Урок на тему: Робота і потужність електричного струму.

Мета уроку:

 ознайомити учнів з роботою й потужністю електричного струму; з’ясувати характер залежності між енергією, що виділяється на ділянці кола, електричним струмом та опором цієї ділянки кола, розширити й поглибити знання учнів характеристиками електричного струму;    

 розвивати навички та вміння застосовувати одержанні теоретичні знання для роботи з електричними приладами, лічильниками;

 виховувати практичні навички у користуванні електричними приладами; виховувати інтерес до предмету.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Очікуванні результати: Наповнити знання учнів про роботу і потужність електричного струму, про використання лічильника на практиці, навчити економити електроенергією.

Навчально-методичне забезпечення:

1.  Мультимедійний  проекційний апарат: презентація"Робота і потужність електричного струму".

2.Лічильник (механічний та електричний), джерело живлення,лампочка,амперметр,вольтметр,реостат,провідники.

3. Картки із завданнями

Форми і методи  роботи:

 Метод «Снігова лавина»

 Метод «Розсип»

 Гра « Слова за хвилину » 

             Гра « Знайди зайве »

Хід уроку:

І. Рефлексія – емоційна підготовка учнів до уроку. (Звертання вчителя до учнів).

         Який у вас настрій діти? Чи ви налаштовані добре працювати? Чи готові ви дізнатися щось  нове?

План схема

Етап уроку	Час	Форми і методи діяльності вчителя	Результат діяльності
І. Рефлексія	1хв		Налаштовані на приємну і цікаву роботу.
ІІ. Актуалізація опорних знань	7хв	Розминка «Снігова лавина» «Розсип», «Слова за хвилину», «Знайди зайве»	Повторення вивченого  матеріалу
ІІІ. Мотивація	1хв	Цікава інформація з постановкою  проблемного запитання	Розвиток пізнавального інтересу учнів.
ІV. Сприйняття навчального матеріалу. Вивчення нового матеріалу. Проект.	15хв	Пояснення вчителя з використанням демонстрацій та проблемних запитань. Презентація проекту.	Повторення вивченого з фізики та засвоєння нового матеріалу
V. Осмислення об’єктивних  зв’язків	15хв	Розв’язування задач.	Закріплення знань. Вироблення практичних умінь.
VІ. Узагальнення знань Підсумки	6хв	Заповнення таблиці "Фізичні величини" Тести. Оцінювання.	Узагальнення знань
VІІ. Домашнє завдання.	1хв

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1.     Розминка « Снігова лавина »

До класу 8 запитань

1. Що називається послідовним з'єднання провідників?(Послідовним вважається таке з'єднання провідників, споживачів, джерел струму, за якого провідники з'єднуються один за одним, тобто при послідовному з'єднанні немає розгалуження.)

2. Що можна сказати про значення сили струму в колі з  послідовним  з'єднанням провідників?(Сила струму в усіх точках електричного кола однакова I=I₁=I₂=…In)

3.  Яке існує співвідношення між загальною  напругою на всіх  послідовно з'єднаних провідниках і напругою на кожному з них?(Загальна напруга на кінцях послідовного з'єднання дорівнює сумі напруг на окремих ділянках кола: U=U₁+U₂+…U_n)

4. Як обчислити загальний опір кола, що складається з послідовно з'єднаних провідників?(Загальний опір кола чи його ділянки при такому з'єднанні дорівнює сумі опорів окремих провідників або окремих ділянок кола R=R₁+R₂+…R_n)

 5. Що називається паралельним з'єднання провідників?(Паралельним називається таке з'єднання провідників, джерел струму, споживачів,за якого одні кінці всіх провідників чи інших елементів кола приєднуються до однієї точки електричного кола, а інші кінці –до іншої. При цьому струм у точках з'єднання розгалужується.)

6. Якою буде сила струму при паралельному з'єднанні провідників?(Сила струму в нерозгалуженій частині кола дорівнює сумі сил струмів в окремих паралельно з'єднаних провідниках I=I₁+I₂+…I_n)

7. Як обчислюється загальна напруга в колі при паралельному з'єднанні провідників?(Напруга на кінцях усього розгалуження є такою самою, як і напруга на кінцях окремих гілок розгалуження U=U₁=U₂=…U_n)

8. За допомогою якої формули можна обчислити опір ділянки кола, яка складається з кількох паралельно з'єднаних провідників?  1/R=1/R1+1/R2+...1/Rn

2. «Розсип» ( хто більше складе формул)

                        I          U          q                t                 R         I        U

    q/I      U/I      U/R      q/t      IR      It      A/q

3. Гра «Слова за хвилину».

Полягає, хто найбільше скаже слів з електрики за 1 хвилину.

1-й учень: амперметр, заряд, електрометр, реостат …..

2-й учень: вольтметр, ключ, спіраль, провода,  лампочка …

4.Гра « Знайди зайве».

На столі знаходяться прилади, знайти ті прилади, які не відносяться до електрики. (амперметр, реостат, резистор, ключ, динамометр, лінза, тягарець, лампочка, камертон, джерело струму)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Чорна скринька.

На день народження електрику Васі подарували чорну скриньку. Що в ній він не знав. Але до подарунка була прикладена записка.

-Ця річ є у кожній оселі

-Дорослі кожного місяця перевіряють її.

-Вона є причиною зменшення гаманця батьків

-Вона може стати економією бюджету кожної сім'ї

-Працівники РЕСу перевіряють її показники. Отже, це річ-лічильник. А що вимірює лічильник? Давайте з'ясуємо. Запишіть тему сьогоднішнього уроку:

«Робота і потужність електричного струму.»

Мета нашого уроку: Ознайомитися  з роботою і потужністю електричного струму,навчитися  розраховувати електричний струм за допомогою лічильника і навчитися як економити електроенергію.

Працюємо під девізом:

« Не шукаймо чудес. Їх нема. Шукаймо знання. Воно -  є. »

Індійський мудрець

 ІV. Сприйняття навчального матеріалу.

1.Робота електричного струму

Дія всіх вам відомих електричних приладів відбувається за рахунок електричної енергії, яку постачає джерело струму.  В результаті цього одержуємо світло, тепло, звук, механічний рух, світло тощо, тобто різні види енергії.  Cьогодні на уроці ми розглянемо і вивчимо  такі поняття , як робота і потужність струму. При проходженні електричного струму по провіднику,електричне поле змушує заряджені частинки рухатися впорядковано. Отже воно виконує роботу.

 Робота електричного струму – фізична величина, що характеризує перетворення електричної енергії в інші види енергії.

Щоб установити від чого залежить робота електричного струму, скористаємося установкою з лампою накалювання. Змінюючи опір реостата, демонструємо різне світіння лампи. Помічаємо значення сили струму й напруги в цих випадках. Очевидно,чим яскравіше світиться лампа, тим більше виділяється в ній енергії і,отже, тим більшу роботу виконує електричний струм.

2.     Обчислення роботи електричного струму

   Учитель:  Як визначити напругу, не використовуючи закон Ома для ділянки кола?

-         Нагадайте, будь ласка, що таке напруга?

Учень:

 Напруга на кінцях певної ділянки кола визначається відношенням роботи А електричного струму на цій ділянці до електричного заряду q, що пройшов по ній (записує на дошці формулу)     U = A/q  

Учитель:Чому дорівнює сила струму?

Учень: Сила струму дорівнює відношенню електричного заряду, що пройшов через поперечний переріз провідника, до часу його проходження: І = q/t  

Учитель: Використовуючи ці дві формули, виведемо формулу для визначення роботи електричного струму. Разом із виведенням формули оформлюємо міні-блок-схему 1.

U =A/q                                      І = q/t

                                                   A= U·q               q= I·t

 

         A=U·I·t

           1Дж = 1В·А·с

 

U = A/It                 t = A/UI                    І = A/Ut

                                            Приходимо до висновку:

Щоб визначити роботу електричного струму на ділянці кола, потрібно напругу на кінцях цієї ділянки помножити на силу струму в ній і час, протягом якого виконувалася робота.

За одиницю роботи електричного струму в СІ прийнятий Джоуль.

Один джоуль дорівнює роботі, що виконується електричним струмом силою 1А за напруги 1В протягом 1с.

Роботу електричного струму вимірюють лічильниками.

Демонстрація. Учитель демонструє модель лічильника електричної енергії й пояснює принцип його роботи.

Під час проходження струму через лічильник усередині нього починає обертатися легкий алюмінієвий диск. Швидкість його обертання пропорційна силі струму й напрузі. Тому за числом обертів, зроблених за певний час, можна судити про роботу, виконану струмом. Для визначення роботи електричного струму потрібно скористатися трьома приладами: вольтметром, амперметром, годинником.

3.Потужність електричного струму

Вчитель: Робота електричного струму пов'язана з потужністю електричних приладів, які ми використовуємо в побуті.

 На будь-яких електричних приладах завжди можна побачити «потужність 1,2 кВт». Ви пам’ятаєте з механіки, що у ватах вимірюють потужність, отже тут мова іде про потужність електричного струму.

Потужність електричного струму – фізична величина, що характеризує здатність електричного струму виконувати певну роботу за одиницю часу. Оформлюємо міні-блок-схему 2

                           P =A/t                                                A= U·I·t

                                                   P = UIt/t = UI

 

                         

                            U = P/I                                             I = P/U                                                       

Потужністю електричного струму визначається добутком напруги на кінцях ділянки кола і сили струму в цій ділянці.

Одиницею потужності Р є Ват  1Вт=1В·1А

Використовують також кратні одиниці потужності:

1 гВт = 100 Вт                                   

1 кВт = 1 000 Вт

1 МВт = 1 000 000 Вт

1мВт = 0,001 Вт

1мкВт = 0,000 001 Вт

На практиці зручніше користуватися такими одиницями, як ват-година та кіловат-година.

1 Вт·год = 3600Дж = 3600Вт·с

1 кВт·год = 3 600 000 Дж = 1000 Вт·год

Щоб виміряти потужність електричного струму в колі, потрібні амперметр і вольтметр. Використовують також спеціальний прилад -  ватметр, яким можна безпосередньо виміряти потужність електричного струму в колі.

Таблиця потужностей деяких електричних пристроїв, Вт

Лампа від ліхтарика	1
Електробритва	14
Холодильник	200
Блок живлення комп'ютера	250-300
Телевізор	300
Фен для волосся	400
Пральна машина	500-1000
Праска	600-1000
Пилосос	600
Гідрогенератор ГЕС	Близько 250 000

 Потужність електричного приладу зазначена в його паспорті. Для лампочок потужність часто зазначають на балоні. Промисловість випускає лампочки різної потужності: на 25Вт, 40Вт, 60Вт, 100Вт, 200Вт. У житлових будинках сила струму в проводці не повинна перевищувати 10А. Максимальна припустима потужність електричних приладів, яку можна використати в мережі  Р = UI = 10A·220В = 2200 Вт

Найпотужніші побутові прилади - електронагрівальні. Дійсно, чим більшою є потужність приладу, тим більшу роботу він виконає за одиницю часу, тим більше електричної енергії він витрачає, тим дорожче обійдеться споживачеві його використання.

 Покази лічильника, що вимірює спожиту приладами у квартирі електричну енергію (роботу електричного струму), виражено саме в  кіловат-годинах.

За використання електроенергії ми сплачуємо гроші. Для розрахунку коштів ми будемо застосовувати формулу:

 Вартість = робота · тариф. (В=А·Т)

Проект:" Економія електроенергії"(робота учнів)

Учень: Ми зняли у завгоспа школи середній показник витрати електроенергії по школі за тиждень. Він складав 630 кВт·год. Протягом наступного тижня економили електроенергію і визначили, користуючись лічильником скільки енергії ми зуміли зекономити.

Середній показник витрати електроенергії по школі за тиждень складає 580кВт·год.Показ електролічильника на початку тижня  12031 кВт·год, а в кінці 12611кВт·год, витрачено електроенергії:

12611-12031=580кВт·год

630кВт·год- 580кВт·год = 50кВт·год – економія

Перед нами стояло питання: Яким способом досягли економії електричної енергії?

1.Ми активізували роботу постів бережливих в кожному класі.

2.Слідкували за виключенням лампочок в класах та по коридорах в денний час.

V.Осмислення об'єктивних зв'язків.

 Задача 1

Звичайна електрична лампа  має потужність 60 Вт і робочу напругу 220 В. Яку роботу виконує електричний струм у лампі, і скільки ви маєте платити за електроенергію протягом місяця, при тарифі Т=28коп використовуючи лампу 3 год. щодня?

Яка сила струму в лампі та опір її спіралі в робочому стані?

Дано:                   

Р = 60 Вт                 1.Для розв’язування даної проблеми:

U = 220В                 а) обчислюємо час роботи лампи протягом місяця;

t = 3 год. 30 днів     б) роботу сили струму в лампі;

А - ?  І - ? R - ?        в) плата протягом місяця за тарифом 28 коп.

                                г) силу струму в лампі

                                д) Опір спіралі лампи у робочому стані

ВАРТІСТЬ-?   

                             2.Роботу сили струму розраховуємо за формулою:

А = Р·t

                            Сила струму в лампі з формули Р = UІ становить

I = P/U

Опір спіралі лампи у робочому стані з закону Ома

дорівнює     R = U/I

                             3. Розмірність

                                      [А] = Вт·год

                                      [ І ] = 1 В· 1 А / 1 В = 1 А

                                      [R] = 1 В / 1A = 1 Oм

                              4. Розв’язання:

                                        t = 30 днів · 3 год = 90 год;

                                        А = 60·90 = 5400 Вт·год = 5,4 кВт·год

І = 60/220 = 0,3 А

R= 220/0,3= 733 Ом

В=5,4 кВт·год·28 к/квт год = 151 коп = 1 грн. 51 коп

 

5. Відповідь: А=5,4 кВт·год;

І = 0,3 А

R = 733 Oм

В = 1 грн. 51 коп

Задача 2.

Визначити потужність електрочайника , якщо при напрузі 220 В протягом 5 хв, через його спіраль проходить заряд 520 Кл.

Дано:

U = 220 B                  Р = І U

t = 5хв = 300 с           I = q/t                                       Р = 520*220/300 = 381 Вт

q = 520 Кл                 P = qU/t

Р -?                           [P] = Кл В/с = A· B = Bт

Відповідь: Р = 381 Вт

VI. Узагальнення знань.

1.Заповнити таблицю "Фізичні величини"

Назва фізичної величини	Позначення	Основна одиниця	Формула	Вимірювальний прилад
Робота електричного струму
Потужність електричного струму

2.Виконати тестові завдання

1.     Яку одиницю роботи електричного струму, крім джоуля використовують?

а) Вт                б) кВт·год            в) кВт/год

2.          Робота електричного струму на ділянці кола дорівнює:

а)добутку напруги на кінцях цієї ділянки на силу струму і час, протягом якого виконувалась робота;

б)добутку напруги на силу струму;

в)добутку квадрата сили струму, опору провідника й часу.

3. Яку роботу виконує електричний струм за 10 хв. на ділянці кола, якщо сила струму в ньому 2 А, а напруга 50 В?

а) 100 Дж                б) 6000 Дж         в) 10 Дж

4. За який час електричний струм виконує роботу 10000 Дж, якщо потужність струму 40 Вт?

а) 400000 с               б) 250 с.              в) 0.004 с.

5. Скільки коштує блискавка, якщо середня енергія, що виділяється під час розряду дорівнює приблизно 30 кВт·год при тарифі 28 к. за 1 кВт·год.

а) 93 коп                    б) 1 грн. 07 коп.     в) 8 грн. 40 коп.

6. Сила струму в електричній лампі, розрахована на напругу 127В, дорівнює 0,5А. Яка потужність струму в цій лампі?

а) 254 Вт               б) 25,4 Дж            в) 63,5 Вт

 Підсумок уроку. Оцінювання учнів вчителем.

«На сьогоднішньому уроці

Я дізнався…

Я навчився…

Мені сподобалось…

Найважливішим відкриттям для мене було…»

VII. Домашнє завдання  §18  Вправа 9(1)

Підрахувати скільки за добу електроенергії витрачається у вас дома, в класі.

Підготувати повідомлення: "Енергозберігаючі лампи"