Конспект урока по физике Применение закона Джоуля-Ленца

Открытый урок физики в 8-м классе
"Применение закона Джоуля-Ленца"
Цель урока:
Образовательная:
Формирование у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах.
Запомнить и уметь применять закона Джоуля-Ленца.
Содействовать в понимании практической значимости данной темы.
Развивающая:
Развивать интеллектуальных умений учащихся (наблюдать, сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, размышлять, анализировать, делать выводы)
Воспитательная:
Формировать коммуникативных умений учащихся.
Содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира;
Оборудование: компьютер, проектор, экран, карточки с заданиями, бланки самооценки.
Тип урока: Обобщение и закрепление материала.
I. Организационный  этап (Самоопределение к деятельности).
Цели этапа:
включить учащихся в учебную деятельность;
определить содержательные рамки урока.
Учитель Ученик
Здравствуйте, ребята. Садитесь.
Сегодня нас ждет интереснейший тема имеющая практическое применение в повседневной жизни, мы с вами будем экспериментировать, немного расширим и углубим наши знания в области электрических явлений и попытаемся эти знания применить на практике.Поэтому эпиграфом к нашему уроку послужат слова восточных мудрецов(слайд 1):
“Приобретать знания - храбрость, приумножать их
- мудрость, а умело применять - великое искусство”.
Восточная мудрость
Но прежде чем мы займемся делом, я хотела бы, чтобы каждый из вас настроился на урок. Просто расслабьтесь и скажите себе: «Я нахожусь сейчас на уроке физики. А об остальном я сейчас не буду думать, я подумаю об этом потом». А теперь приступим к работе. II. Мотивационная беседа, актуализация опорных знаний.
Цели этапа:
Учитель Ученик
Мы с вами продолжаем изучать электрические явления, и основным их проявлением является электрический ток.
Ребята, что мы понимаем под термином ток?
Вы дали определение электрического тока.
А можно ли назвать током движение воды по трубам или, к примеру, умственную деятельность человека?
Раз умственная деятельность человека – это ток, то мы можем ее оценить. Назовем её силой тока умственной деятельности.
Как вы думаете, от чего будет, зависит готовность человека к восприятию информации?
Так и обозначим величины характеризующие силу тока мыслительной деятельности: настроение и сопротивление.
Ребята у вас на столах лежат карточки с изображением графиков эмоционального состояния. (приложение 1). Предлагаю вам оценить свой уровень силы тока умственной деятельности на начало урока. Для этого на каждом из предложенных вам графиков (настроение и сопротивление) отметьте точной Н положение соответствующее уровню вашего настроения и уровню вашего сопротивления (нежелания) к восприятию информации по пятибалльной шкале. (слайд 2).
Как зависит сила тока умственной деятельности от вашего настроения и сопротивления?
Что вам напоминают данные графики зависимости?
Опираясь на данные графики зависимости, что можно сказать о силы тока?
Напомните мне ещё раз физические величины описывают величину электрического тока?(слайд 3)
Объясните их физический смысл (Что называют силой тока, напряжением и сопротивлением?) и соотнесите обозначения, единицы измерения и расчетные формулы соответствующим физическим величинам. (Слайд 3)
Каким законом связаны между собой данные физические величины? (слайд 3)
Направленное движение заряженных частиц
Да. Ток – это направленное движение,какого- либо вещества или тел.
От настроения и желания (сопротивления организма)
Заполняют карточки настроения на начало урока.
Чем лучше настроение и ниже сопротивление, тем выше мыслительная деятельность.
Графики зависимости силы электрического тока от напряжения и сопротивления в цепи.
Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Сила тока, напряжение и сопротивление.
Сила тока – это физическая величина,показывающаявеличину заряда проходящегочерез поперечное сечение проводника за единицу времени.
Напряжение–показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного + заряда из одной точки в другую.
Сопротивление – указывает на свойства проводника. Оно прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.
Закон Ома I=UR - сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Записывают на доске закон Ома.
III.Этап определения темы урока и постановки целей, задач урока (проблема – формулировка задачи)
Цели этапа:
организовать коммуникативное взаимодействие, в ходе которого выявляется и фиксируется отличительное свойство задания;
согласовать цель и тему урока.
Учитель Ученик
Электрический ток потребляют различные электроприборы.
Какие из перечисленных приборов не вписывается в общий ряд? Уберите лишний (слайд 4).
Чем вы руководствовались, делая свой выбор?
Какое действие электрического тока проявляется в выбранных приборах?
В каких целях человек использует тепловое действие электрического тока?
Ребята каждый из нас сталкивался с такой ситуацией:
Раз, и в доме свет погас,
А когда его включат неизвестно, это факт!
Можно ждать и час, и два,
Иногда и до утра.
Нет ни газа, не печи,
Есть охота, хоть кричи.
В доме только провода, батарейки от пульта.
Что, такое смастерить,
Что бы чай нам вскипятить?
Можно ли рассчитать какое количествоэнергии выделится при работе такого прибора?
Как вы думаете, о чем пойдет речь сегодня на уроке?
Сформулируйте тему урока.
Одинаковое ли количество времени вам понадобиться, чтобы вскипятить кружку чаяс помощью самодельного кипятильника и чайника?
Почему и от каких величин будет зависеть количество выделившийся тепловой энергии?
Какие цели вы поставите перед собой на этом уроке?
Дрель, пылесос.
Варианты ответов. Все нагревательные приборы, а указанные нет. Энергия электрического тока,потребляемая данными приборами, при совершении ими работы преобразуется в механическую энергию, а в остальных во внутреннюю.
Тепловое.
Варианты ответов.
Предлагают различные варианты нагревательных устройств.
Кипятильник.
Да, воспользовавшись законом Джоуля-ЛенцаQ=I2RtВарианты ответов.
Применение закона Джоуля- Ленца. (слайд5 )
нет
Разная мощность приборов. Варианты ответов.
Установить от каких характеристик зависит выделение тепловой энергии в проводнике
Выяснить область применения закона Джоуля-Ленца на практике. (слайд 6 )
IV.Этап изучения новых знаний и способов деятельности.
Цели этапа:
организовать коммуникативное взаимодействие;
зафиксировать новый способ действия в знаковой, вербальной форме и с помощью эталона;
выработать навыки групповой работы
Учитель Ученик
Я предлагаю вам разбиться на группы по 4 человека и самостоятельно сконструировать (теоретически) нагревательный прибор. У вас на столах имеется опорные конспекты, которые необходимо заполнять по ходу выполнения заданий. (приложение 2)
Посообщайтесь в группах и выберите из предложенных вариантов, устройства которые вам понадобятся для создания нагревательного элемента – кипятильника. Наклейте выбранные элементы на лист опорного конспекта с заданием 1.(слайд 7, задание 1)(на слайде источник тока, различные виды проводов, материалы для сердечника).
Какие приборы вы выбрали? Почему? Объясните свой выбор.
Сравните результат своего выбора с эталоном (слайд 8).
Подведем итог проделанной вами работы и сделаем вывод, от каких характеристик зависит выделение тепловой энергии в проводнике? (слайд 9)
Ребята вы сконструировали свой кипятильник.
А сколько времени потребуется для того чтобы вскипятить подобным устройством кружку воды (250 г)?
Я вам предлагаю, оценить характеристики полученного нагревательного элемента и определить время нагревания воды массой 100 г, 250 г экспериментально. Использовать можно только то - оборудование, которое имеется у вас на столах: готовый нагревательный элемент, источник тока, стакан с водой и измерительные приборы (амперметр, вольтметр и термометр). По ходу выполнения задания необходимо заполнить опорный конспект задание 2.
Ребята вы работаете с электроприборами, помните действия электрического тока опасно для жизни человека. Поэтому напоминаю вам правила техники безопасности при проведении эксперимента (слайд 10).
Инструкция по технике безопасности:
Прежде чем приступить к монтажу схемы, убедитесь: в отсутствии нарушения изоляции соединительных проводов, в исправности приборов.
Располагайте приборы на рабочем месте в порядке их последующего соединения.
Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.
При сборке цепей избегайте пересечения проводов и обеспечьте хороший контакт соединений.
Соблюдайте полярность включения приборов в соответствии с полярностью источника тока.
Не прикасайтесь к токоведущим частям электрических схем
Не включайте электрическую цепь без проверки её учителем.
Приступите к сборке цепи, руководствуясь схемой.Измерьте начальную температуру воды.
Ребята пока протекает процесс нагревания воды, давайте с вами отправимся в интернет магазин и закупим необходимые для расчетов законы.(слайд 11)
На какую характеристику электроприбора вы обращаете внимание в первую очередь, оценивая его производительность?
Как её рассчитать? Выберите необходимую формулу из перечня товаров и поместите ее в корзину (записать в опорный конспект (приложение 3)). Учитывайте те величины, которые вы можете определить экспериментально.
Каким законом вы воспользуетесь для определения количества энергии выделившейся при работе нагревательного элемента?
Выберите необходимую формулу из перечня товаров и поместите ее в корзину (записать в опорный конспект). Старайтесь облегчить свой труд.
На что будет затрачена данная энергия?
Давайте с вами договоримся, потерь энергии нет. Вся энергия пойдет нагрев воды.
Какой закон поможет нам рассчитать количество энергии, полученное водой при её нагревании? Поместите расчетную формулу в корзину (записать в опорный конспект).
Ребята преступайте к расчетам. Помните нам необходимо найти время нагревания воды массой 100 г. И определить, сколько времени займет кипячение кружки воды.
Ребята, сколько времени уйдет на кипячение стакана воды? Успеете ли вы школу?
А чайник тоже количество воды вскипятит примерно, за какое время?Почему?
От каких величин зависит мощность электроприбора?
Как можно усовершенствовать вашу нагревательную установку?
Ребята оцените результаты работы группы, заполнив бланк №1 в опорном конспекте.
Ребята, тепловое действие электрического тока используется человеком только - лишь в быту?
А где еще мы можем встретить применение данного действия тока? Какие электроприборы промышленного применения вам известны? Приведите примеры.
В металлургии для термообработки изделий, а также в металлообработке, керамическом и стекольном производстве используют электрические печи сопротивления.
В коммунальной сфере деятельности человека для обогрева водоотводных труб используют систему обогрева труб, основным элементом которой является проводник высокого сопротивления.
Трубчатые электронагреватели (ТЭН) вам хорошо известна, они имеют бытовое назначение (нагревательные элементы чайников), но также используются для обогрева помещений, теплиц (теплые полы и стены).
«Бойлер» в переводе с английского языка означает сосуд, в котором кипятят воду или иную жидкость. В функции данного типа оборудования входит не только подогрев воды в больших объемах и в максимально коротких срок для различных нужд, но и максимально быстрое ее охлаждение в аварийных ситуациях. Промышленные водонагреватели и бойлеры широко используются на различного рода производствах, а также в отопительных системах жилых домов,котельных.(слайды 12-13)
Наклеивают на лист опорного конспекта с заданием 1 нужные элементы.
На керамический сердечник намотать проводник (без изоляции).
Керамика – диэлектрик, с более низкой теплопроводностью, по сравнению с другими предложенными материалами.
Выбираем проводник с высоким сопротивлением, так как чем выше сопротивление проводника, тем больше выделяется тепла (энергии) при прохождении по нему электрического тока.
Сопротивление проводника зависит от рода вещества – чем выше ρ металла, тем больше сопротивление. От длины – чем длиннее проводник, тем выше его сопротивление. Чем меньше диаметр проводника, тем меньше площадь поперечного сечения и следовательно выше сопротивление.
Источник тока выбираем с большей мощности, так как по закону Джоуля –Ленца чем выше
Сила тока в цепи тем большее количество теплоты выделится при пропускании тока через проводник.
От сопротивления проводника.
Силы тока в цепи.
Варианты ответов.
Выполняют работу: собирают цепь, заносят недостающие данные в конспект.
Мощность.
Записывают формулу в конспект.
P = UI
Законом Джоуля – Ленца.
Записывают формулу в конспект.
Q = Pt
На нагрев воды (изменение внутренней энергии воды) и в окружающую среду.
Закон сохранения энергии Q1=Q2.Q = cmΔtПроводят расчеты.
Варианты ответов
В несколько раз быстрей. Больше мощность чайника.
От силы тока и сопротивления проводника.
Увеличить сопротивления проводника (проводник подлиней, тоньше и из металла с высоким удельным сопротивлением). И увеличить параметры источника тока.
Оценивают работу группы
Нет
Промышленность, производство, сельское хозяйство. Варианты ответов.
V. Этап первичной проверки понимания изученного
Цели этапа:
зафиксировать изученное учебное содержание;
проверить своё умение применять новое учебное содержаниев типовых условиях на основе сопоставления своего решенияс эталоном для самопроверки.
Учитель Ученик
А теперь проверим, как вы усвоили материал урока. Предлагаю самостоятельно выполнить задание 3 (приложение 3). Карточки с заданием находятся на ваших столах. Внимательно прочитайте текст задания и выполните его.
Сверим результат вашей работы с эталоном. .(слайды 14) Выполняют задание 3.
VI. Рефлексия.
Цели этапа:
зафиксировать новое содержание, изученное на уроке;
оценить собственную деятельность на уроке;
зафиксировать неразрешённые затруднения как направления будущей учебной деятельности;
обсудить и записать домашнее задание.
Учитель Ученик
Что ж, наш урок подходит к завершению.
Подведем итоги урока.
Что нового вы узнали, поняли?
Что научились делать?
Оцените собственные достижения в бланке №1, (приложение 4)и отметьте уровень силы тока мыслительной деятельности на конец урока в бланке эмоционального состояния.
Я оставляю за собой право подкорректировать выставленные оценки, потому что я также следила за работой каждого из вас на уроке.
Как изменилось Ваше настроение?
Что понравилось более всего на уроке? Что вызвало затруднение? И почему?
Достигнута ли личная цель? (открываете набор целей)
Варианты ответов
Варианты ответов.
Оценивают свои достижения.
VII. Заключительный этап.
Учитель Ученик
Сегодня на уроке вы получили дополнительный жизненный опыт. Надеюсь, что знания и умения, полученные на уроке, помогут вам лучше ориентироваться в окружающем мире, а физические явления станут для вас более понятными.
Большое спасибо за урок!
Домашнее задание:    § 53, 54 Упражнение №27 (№1) Сообщения к    § 54