Во время лабораторной работы двое учащихся собрали две одинаковые электрические цепи через 5 минут

2017-04-13   

Во время лабораторной работы ученик соединил последовательно три одинаковых резистора и подключил их к источнику постоянного напряжения (см. рис.), а затем измерял напряжение на различных участках этой цепи при помощи вольтметра. Подключенный параллельно всем трем резисторам вольтметр показал 3 В, а подключенный параллельно одному резистору (см. рис.) — 0,8 В. Каковы будут показания вольтметра, если его подключить параллельно двум резисторам?

Решение:

Очевидно, что $U_{0} = 3 В$ — напряжение на источнике. Пусть $R$ — сопротивление резистора, $R_{V}$ — сопротивление вольтметра. Тогда при подключении вольтметра к одному резистору общее сопротивление цепи $2R + frac{RR_{V}}{R+R_{V}} = frac{2R^{2} + 3RR_{V}}{R+R_{V}}$, и показания вольтметра определятся как $U_{1} = U_{0} frac{1}{2 frac{R}{R_{V}} + 3}$, откуда находим $frac{R}{R_{V}} = frac{3}{8}$. Тогда при подключении вольтметра параллельно двум сопротивлениям он покажет $U_{2} = U_{0} frac{2}{2 frac{R}{R_{V} + 3}} = 1,6 В$

Ответ: 1,6 В.

Подборка олимпиадных задач по
электродинамике с решениями.

                                      
                              Шайдуллина Р.К.,

                                                                      
учитель физики первой

                                                                      
квалификационной категории

                                                         
             МБОУ «Гимназия» г.Мензелинска РТ.

Задача 1. Найдите силу тока, текущего
через сопротивление R₅ (см. рисунок), если R₁ = R₂ = R₃ =  R₄ = 10 Ом, R₅ = 3 Ом, U = 12 В. Найдите также общее
сопротивление цепи.

             (№ 3.42. 8-9 классы,
Московская городская олимпиада — 1991-8 кл. Источник: Варламов С.Д., Зинковский
В.И., Семенов М.В., Старокуров Ю.В., Шведов О.Ю., Якута А.А. Задачи Московских
городских олимпиад по физике. 1986-2005. Приложение: олимпиады 2006 и 2007.  Под
ред. М.В. Семенова, А.А. Якуты – 2-е изд., испр. и доп. – М.: МЦНМО, 2007.)

Решение:

Приведенную в условии схему можно
перерисовать так, как показано на рисунке 3.42. Получившаяся эквивалентная цепь
представляет собой мостовую схему, состоящую из одинаковых резисторов с
сопротивлениями

R = R₁ = R₂ = R₃ =  R₄ = 10 Ом. Так как система симметрична, то разность потенциалов
между ее точками А и В равна нулю. Поэтому ток через сопротивление R₅  также равен нулю.

    Для того, чтобы определить общее
сопротивление цепи, заметим, что сила тока, текущего через резисторы R₁ и R₂, равна  = . Такой же ток течет через резисторы
R₄ и R₃. Следовательно, ток, текущий через источник напряжения,
равен  I_общ = , а общее сопротивление цепи
составляет

R_общ = U/I_общ =R = 10 Ом.

Ответ: 0 А; 10 Ом.

Задача 2. В собранной схеме (см.
рисунок) лампочка горит одинаково ярко как  при замкнутом, так и при
разомкнутом ключе К. Найдите напряжение на лампочке.

          (№ 3.44. 9-10 классы,
Московская городская олимпиада — 1987-8 кл. Источник: Варламов С.Д., Зинковский
В.И., Семенов М.В., Старокуров Ю.В., Шведов О.Ю., Якута А.А. Задачи Московских
городских олимпиад по физике. 1986-2005. Приложение: олимпиады 2006 и 2007. 
Под ред. М.В. Семенова, А.А. Якуты – 2-е изд., испр. и доп. – М.: МЦНМО, 2007.)

Решение:

Обозначим сопротивление лампочки
через R, а искомое напряжение на ней
– через U. Исходную электрическую цепь
с незамкнутым ключом можно изобразить в эквивалентном виде, показанном на
рисунке 3.44.1. Тогда напряжение на участке цепи, содержащем параллельное
соединение, равно

U₁ = U + 90 × (U/R), сила текущего через этот участок тока  составляет

(U/R) + (U₁/180), и
закон Ома для данной схемы дает:

U + 90 ×  +
90 × (+ ) = 54.

          После замыкания ключа цепь
можно перерисовать, как показано на рисунке 3.44.2. Из него видно, что
напряжение на верхнем участке цепи, содержащем два резистора и лампочку,
составляет 54 В. Закон Ома для участка цепи имеет вид: U + 180 × (   +   )
= 54.

Решая полученные уравнения, найдем,
что сопротивление лампочки равно

R = 30 Ом, а напряжение на ней U = 6 В.

Ответ: 6 В.

Задача 3.  « Электросалфетка
Серпинского».

Определите сопротивление
изготовленного из однородной  проволоки контура (рис.4), подключенного за 
клеммы А и В. Сопротивление одной стороны  «внутреннего» треугольника R.

             (№4, 10 класс,
муниципальный этап, 2009 г. Источник: Материалы для подготовки и проведения муниципального
этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Саратовский
государственный  университет им. Н.Г.Чернышевского. Саратов, 2009
г.)

Решение:

В силу симметрии схемы токи, текущие
в ребрах АС и ВС, равны. (При смене полярности токи должны только поменять  направления.
С другой стороны, в силу симметрии схемы смена полярности эквивалентна
отражению относительно высоты к стороне АВ. А это значит, что узел С можно
разделить на два, как показано на рис.10, при этом распределение токов в схеме
не изменится. Сопротивление получившейся схемы рассчитывается тривиально:

 = ;

Ответ: .

Задача 4. «Странный
вольтметр».

Во время лабораторной работы ученик
подключил последовательно три одинаковых резистора и подключил их к источнику
постоянного напряжения (см. рис.2), а затем измерял напряжение на различных
участках этой цепи напряжение при помощи вольтметра. Подключенный параллельно
всем трем резисторам вольтметр показал 3В, а подключенный параллельно одному
резистору (см. рис.2) – 0,8В. Каковы будут показания вольтметра, если его
подключить двум резисторам?

           (№4, 9 класс,
муниципальный этап, 2010 г. Источник: Материалы для подготовки и проведения
муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Саратовский
государственный  университет им. Н.Г.Чернышевского. Саратов, 2010
г.)

Решение:

Очевидно, что U₀ = 3В —
напряжение на источнике. Пусть R—
сопротивление резистора, R_V – сопротивление вольтметра. Тогда при
подключении вольтметра к  одному резистору общее сопротивление цепи  2R+=
, и показания вольтметра определяется как U₁ = U₀ ,
откуда находим . Тогда при подключении
вольтметра параллельно  двум сопротивлениям он покажет U₂ = U₀ =
1,6В.

Ответ: 1,6 В.

Задача 5. «Переменный
конденсатор».

Воздушный конденсатор, заряженный до
напряжения 120В, подключается параллельно к незаряженному конденсатору таких же
геометрических размеров, но заполненному непроводящей жидкостью, относительная
диэлектрическая проводимость которой прямо пропорционально напряжению на
конденсаторе. При каком коэффициенте пропорциональности этой зависимости
напряжение на соединенных конденсаторах станет равным  40В?

          (№4, 11 класс,
муниципальный этап, 2010 г. Источник: Материалы для подготовки и проведения
муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников по физике. Саратовский
государственный  университет им. Н.Г.Чернышевского. Саратов, 2010
г.)

Решение:

Заряд воздушного конденсатора до
соединения q = CU₀, где С —  его емкость. При
параллельном соединении емкости конденсаторов складываются, а суммарный заряд
сохраняется. Поэтому q = (C + aUC)U. Отсюда получаем уравнение для определения коэффициента
пропорциональности a:

CU₀ = (C + aUC)U,  решение которого
выражается формулой:

a = .

Ответ: 0,05 В^-1 .

Спрятать решение

Источник: ВПР 2022 год по физике 8 класс. Вариант 1.

Цели: закрепить знания учащихся о работе и мощности электрического тока, о тепловом действии тока; сформировать навыки расчета количества теплоты, выделяемого в различных электрических цепях.

Ход урока

I. Проверка знаний

Первые 10-15 минут урока целесообразно посвятить проверке усвоения материала по теме «Закон Джоуля-Ленца». С этой целью можно провести письменную проверочную работу по карточкам с разноуровневыми индивидуальными заданиями. Для карточек можно предложить следующие варианты заданий:

Уровень 1

1. В чем причина короткого замыкания? К чему оно приводит в электрической цепи?

2. Параллельно соединенные медная и железная проволоки одинаковой длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?

Уровень 2

1. Сколько теплоты выделится в электрическом нагревателе в течение 2 мин, если его сопротивление 20 Ом, а сила тока в цепи 6 А?

2. В спирали электроплитки, включенной в розетку с напряжением 220 В, при силе тока 3,5 А выделилось 690 кДж теплоты. Сколько времени была включена в сеть плитка?

Уровень 3

1. Два резистора сопротивлением 6 Ом и 10 Ом включены в цепь последовательно. Какое количество теплоты выделится в каждом резисторе за 2 мин, если напряжение во втором равно 20 В?

2. Два проводника соединены параллельно. В первом за 1 мин выделилось 3,6 кДж теплоты, а во втором за то же время — 1,2 кДж. Вычислите сопротивление второго проводника, если сопротивление первого равно 2 Ом.

Уровень 4

1. Сколько времени будут нагреваться 1,5 л воды от 20°С до 100°С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если КПД его 80%?

2. За время 40 с в цепи, состоящей из трех одинаковых проводников, соединенных параллельно и включенных в сеть, выделилось некоторое количество теплоты. За какое время выделится такое же количество теплоты, если проводники соединить последовательно?

II. Повторение изученного

Прежде чем приступить к решению расчетных задач, целесообразно обсудить коллективно ряд качественных вопросов по теме. Далее приведены примеры таких качественных задач, из которых учитель в зависимости от уровня подготовки класса может выбрать наиболее подходящие:

1. Сила тока в сетевом шнуре и спирали электроплитки одна и та же. Почему же спираль раскаляется, а шнур остается холодным?

2. Почему в предохранителях обычно используют проволочку из свинца?

3. На одной лампе написано «220 В, 100 Вт», на другой «220 В, 40 Вт». У какой из них сопротивление нити накала в рабочем состоянии больше?

4. Увеличится или уменьшится потребляемая елочной гирляндой мощность, если уменьшить количество лампочек на одну?

5. Как следует подключить к источнику постоянного напряжения пять резисторов с различными сопротивлениями, чтобы получить максимальное количество теплоты за 1 мин?

6. Можно ли включать в сеть 220 В две последовательно соединенные лампы, на которых написано «25 Вт, 110 В» и «100 Вт, 110 В»?

7. На часть раскаленной спирали электроплитки попала вода. Как изменился накал тех участков спирали, на которые вода не попала? При решении учтите зависимость сопротивления металла от температуры.

8. Перегоревшую нагревательную спираль заменили другой, которая отличается только меньшим диаметром проволоки. Как изменилась мощность нагревателя?

III. Решение задач

Задача 1

В каком из резисторов, изображенных на рисунке 29, выделится за одно и то же время наибольшее количество теплоты, если R₁ = 6 Ом, R₂ = 3 Ом, R₃ = 5 Ом, R₄ = 24 Ом.

Задача 2

Резисторы с сопротивлениями 24 Ом и 72 Ом подключают к источнику постоянного напряжения один раз последовательно, а другой раз параллельно. В каком случае в первом из резисторов выделяется большее количество теплоты за одно и то же время? Во сколько раз большее?

Задача 3

Во сколько раз изменится мощность тока в лампах 1 и 2 (рис. 30), и общая потребляемая мощность, если лампа 3 перегорит? Все лампы одинаковы. Напряжение в цепи считайте постоянным.

При высоком уровне подготовки учащихся целесообразно решение комбинированных задач, в которых используются еще и формулы:

Q = cm(t₁ — t₂);

A =FS = Fvt и другие.

Задача 4

Определите, на сколько градусов нагреваются 100 г воды, если на нагрев их израсходовано все количество теплоты, выделяющееся при протекании тока 5 А по проводнику сопротивлением 10 Ом в течение 2 мин.

Задача 5

Какой длины надо взять никелиновую проволоку площадью поперечного сечения 0,84 мм², чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 л воды от 20 °С до кипения за 10 мин при КПД 80%?

Задача 6

Электрический нагреватель за 20 мин доводит до кипения 3 кг воды, начальная температура которой 10 °С. Сила тока в нагревателе 7 А, напряжение в сети 220 В. Какая часть потребляемой нагревателем энергии передается окружающей среде?

Домашнее задание

1. Подготовиться к лабораторной работе № 7.

2. Сборник задач В. И. Лукашика, Е. В. Ивановой, № 1449, 1452, 1457.

Задача № 1. Конспект по теме «ЗАДАЧИ на Параллельное соединение проводников».

Название величины	Обозначение	Единица измерения	Формула
Сила тока	I	А	I = U / R
Напряжение	U	В	U = IR
Сопротивление	R	Ом	R = U / I
Сила тока на участке цепи	I	A	I = I1 + I2
Напряжение на концах участка	U	B	U = U1 = U2
Сопротивление участка цепи	R	Ом

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

  Два проводника сопротивлением 200 Ом и 300 Ом соединены параллельно. Определить полное сопротивление участка цепи.

Задача № 2.  Два резистора соединены параллельно. Сила тока в первом резисторе 0,5 А, во втором — 1 А. Сопротивление первого резистора 18 Ом. Определите силу тока на всем участке цепи и сопротивление второго резистора.

Задача № 3.  Две лампы соединены параллельно. Напряжение на первой лампе 220 В, сила тока в ней 0,5 А. Сила тока в цепи 2 А. Определите силу тока во второй лампе и сопротивление каждой лампы.

Задача № 4.  Определите показания амперметра и вольтметра, если по проводнику с сопротивлением R₁ идёт ток силой 0,1 А. Сопротивлением амперметра и подводящих проводов пренебречь. Считать, что сопротивление вольтметра много больше сопротивлений рассматриваемых проводников.

Задача № 5.  В цепи батареи параллельно включены три электрические лампы. Нарисуйте схему включения двух выключателей так, чтобы один управлял двумя лампами одновременно, а другой — одной третьей лампой.

Ответ: 

Задача № 6.  Лампы и амперметр включены так, как показано на рисунке. Во сколько раз отличаются показания амперметра при разомкнутом и замкнутом ключе? Сопротивления ламп одинаковы. Напряжение поддерживается постоянным.

  

Задача № 7.  Напряжение в сети 120 В. Сопротивление каждой из двух электрических ламп, включенных в эту сеть, равно 240 Ом. Определите силу тока в каждой лампе при последовательном и параллельном их включении.

Задача № 8. Две электрические лампы включены параллельно под напряжение 220 В. Определите силу тока в каждой лампе и в подводящей цепи, если сопротивление одной лампы 1000 Ом, а другой 488 Ом.

Задача № 9.  В цепь включены две одинаковые лампы. При положении ползунка реостата в точке В амперметр А1 показывает силу тока 0,4 А. Что показывают амперметры А и А2 ? Изменятся ли показания амперметров при передвижении ползунка к точке А?

Задача № 10.   ОГЭ  В сеть напряжением U = 24 В подключили два последовательно соединённых резистора. При этом сила тока составила I₁ = 0,6 А. Когда резисторы подключили параллельно, суммарная сила тока стала равной I₂ = 3,2 А. Определить сопротивления резисторов.

Задача № 11.    ЕГЭ  Миллиамперметр, рассчитанный на измерение тока до I_А = 25 мА, имеющий внутреннее сопротивление R_A = 10 Ом, необходимо использовать как амперметр для измерения токов до I = 5 А. Какое сопротивление должен иметь шунт?

Краткая теория для решения Задачи на Параллельное соединение проводников.

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Параллельное соединение проводников». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Работу электрического тока

• Посмотреть конспект по теме Соединение проводников

Урок физики в 8-м классе по теме

«Закон Джоуля–Ленца»

Цели урока:

• объяснить явление нагревания проводников электрическим током;

• установить зависимость выделяющейся при этом тепловой энергии от параметров электрической цепи;

• сформулировать закон Джоуля – Ленца;

• формировать умение применять этот закон для решения качественных и количественных задач.

Тип урока: комбинированный.

Задачи урока.

• Образовательные:

  • опираясь на знания, полученные ранее, аналитически установить связь выделяющейся тепловой энергии на проводнике с силой тока и сопротивлением проводника;

  • анализируя опыты, установить эту же зависимость;

  • опираясь на известные формулы, теоретически определить количество теплоты, выделяющейся на проводнике с током;

  • подтвердить полученные выводы результатами экспериментов;

  • сформулировать закон Джоуля – Ленца;

  • формировать умение применять этот закон для решения задач.

• Воспитательные:

  • содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира;

  • формировать умение работать в группах, уважительно относиться друг к другу, прислушиваться к мнению товарищей;

  • побуждать использовать полученные на уроках знания в повседневной жизни.

• Развивающие:

  • показать учащимся различные пути и методы получения знаний об окружающем нас мире;

  • формировать умение обобщать и анализировать опытный материал,  самостоятельно делать выводы.

Оборудование: компьютер, презентация к уроку

1. Ход урока:

1.Организационный момент.

2.Актуализация знаний. Фронтально.

Вспомним некоторые вопросы, которые потребуются, чтобы изучить новую тему:

— Что называют электрическим током?
— Что представляет собой электрический ток в металлах?

— Какие действия может оказывать электрический ток?

— Какие три величины связывает закон Ома?

— Как формулируется закон Ома?

— Что такое работа тока?

-Как можно найти работу тока?

А теперь давайте поработаем в парах и разгадаем кроссворд.

Кроссворд.

1. Носитель свободного электрического заряда в металлах.

2. Вещество, непроводящее электрический ток.

3. Чертеж, на котором изображен способ соединения электрических приборов в цепь.

4. Явление упорядоченного движения заряженных частиц.

5. Единица измерения электрического напряжения.

6. Физическая величина, характеризующая проводник и измеряемая в Омах.

7. Часть электрической цепи, служащая для ее замыкания и размыкания.

8. Одно из мест на источнике тока, к которому присоединена клемма для включения его в электрическую цепь.

9. Единица измерения электрического заряда.

10. Единица измерения силы тока.

Давайте проверим ваши ответы.

1. Электрон.

2. Диэлектрик.

3. Схема.

4. Ток.

5. Вольт.

6. Сопротивление.

7. Полюс.

8. Кулон.

9. Ампер.

1. Новый материал.

Откройте, пожалуйста, тетради и запишите тему нашего урока «Закон Джоуля-Ленца».

На слайде изображены электроприборы(потребители электрического тока):

утюг, электроплитка, электрическая лампа, электрическая дрель, электрический чайник, паяльник
вопросы к учащимся:

-Назовите приборы изображенные на слайде.

-Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний.

-Чем вы руководствовались, делая выбор?

-Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?

Давайте с вами выясним, почему проводники нагреваются? Чаще всего мы сталкиваемся с электрическим током в металлах. Поэтому мы разберем нагрев именно металлического проводника.

-Что представляет собой кристаллическая решетка металлов?

Видеоролик.

-Как вы думаете от каких величин зависит нагревание проводника и то, какое количество теплоты отдаст проводник с током в окружающую среду?

Многочисленные опыты показывают, что чем больше сила тока в проводнике, тем и количество теплоты, выделившееся в проводнике будет больше. Значит, нагревание проводника зависит от силы тока (I). Был проведен эксперимент. Были взяты 3 проводника одинаковой длины и площади поперечного сечения, но из разного вещества. Все проводники соединены между собой последовательно. Следовательно, сила тока на всех участках цепи одинаковая. Но при включении в цепь все 3 проводника выделили разное количество теплоты.

-Итак , от чего зависит количество теплоты в проводнике с током?

Вывод: Количество теплоты, которое выделяется при протекании электрического тока по проводнику, зависит от силы тока в этом проводнике и от его электрического сопротивления.

Закон, определяющий тепловое действие тока – ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА.

Работа с учебником.

-Как записывается закон Джоуля-Ленца?

Q=I²Rt

Q – количество теплоты — [Дж]

I – сила тока – [A]

R – сопротивление – [Ом]

t – время – [c]

-Как формулируется закон Джоуля- Ленца?

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.

С точки зрения закона сохранения энергии работа, которую совершает электрическое поле, создавая электрический ток в проводнике, равна количеству теплоту, выделяемому проводником с током.

A=UIt из закона Ома I=U/R следует U=IR следовательно A=IRIt что соответствует закону Джоуля-Ленца Q=I²Rt.

Автобиографическая справка.

Рассказать о английском физике Джеймсе Прескотте Джоулье (1818-1889 гг)

Родился 24 декабря 1818 г. в городе Солфорд (графство Ланкашир). Получил домашнее образование. По профессии был пивоваром. Внёс значительный вклад в исследование электромагнетизма и тепловых явлений, в создание физики низких температур, в обоснование закона сохранения энергии. В 1850 г. Джоуль был избран членом Лондонского королевского общества. Он являлся непревзойдённым экспериментатором. Опыты были просты по идее, но в каждом из них обязательно содержалась некая изюминка — тонкость, которая позволяла получать очень точные результаты. Умер 11 октября 1889 г. в городе Сейл (графство Чешир).

Русском физике Ленце Эмилии Христиановиче (1804 – 1865)

Эмилий Ленц родился 24 февраля 1804 года в Дерпте (ныне Тарту). В 1820 году он окончил гимназию и поступил в университет. Самостоятельную научную деятельность Ленц начал в качестве физика в кругосветной экспедиции на шлюпке «Предприятие» (1823-1826). В очень короткий срок он создал уникальные приборы для глубоководных океанографических наблюдений. В июле 1829 года он участвовал в первом восхождении на Эльбрус. Замечательной чертой Ленца как ученого было глубокое понимание физических процессов и умение открывать их закономерности. В 1836 году Эмилий Ленц был приглашен в Петербургский университет и возглавил кафедру физики и физической географии, в 1863 году был избран ректором университета. В числе его учеников были Д.И. Менделеев, К.А. Тимирязев, П.П. Семенов-Тян-Шанский. Совместно с Борисом Семеновичем Якоби Ленц впервые разработал методы расчета электромагнитов в электрических машинах. Открыл обратимость электрических машин. Кроме того, он изучал зависимость сопротивления металлов от температуры. Эмилий Христианович Ленц умер 10 февраля 1865 года.

-С помощью каких формул ещё можно найти количество теплоты, выделяемое проводником с током?

Выясним, какую из этих формул удобнее применять для последовательного, а какую для параллельного соединения проводников. Для этого вспомним законы различных видов соединения.

(Два ученика на доске записывают законы последовательного и параллельного соединения проводников).

Последовательное соединение: I=I₁=I₂; U=U₁+U₂; R=R₁+R₂

Параллельное соединение:

U=U₁=U₂; I=I₁+I₂; 1/R=1/R₁+1/R₂.

Мы видим, что при последовательном соединении не изменяется сила тока (I) , то для этого вида соединения проводников удобнее использовать формулу: Q=I²Rt.

При параллельном соединении проводников не изменяется напряжение (U), тогда для этого вида соединения проводников удобнее использовать формулу: Q=U²t/R.

Физкультминутка.

1. Закрепление

1) В чем проявляется тепловое действие тока?

(В нагревании проводника)

2) Как можно объяснить нагревание проводника с током?

(Движущиеся электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им свою энергию)

4) Как по закону Джоуля – Ленца рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике?

(Q=I²Rt)

Решение задач

Давайте решим задачу на практике.

У вас на столе приборы. С их помощью мы рассчитаем количество теплоты, выделяемое проводником с током за 1 секунду. Но сначала вспомним правила техники безопасности.

1.Учащийся  соблюдает дисциплину, сохраняет тишину; не делает резких движений, чтобы не зацепить оборудование руками.  Учащийся без разрешения учителя не берёт приборы  и другое оборудование для лабораторных работ.

2.  Учащийся поддерживает  порядок на  своём рабочем месте в течение урока.

3.   Учащиеся используют источники тока напряжением не выше 42В переменного и не выше 110В постоянного тока.

4.   Производят  сборку  электрических цепей,  переключение их,  монтаж и ремонт электрических устройств только при отключенном источнике питания.

5.  Следят, чтобы изоляция  проводов была исправной, на концах проводов были наконечники.

6.   При сборке электрических цепей, провода располагают аккуратно, наконечники проводов плотно зажимают клеммами.

7.   По окончании работы необходимо отключить источник питания.

8.   Обнаружив неисправность в электрических устройствах, находящихся под напряжением,  немедленно  отключите источники питания и  сообщите об этом учителю.

9.   По окончании лабораторной работы  учащийся приводит в порядок рабочее место,  аккуратно складывает приборы и оборудование в  порядке, указанном учителем.

1. Определить количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 35 Ом, в течении 5 минут. Сила тока в проводнике 5 А.

Дано:

R=35 Ом

t=5 мин

I=5 А

Q= ?

Си

—

300 с

—

Решение:

Q=I²Rt

Q= (5A)^{2 .}35 Ом ^. 300 с = 262500Дж =

= 262,5 кДж

Ответ: Q=262,5 кДж

2. Проволочная спираль, сопротивление которой в нагретом состоянии 55 Ом, включена в сеть напряжением 127 В. Какое количество теплоты выделит спираль за 1 мин?

Мини тест.

1. Чье имя носит закон, выражающий зависимость количества теплоты, выделяемого проводником с током, от силы тока и сопротивления?

А) Ампера. Б)Ома. В) Джоуля-Ленца.

1. Какая формула выражает закон Джоуля-Ленца?

А) Q=I²Rt Б) Q=UIt В)Q=Pt

3. Как зависит количество теплоты, выделяемое проводником с током, от квадрата силы тока?

А) Прямо пропорционально. Б) Обратно пропорционально. В) Не зависит.

4. Как зависит количество теплоты, выделяемое проводником с током, от сопротивления проводника?

А) Обратно пропорционально. Б) Прямо пропорционально. В) Не зависит.

5. Как зависит количество теплоты, выделяемое проводником с током, от времени?

А)Не зависит. Б) Обратно пропорционально. В) Прямо пропорционально.

Поменяйтесь листочками и выполните взаимопроверку.

Ответы: 1.В 2.А 3.А 4. Б 5.В.

Решить задачу (устно)

Какую работу совершит ток силой 5 А за 2 с  при напряжении в цепи 10 В?

(100 Дж)

     Вспомним некоторые вопросы, которые потребуются, чтобы изучить новую тему:

1. Какие три величины связывают закон Ома?

(I, U, R; сила тока, напряжение, сопротивление.)

2. Как формулируется закон Ома?

(Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.)

3. Что представляет собой электрический ток в металлах?

(Эл-ий Ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов )

4. Какова зависимость силы тока от напряжения?

( Во сколько раз увеличивается напряжение в цепи, во столько же раз увеличивается и сила тока)

5. Как выразить работу тока за некоторое время?

             ( А=U*I*t )

6. Как рассчитать мощность электрического тока?

(P=U*I)

7. При каком соединении все потребители находятся при одной и той же силе тока?

(При последовательном соединении)

1. Новый материал.

На (слайде 4) изображены электроприборы(потребители электрического тока):

утюг, электроплитка, электрическая лампа, электрическая дрель, электрический чайник, паяльник
вопросы к учащимся:

Назвать приборы изображенные на слайде.

Какой прибор не вписывается в общий ряд? Уберите лишний.

Чем вы руководствовались, делая выбор?

Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?

(тепловое)

Выяснить, почему проводники нагреваются? (слайд 5)

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 увеличивается, следовательно увеличивается внутренняя энергия проводника,

и следовательно его температура. А это и значит что, проводник нагревается

От каких величин зависит нагревание проводника? (слайд 6)

Многочисленные опыты показывают, что чем больше сила тока в проводнике тем и количество теплоты, выделившееся в проводнике будет больше. Значит, нагревание проводника зависит от силы тока (I).

(Чем больший электрический заряд пройдет через поперечное сечение проводника в единицу времени, тем большее количество теплоты он выделит)

     Но не только сила тока отвечает за то, что выделяется большое количество теплоты.

Был проведен эксперимент.

(Были взяты 3 проводника одинаковой длины и площади поперечного сечения, но из разного вещества. Все проводники соединены между собой последовательно. Следовательно, сила тока на всех участках цепи одинаковая. Но при включении в цепь все 3 проводника выделили разное количество теплоты.

(Слайд 7)

Следовательно, количество теплоты зависит не только от силы тока, но и от того, из какого вещества изготовлен проводник. Точнее — от электрического сопротивления проводника (R)

(Сравнить удельное сопротивление проводников в таблице)

Вопр. Что нужно чтобы проводник нагревался сильнее?

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

(Слайд

От чего зависит количество теплоты в проводнике с током?

Вывод: Количество теплоты, которое выделяется при протекании  электрического тока по проводнику, зависит от силы тока в этом проводнике и от его электрического сопротивления.

Закон, определяющий тепловое действие тока – ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА

Автобиографическая справка

 Рассказать о английском физике  Джеймсе  Прескотте  Джоулье (1818-1889 гг.)

и русском физике  Ленц Эмилий Христианович (1804 – 1865) 

(Слайд 9)

Как записывается закон Джоуля-Ленца

Q=I²Rt

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления  проводника и времени.

Q – количество теплоты — [Дж]    

I – сила тока – [A]

R – сопротивление – [Ом]

t – время – [c]

Формулу, которую мы получили, в точности соответствует формуле, которую мы изучили ранее. Это формула работы электрического тока

A=UIt из закона Ома I=U/R следует U=IR  следовательно A=IRIt что соответствует закону Джоуля-Ленца Q=I²Rt

Вывод: Количество теплоты электрического  тока равно работе электрического тока.  

Q=A

1.  Закрепление (Систематизация знаний)

(Слайд 10)

1) В чем проявляется тепловое действие тока?

(В нагревании проводника)

2) Как можно объяснить нагревание проводника с  током?

(Движущиеся электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки и передают им свою энергию)    

3) Какие превращения энергии происходят при   протекании тока через проводник?

(Электрическая энергия превращается во внутреннюю)

4) Как по закону Джоуля – Ленца рассчитать количество теплоты, выделяемое в проводнике?

                                   (Q=I²Rt)

1. Решение задач

(Слайд 11)

Определить количество теплоты, выделяемое проводником, сопротивление которого 35 Ом, в течении 5 минут. Сила тока в проводнике 5 А.

1.  Решение типовых задач по содержательным линиям экзаменационных работ ОГЭ 2016 года

(Слайды 12 – 18)

1.  Домашнее задание

(Слайд 19)

                   §53, вопросы на стр. 151, упр. 27(1-3).