В паспортах приёмников тока - ламп, плиток, электродвигателей - обычно указывают мощность тока в них. По мощности легко определить работу тока за заданный промежуток времени, пользуясь формулой А = Pt.
Выражая мощность в ваттах, а время в секундах, получим работу в джоулях:
1 Вт = 1 Дж / с, откуда 1 Дж = 1 Вт с.
Однако эту единицу работы неудобно использовать на практике, так как в потребителях электроэнергии ток производит работу в течение длительного времени, например, в бытовых приборах - в течение нескольких часов, в электропоездах - по нескольку часов и даже суток, а расчёт израсходованной энергии по электросчётчику производится чаще всего за месяц. Поэтому при вычислении работы тока или затрачиваемой и вырабатываемой электрической энергии во всех этих случаях приходится переводить эти отрезки времени в секунды, что усложняет расчёты.
Поэтому на практике, вычисляя работу тока, гораздо удобнее время выражать в часах, а работу тока не в джоулях, а в других единицах: ватт-час (Вт ч), гектоватт-час (гВт ч), киловатт-час (кВт ч).
1 Вт ч = 3600 Дж;
1 гВт ч = 100 Вт ч = 360 000 Дж;
1 кВт ч = 1000 Вт ч = 3 600 000 Дж.
Пример . Имеется электрическая лампа, рассчитанная на ток мощностью 100 Вт. Ежедневно лампа горит в течение 6 ч. Найти работу тока за один месяц (30 дней) и стоимость израсходованной энергии, считая, что тариф составляет 300 к. за 1 кВт ч.
Запишем условие задачи и решим её.
Примечание . Экономия электроэнергии имеет большое значение. Например, 1 кВт ч энергии позволяет выплавить около 20 кг чугуна.
Цели:
Образовательные: формулирование физических понятий «работа» и «мощность» тока, вывести формулы мощности и работы тока, знакомство с единицей измерения мощности, с историей возникновения данной единицы измерения, максимально вовлечь учащихся класса в активную деятельность на уроке.
Развивающие: развитие навыков решения экспериментальных, вычислительных задач, развитие познавательного интереса, развитие психических процессов (мышления, смысловой памяти, аргументированной речи).
Воспитательные: продолжение работы по формированию у учащихся добросовестного отношения к труду, использование элементов новых технологий, развитие коммутативных навыков общения и умения слушать и слышать.
«Науку все глубже постигнуть
стремись,
Познанием вечного жаждой
томись
Лишь первых познаний
блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания
нет.»
Фирдоуси
I. Организационный момент.
Сегодня ребята мы с вами познакомимся с новой физической величиной – мощностью тока, а также подробнее рассмотрим работу тока.
Запись темы урока и числа в тетрадь.
За каждый правильный ответ – 1 балл.
II. Разминка.
А) Повторение основных величин по теме «Электричество» (электрический ток, сила тока, напряжение….).
Б) Обозначение физических величин и их единицы измерения (карточки с обозначением физических величин и единицами измерения).
В) Вспомним правила по ТБ.
Г) Назовите виды соединения проводников? Какой из видов соединения предпочтительней? Почему?
Д) Просмотр видеофильма по теме «Параллельное соединение проводников».
Е) Почему при включении в сеть нескольких электрических приборов сила тока увеличивается? (вопрос к фильму).
III. Во время разминки двое учеников собирают электрическую цепь, состоящую из двух лампочек, источника тока, ключа, реостата.
Работа с цепью. Вопросы.
Ответ: разное напряжение.
Запись в тетради.
Действие тока характеризуют величины
|
Работа тока |
Мощность тока |
1. Что такое работа тока? (работа сил электрического поля, созд. электрический ток). 2. Напишите формулу, которая связывает работу тока и напряжение. (ученик работает у доски) Выразим из этой формулы А=Uq. 3. По определению силы тока запишем формулу. Выразим q=It. Отсюда получаем 4. Чему работа тока? Сформулируйте по формуле. (Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа). 5. Вспомните, а в чем измеряется механическая работа? Также и в Дж измеряется и работа тока. 6. Как вы считаете, а какие приборы нам нужны для измерения работы тока (по определению работы). Вольтметр, амперметр, часы. 7. На практике работу тока измеряют специальными приборами – счетчиками, которые находятся в каждом доме, квартире. Как именно пользоваться этим прибором, я расскажу на следующем уроке. 8. Выполнить следующее задание (виртуальная лаборатория). Определите работу тока в цепи за 10 секунд. (На мониторе компьютера изображена цепь, на которой видны показания амперметра и вольтметра). Работает учащийся у доски. Выясняем, что нам дано. И как определить по этим данным работу тока. (применение формулы работы тока). 9. Физическая минутка по теме «Электричество». |
1. Вспомните, а что такое мощность (из механики – 7 кл). (мощность равна отношению работы к промежутку времени, за который эта работа совершена) 2. P=A/t , так как A=UIt, отсюда (Мощность тока равна произведению напряжения на силу тока в цепи.) 4.Выполните задание и вы узнаете единицу измерения мощности. 10000 А = кА Вариант ответа: 100(а),10(в),1(б). 45000мкКл = Кл Вариант ответа:45(0), 0,045(А), 4,5(В). 0,02 кДж = гДж Вариант ответа:2(о),20(л),0,2(т) Вариант ответа: 7,03(т),703(0),70,3(а). Итак, что получилось? Ответ: Ватт. 5. Почему именно так была названа единица измерения? Внимательно заслушайте доклад (доклад читает учащийся). 6. Доклад. Джеймс Уатт (1736-1819гг). 7. Давайте распишем единицу мощности по формуле 1 Вт=1В * 1А Как на практике можно измерить мощность тока? (определить силу тока и напряжение) Также существуют специальные приборы для измерения мощности – это ваттметры. 8. Возвращаемся к собранной цепи. Какая из этих лампочек светит ярче? (светит ярче та у которой мощность больше). 9. Индивидуальное задание. Измерить мощность электрической лампочки. Дана цепь. (По показаниям амперметра и вольтметра) А все остальные выполняют упражнение 25 №2 по учебнику. |
V. Доклад. Джеймс Уатт (1736–1819гг).
Его именем названа единица мощности во всех областях физики и техники. Выдающийся инженер и изобретатель родился 19 января 1736 г. в Гриноке (Шотландия) в семье купца. Из-за слабого здоровья Уатт формально мало учился, но очень много изучил самостоятельно. Уже подростком он увлекался астрономией, химическими опытами и т.д. В 1755 г. уехал в Лондон, где усвоил профессию мастера по математическим и астрономическим инструментам. Открыл собственную мастерскую по ремонту механики. В 1763 г. к нему обратились с просьбой отремонтировать паровую машину. Он не только ее отремонтировал, но и улучшил параметры паровой машины. ЕЕ стали использовать на заводах, фабриках, пароходах и т.д. В 1882 г. Британская ассоциация инженеров решила присвоить его имя единицы мощности, теперь имя Джеймса Уатта можно прочесть на любой электрической лампочке. Это был первый в истории случай присвоения собственного имени единицы измерения.
VI. Выполнение упражнения 25 №2 по учебнику. Проверка индивидуального задания и упражнения.
VII. Выполнение упражнения 25 №3 по учебнику. Проверка упражнения.
VIII. Подведение итогов.
1. Загадки.
А) Металлический пруток
Хорошо проводит ток.
Если по длине велик,
Как зовется……? (проводник)
Б) Вы его в руках держали,
Когда лабораторную выполняли,
Им силу тока изменяют,
Если что-то в нем сдвигают (реостат).
В) Он всем несет тепло и свет
Щедрей его на свете нет
К поселкам, селам, городам
Приходит он нам по проводам (электрический ток).
2. С чем познакомились? Что нового узнали?
Что понравилось, а что не понравилось?
Оценки учащимся выставляются по баллам.
3. Д/З: п.50,51, упр.24 №1 (все записано заранее на доске).
Заканчиваю урок следующими словами.
Да, путь познания не гладок.
Но знаем мы со школьных лет,
Загадок больше, чем разгадок
И поиска предела нет!
Спасибо за урок дети, молодцы!
Литература:
Применение электричества - это революционное открытие, которое навсегда изменило и облегчило жизнь человека. Сегодня электричество является неотъемлемой частью жизни человека, он обеспечивает работу электроприборов, электрического освещения. Каждый день мы используем электрическую энергию для своих нужд.
Говоря об электричестве, подразумевают электрический ток. Рассмотрим это понятие подробнее. Понятие "ток" значит течение или движение.
Электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике в одном направлении. Такими частицами могут быть электроны, ионы и катионы. Направленность электрических частиц обуславливается наличием у частиц электрического поля, которое взаимодействует с внешним электрическим полем.
Для поддержания электрического поля в течение определенного времени в проводнике необходимы источники выработки электрического поля. Это, например, могут быть электрофорная машина и аккумулятор или любой источник питания. Принцип их работы заключается в том, что они разделяют частицы, после чего один полюс источника заряжает их положительно, а другой - отрицательно, в результате возникает электрическое поле. Если оба полюса источника соединить проводником, то движение частиц приобретает определенное направление, так получается электрический ток.
Проводник является местом, где происходит направленное движение частиц, а также средством передачи тока к ее потребителям: лампочка, приборам, плиткам и т.д. Проводниками могут служить металлы, в которых заряжаются электроны, плазма, частицами при этом являются ионы; электролиты. Если оборвать проводник, то ток не доходит до потребителя, и на основе этого механизма происходит включение и выключение тока. То есть устанавливаются выключатели или рубильники, которые разрывают или соединяют проводник.
При решении сложных задач по электроники и радиотехнике принято условно, что движение электрического тока осуществляется от «плюса» к «минусу» Но мало кому известно что на самом деле движение происходит за счет электронов в межатомном пространстве кристалической решетки металла проводника электрического тока. А электрон движется от «минуса» к «плюсу», следовательно электрический ток движется от "минуса" к "плюсу"
Также важным параметром тока является такое понятие как работа электрического тока . Двигаясь по проводнику, электрический ток совершает определенную работу. Для того что бы ее определить необходимо знать время движения тока, сопротивления проводника, и его сопротивление.
Найти ее можно используя закон Джоуля-Ленца по формуле: Q=I*I*R*t
Полученная таким образом величина представляет собой значение работы электрического тока, если ее поделить на время то получится мощность.
Cовокупность источников, проводников, потребителей и рубильников, которые обеспечивают движение электричества, называют электрической цепью.
Электрический ток измеряется следующими величинами:
