План-конспект открытого урока. 8-й класс. Базовый курс
Методы обучения. Проблемное объяснение материала с постановкой вопросов и анализом проблемных ситуаций. Экспериментальная проверка закона Джоуля-Ленца. Опережающие задания и их самостоятельная подготовка.
Оборудование: универсальный источник питания, комбинированная проволока, сваренная из последовательных отрезков нихрома и стали* (
*Сталь предпочтительнее меди, т.к. учащиеся красный цвет холодной медной проволоки воспринимают как результат её нагревания электрическим током.- прим автора): проводник (2 Ом) в виде спирали на опоре, калориметр с водой, демонстрационный амперметр, соединительные провода, демонстрационный термометр с указателями температуры в виде полосок бумаги, опытный спиртовой термометр, транзисторный радиоприёмник, блок питания, миллиамперметр, вольтметр, провода, антенна, электрокипятильник, электроутюг, электроплитка, схема нагревательного элемента.
1. Актуализация опорных знаний. Опрос (7 мин)
Повторение закона Ома для участка цени (I=U/R), законов последовательного и параллельного соединений проводников, формулы для работы электрического тока (A=I*U*t). Выставление оценок за домашнее задание.
2. Изучение нового материала
2.1. Формулирование для учащихся целей и задач изучения нового материала (3 мин)
2.2. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца (27 мин). Демонстрация нагревания проволоки, комбинированной из отрезков нихрома и стали, которую подключают к универсальному источнику питания. Проблемный вопрос: «Почему нихромовая проволока нагревается больше?». Обсуждение с формулировкой вывода. Вывод закона Джоуля-Ленца из выражения работы электрического тока. Вопрос: «Каким образом электрическое поле, созданное в проводнике источником тока, передаёт энергию кристаллической решётке?». Аналогия-модель: проводник - ледяная дорога (например, от дома в школу), напряжение - перепад высот, ионы кристаллической решётки - врытые в дорогу резиновые столбики, непрерывно колеблющиеся, учащиеся – электроны; учащиеся скатываются вниз по этой дороге, увеличивая скорость, ударяются о столбики и, передают им свою энергию, при этом останавливаются или даже отскакивают назад, а столбики начинают более интенсивно колебаться (что в данной модели аналогично нагреванию проводника).
Проверка закона Джоуля-Ленца: на демонстрационном столе собрана опытная установка, на доске - схема опыта. Учитель проводит опыт, учащийся у доски записывает данные по ходу опыта** и производит вычисления, оформляя все в виде задачи.
**
Чтобы потерь тепла было меньше, опыт должен проходить за короткое время при большой силе тока.
|
Данные опыта:
m=0,25 кг,
t1=22°C,
t2=33°C,
I=10 A,
R=2 Oм,
t=60 с.
|
Вычисления:
Q = cm(t1-t2);
Q = 4200 Дж/(кг•°C) ×
× 0,25кг × 11 °C = 11550 Дж ≈ 12000 Дж.
A = I2Rt = (10 A)2 • 2 Ом • 60 с = 12 000 Дж.
|
|
Q - ? A - ?
|
Вывод. Q = A или 12 000 Дж = 12 000 Дж, т.е. закон Джоуля-Ленца выполняется.
Вызванный к доске второй ученик демонстрирует работу собранного им транзисторного радиоприёмника и определяет работу протекающего в нём электрического тока за 60 с. Результаты также оформляют в виде задачи:
|
Данные опыта:
I=0,04 A,
U =5 В,
t=60 с.
|
Вычисления:
A = IUt = 0,04 A×5 В × 60 с = 12 Дж.
|
|
Q - ? A - ?
|
Полученный результат сравнивается с результатом, полученным первым учеником. Учитель отмечает, что основная часть потребляемой радиоприёмником электроэнергии превращается в тепловую, и лишь небольшая её часть, всего несколько процентов, превращается в энергию звука, которая в результате поглощения окружающими телами в конечном итоге тоже превращается в тепло (А =
Q). Работа радиоприёмников, телевизоров, лампочек накаливания и т.п. сопровождается выделением тепла согласно закону Джоуля-Ленца.
Акцентирование и закрепление решением задач того факта, что для случая последовательного соединения проводников закон Джоуля-Ленца используется в форме
Q = I2R•t (ток один и тот же во всех элементах цепи), а в случае параллельного соединения - в форме
Q = U2 /(R•t), т.к. напряжение на всех элементах цепи одно и то же.
2.3 Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы (7 мин).
Использование метода опережающего задания. Заранее подготовившийся ученик выходит к доске и делает сообщение с использованием схем лампы накаливания и электронагревательного элемента. Учитель проводит демонстрацию электронагревательных приборов, показывает расположение в них электронагревательных элементов, демонстрирует различные лампочки, поджигает бумагу от мощной лампочки (с параболическим отражателем), подчеркивая этим необходимость соблюдения правил техники безопасности.
2.4. ДЗ (1 мин) (I мин): § 53 , 54. упр. 29 (А.В. Перышккин.Физика,8.-
М.: Дрофа, 2000)
Инструктаж по ДЗ (2 мин).
rss
