Инструкция к лабораторной работе «Определение коэффициента полезного действия электрического чайника» (1 курс)

Лабораторная работа
«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».
Цель: целенаправленное обучение поисковой деятельности, актуализация личностного смысла обучающихся к изучению темы,  создание условий для развития навыков общения  и совместной деятельности.
Задачи:
 Образовательная: экспериментальная работа по определению КПД электроприборов на примере электрочайника, формирование умения устанавливать связь между элементами содержания ранее изученного материала и нового. 
Развивающая: развитие навыков мыслительных операций, совершенствование умений формулировать личностно – значимые цели,   способствовать развитию исследовательских и творческих навыков.
Воспитательная: совершенствование умений работать в паре, формировать способность к самоанализу.
Тип урока: урок – практикум (2 часа)
Оборудование: Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.
Ход урока
Организационный момент
Инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами.
Постановка задачи.
Вычислить совершѐнную электрическим током работу
Вычислить количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе,
определить на опыте КПД электроприборов на примере электрочайника;
Выполнение работы, согласно методическим рекомендациям.
1. Рассмотрите электрочайник. По паспортным данным определите электрическую мощность электроприбора P.
2. Налейте в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)
3. Измерьте с помощью термометра начальную температуру воды t1.
4. Включите чайник в электрическую сеть и нагревайте воду до кипения.
5. Определите по таблице температуру кипения воды t2.
6. Заметьте по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ
Все измерения выполняйте в СИ.
7. Используя данные измерений, вычислите:
а) совершѐнную электрическим током работу, зная мощность чайника P и время нагревания воды Δt, по формуле A эл.тока = P∙Δt
б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t2 - t1)
8. Рассчитайте коэффициент полезного действия электрочайника по формуле
η = QA×100% = cm(t2 - t1)PΔt×100%9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу
P, Вт V, м 3 t1, 0С Δt, с t 2, 0С Aэл.тока,ДжQнагр., Дж ŋ,%
Контрольные вопросы:
Как рассчитать количество теплоты, выделяющегося в проводнике при протекании по нему тока, зная сопротивление этого проводника?
Почему спираль электрочайника изготавливают из проводника большой площади сечения? Дайте развѐрнутый ответ.
Приведите примеры других электроприборов, в которых нагревательным элементом является спираль. Чем эти приборы отличаются друг от друга?
Сварщик Почему при электросварке большее количества тепла выделяется именно в месте соединения сварных кусков? (при пропускании тока большой силы через соприкасающиеся на небольшой плоскости металлические детали в месте контакта этих деталей оказывается максимальное сопротивление проходящему току и, следовательно, выделяется максимальное количество тепла). 
Автомеханик Почему маломощные приборы невыгодны? Почему при пользовании такими приборами неизбежен перерасход энергии? (Вследствие увеличения времени нагревания воды увеличиваются потери путем конвекции, теплопроводности, излучения)
Вывод.
5. Домашнее задание: подготовить отчёт, повторить закон Джоуля - Ленца.
Отчёт о выполнении лабораторной работы
«Определение коэффициента полезного действия электрического чайника».
Цель работы: научиться экспериментально определять КПД электроприборов на примере электрочайника.
Оборудование: Электрический чайник, термометр, часы с секундной стрелкой.
Ход работы:
1. Рассмотрел электрочайник. По паспортным данным определил электрическую мощность электроприбора P.
2. Налил в чайник воду объѐмом V, равным 1 л (1 кг)
3. Измерил с помощью термометра начальную температуру воды t1.
4. Включил чайник в электрическую сеть и нагрел воду до кипения.
5. Определил по таблице температуру кипения воды t2.
6. Заметил по часам промежуток времени, в течение которого нагревалась вода Δŧ
7. Используя данные измерений, вычислил:
а) совершѐнную электрическим током работу, зная мощность чайника P и время нагревания воды Δt, по формуле A эл.тока = P∙Δt
б) количество теплоты, полученное водой и равное полезной работе, Q нагр. = cm(t2 - t1)
8. Рассчил коэффициент полезного действия электрочайника по формуле η = QA×100% = cm(t2 - t1)PΔt×100%9. Результаты измерений и вычислений занес в таблицу
P, Вт V, м 3 t1, 0С Δt, с t 2, 0С Aэл.тока,ДжQнагр., Дж ŋ,%
Ответы на контрольные вопросы:
Вывод о проделанной работе: