергії кількість виділеної теплоти Q має дорівнювати роботі A струму: Q = A.

Оскільки A = UIt, а U = IR, одержуємо: Q = I2Rt. Остання формула є математичним записом закону Джоуля-Ленца:

·       Кількість теплоти, що виділилася в провіднику, дорівнює добутку квадрата сили струму на опір провідника й час проходження струму.

Формулою Q = I2Rt для обчислення кількості теплоти, що виділяється в процесі проходження струму на ділянці кола, можна користуватися завжди. А от іншими модифікаціями цієї формули —  — послуговуються тільки в тому випадку, коли вся електрична енергія йде на нагрівання.

3. Потужність електричного струму

Будь-який електричний прилад розрахований на споживання певної енергії в одиницю часу. Тому, крім роботи струму, дуже важливе значення має поняття потужності струму.

У Потужність електричного струму, P — фізична величина, що характеризує швидкість виконання струмом роботи й дорівнює відношенню роботи A струму до проміжку часу t, протягом якого ця робота була виконана:

P = A/t.

Оскільки A = UIt, одержуємо: P = UI.

Потужність струму вимірюють у системі СІ у ватах (Вт). Потужність дорівнює 1 Вт, якщо за 1 с відбувається робота 1 Дж.

[P] = 1 A · 1 B = 1 Вт.

Використовуючи закон Ома для ділянки кола, можна записати три еквівалентні формули для потужності:

Для вимірювання потужності струму використовують спеціальні прилади — ватметри.

 

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Що розуміють під механічною роботою? потужністю?

2. Які явища показують, що електричний струм може виконувати роботу?

3. Які перетворення енергії відбуваються в зовнішній ділянці електричного кола?

4. Наведіть приклади потужностей різних електроприладів.

Другий рівень

1. Як на практиці можна визначити роботу електричного струму в колі? Які для цього потрібні прилади?

2. Якими приладами і як можна виміряти потужність електричного струму на якій-небудь ділянці кола?

3. За яких умов робота струму в провіднику дорівнює кількості теплоти, що виділяється при цьому в провіднику?

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Збільшиться чи зменшиться споживана ялинковою гірляндою потужність, якщо зменшити кількість лампочок на одну?

2. Мідний й алюмінієвий проводи однакових розмірів увімкнені паралельно. У якому з них виділяється більша кількість теплоти за той самий час? У скільки разів?

3. Два провідники опором 1 і 2 Ом з’єднані паралельно. У якому провіднику виділиться більша потужність, коли по них іде струм? У скільки разів більша?

2). Навчаємося розв'язувати задачі

1. Дві лампи, що мають потужності 90 і 40 Вт, з’єднані паралельно й підключені до джерела струму, що має напругу 220 В. Визначте силу струму, що протікає через кожну лампу, і опір кожної лампи.

2. На двох електричних лампочках написано «220 В, 60 Вт» і «220 В, 40 Вт». У якій із них буде менше потужність струму, якщо обидві лампи увімкнені послідовно?

Розв'язання. Користуватися формулою P = U2/R для порівняння потужностей за послідовного увімкнення лампочок недоцільно: адже напруга на лампочках у цьому випадку різна. За послідовного з’єднання однакова сила струму в обох лампочках, тому краще скористатися формулою P = I2R, з якої випливає: менша потужність струму за послідовного з’єднання буде в тій лампі, у якої опір менше (тобто він розрахованій на потужність 60 Вт).

3. Резистори опорами 60 і 20 Ом вмикають у мережу напругою 120 В. Знайдіть сумарну потужність струму в резисторах, якщо вони з’єднані: а) послідовно; б) паралельно.

4. Електродвигун трамвая працює за сили струму 110 А і напруги 550 В. Із якою швидкістю рухається трамвай, якщо двигун створює силу тяги 3,5 кН, а його ККД дорівнює 70 %?

 

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

  Робота електричного струму на ділянці кола дорівнює:

A = UIt.

•  Закон Джоуля-Ленца: кількість теплоти, що виділилася в провіднику, дорівнює добутку квадрата сили струму на опір провідника й час проходження струму.

Q = I2Rt.

•  Потужність електричного струму, P — фізична величина, що характеризує швидкість виконання струмом роботи й дорівнює відношенню роботи A струму до проміжку часу t, протягом якого ця робота була виконана:

 

Домашнє завдання

1. Підр-1: § 12 (п. 1, 2); підр-2: § 6 (п. 1, 2).

2. Зб.:

Рів1 № 5.2; 5.3; 5.10; 5.12.

Рів2 № 5.24; 5.25; 5.26; 5.27.

Рів3 № 5.52, 5.53; 5.54; 5.61.









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.