Работа и мощность постоянного тока 10 класс конспект

Обновлено: 07.07.2024

Работа и мощность электрического тока. Электрический ток, проходя по цепи, производит разные действия: тепловое, механическое, химическое, магнитное. При этом электрическое поле совершает работу. В результате электрическая энергия превращается в другие виды энергии: внутреннюю, механическую, энергию магнитного поля…

Как было рассказано ранее, напряжение (U) на участке цепи равно отношению работы (F), совершаемой при перемещении электрического заряда (q) на этом участке, к заряду: U = A/q. Отсюда А = qU .

Поскольку заряд равен произведению силы тока (I) и времени (t) q = It, то А = IUt . То есть работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на этом участке, силы тока и времени, в течение которого совершается работа.

Единицей работы является джоуль (1 Дж): [А] = 1 Дж = 1В • 1А • 1с.

Для измерения работы используют три измерительных прибора: амперметр, вольтметр и часы. Однако, в реальной жизни для измерения работы электрического тока используют счётчики электрической энергии.

Если нужно найти работу тока, но при этом сила тока или напряжение неизвестны, то можно воспользоваться законом Ома, выразить неизвестные величины и рассчитать работу по формулам: А = U 2 t/R или А = I 2 Rt .

Мощность электрического тока

Мощность электрического тока равна отношению работы ко времени, за которое она совершена: Р = A/t или Р = IUt/t => Р = IU . То есть мощность электрического тока равна произведению напряжения и силы тока в цепи.

Единицей мощности является ватт (1Вт): [Р] = 1А • 1В = 1Вт.

Используя закон Ома, можно получить другие формулы для расчета мощности тока: Р = U 2 P/R = I 2 R .

Значение мощности электрического тока в проводнике можно определить с помощью амперметра и вольтметра. Но можно для измерения мощности использовать специальный прибор — ваттметр. В нем объединены амперметр и вольтметр.

Образовательные: введение понятий работы и мощности электрического тока; выведение закона Джоуля-Ленца; совершенствование навыков решения задач; повторить основные физические понятия по данной теме.
Развивающие: развивать у учащихся навыки управления своей учебной деятельностью; развитие устной и письменной речи, логического мышления; совершенствование практических навыков при решении задач; умения выделять главное в изучаемом материале.
Воспитательные: формировать коммуникативные умения в ходе коллективной работы; стремление к цели; активизировать познавательную деятельность через содержание и степень сложности задач.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ресурсы урока: учебники и учебные пособия разных авторов, компьютер, мультимедийный проектор, экран.

Планируемые результаты:

знать понятие работы и мощности постоянного тока;
выявить закон Джоуля - Ленца.

уметь слушать собеседника и вести диалог; уметь признавать возможность различных точек зрения;
использовать различные способы поиска, сбора, обработки, анализа и интерпретации информации в соответствии с задачами урока;
уметь излагать свое мнение и аргументировать свою точку зрения
активно использовать информационных средств и ИКТ для решения коммуникативных и познавательных задач.

развивать навыки сотрудничества с учителем и сверстниками в различных ситуациях; умения не создавать конфликтов и находить выход из спорных ситуаций;
формировать уважительное отношение к чужому мнению;
осуществлять самоконтроль, взаимоконтроль
оценивать сои достижения на уроке.

I. Организационный этап

Какой раздел физики мы с вами изучаем? (Электродинамика)
Какие вопросы мы рассматривали на последних уроках? (Электрический ток, Сила тока, Условия необходимые для существования электрического тока, закон Ома, Сопротивление, Соединения проводников)

2. Актуализация знаний

А) Фронтальный опрос по вопросам:

1. Что называют электрическим током? (Электрическим током называют упорядоченное, направленное движение заряженных частиц.)
2. Основные действия электрического тока? Приведите примеры/ (Тепловое, магнитное, химическое, механическое, физиологическое.)
3. Условия существования электрического тока? (1. Наличие свободных зарядов. 2. Наличие электрического поля.)
4. От чего зависит электрическое сопротивление проводника? (1. От длины проводника. 2. От площади поперечного сечения проводника. 3. От рода материала.)

5. При каком соединении все проводники находятся под одним и тем же напряжением? (Проводники находятся при одинаковом напряжении при параллельном соединении: U₁ = U₂ = U.)

6. Прибор для измерения напряжения? (Напряжение измеряют с помощью вольтметра, который включают в цепь параллельно тому участку, напряжение на котором нужно измерить.)

7. Сформулируйте закон Ома для участка цепи: (– сила тока I прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

8. Прибор для измерения силы тока? (Силу тока измеряют с помощью амперметра, который включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.)

Молодцы, вспомнили материал прошлого урока, а сейчас давайте выполним задания на карточках с последующей самопроверкой. У вас на столах лежат листочки с заданиями, подпишите на них Ф.И. и приступайте к их выполнению, через 5 минут мы начнем проверку.

Б) Самостоятельная работа с последующей самопроверкой (Приложение 1)

Вариант 1. 1. Б, 2. В, 3. В, 4. Б, 5. А. 6. В.
Вариант 2. 1. В, 2. В, 3. Б, 4. А, 5. В, 6. Б.

II. Организация познавательной деятельности

– А сейчас прослушайте стихотворение и постарайтесь ответить о чем идет речь:

Работа с учебником

Вопросы:

1. Что совершает электрическое поле способное перемещать заряженную частицу вдоль силовой линии? (Работа)

2. Как обозначается работа? Обозначается: А

3. Как вывести формулу для работы тока?

4. На основе формулы, сформулируйте определение работы тока.

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого совершалась работа.

5. Почему электрический ток нагревает проводник?

Электрическое поле действует с силой на свободные электроны, которые начинают двигаться упорядоченно, одновременно участвуя в хаотическом движении, ускоряясь в промежутках между столкновениями с ионами кристаллической решетки. Приобретаемая электронами под действием электрического поля энергия направленного движения тратится на нагревание проводника, т.к. последующие столкновения ионов с другими электронами увеличивают амплитуду их колебаний и соответственно температуру всего проводника.
В неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам (путем теплопередачи). Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока.

6. Как с помощью закона Ома выразить напряжение через силу тока и силу тока через напряжение?

Какой формулой удобнее пользоваться при последовательном соединении, а какой при параллельном? Почему?

– при последовательном соединении проводников, т.к. сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках.
– при параллельном соединении проводников, т.к. напряжение на всех проводниках одинаково.

7. На основании чего можно вывести закон Джоуля-Ленца?

Если обозначить количество теплоты буквой Q. Тогда Q = A, или . Тогда, пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим: Q =

Каков физический смысл закона?

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

Перейдем к рассмотрению вопроса о Мощности тока

Итак, любой электроприбор рассчитан на потреблении определенной энергии в единицу времени, т.е. на определенную мощность.
– Обозначается и измеряется: [Р] = [Вт].
– Находится по формуле:
Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока.
Так же формулу для мощности можно переписать в нескольких эквивалентных формах:

Мощность электроприборов указывается в их паспортах.

4. Первичное закрепление

1. Итак, на основании материала уроков, заполните недостающие данные в таблице (Приложение 2):

Проверим правильность заполнения. (Один учащийся озвучивает)
2. Вашему вниманию предлагается кроссворд. Давайте разгадаем его. (Приложение 3)

Найти время, в течение которого по проводнику шел постоянный ток, если для переноса заряда в 10 Кл через проводник с сопротивлением 1 Ом потребовалось совершить работу 10 Дж. (10 с)
Два проводника сопротивлением 10 Ом и 14 Ом соединены параллельно и подключены к источнику тока. За некоторое время в первом проводнике выделилось 840 Дж теплоты. Какое количество теплоты выделилось за то же время во втором проводнике. (600 Дж)

Какие есть вопросы по решению задач?

5. Домашние задание

§ 106, упражнение 19 (4)

6. Рефлексия

Сегодня я узнал…
Теперь я умею…
Я хотел бы…
Наибольшее затруднение вызвало…
Своей работой на уроке я … (доволен/ не доволен)

– Спасибо за активную работу на уроке, я думаю, все вы хорошо усвоили сегодняшний материал. Сдайте свои тестовые работы. Оценки за них я объявлю на следующем уроке.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Тема: Работа и мощность постоянного тока

Образовательные :

· усваивают понятия работы и мощности электрического тока;

· выводят закон Джоуля-Ленца;

· совершенствуют навыки решения задач;

· повторяют основные физические понятия по данной теме.

Развивающая :

· развивают навыки управления своей учебной деятельностью;

· совершенствуют практические навыки при решении задач;

Воспитательная :

· формируют коммуникативные умения в ходе коллективной работы;

· активизируют познавательную деятельность через содержание и степень сложности задач.

Тип урока : урок изучения нового материала

Методы урока : словесный , наглядный

I. Орг. момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

II. Проверка и актуализация знаний

· Какой раздел физики мы с вами изучаем? (Электродинамика)

· Какие вопросы мы рассматривали на последних уроках? (Электрический ток, Сила тока, Условия необходимые для существования электрического тока, закон Ома, Сопротивление, Соединения проводников)

7. Сформулируйте закон Ома для участка цепи: ( – сила тока I прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

8. Прибор для измерения силы тока? (Силу тока измеряют с помощью амперметра, который включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.)

Тема сегодняшнего урока : “Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца”.

IV. Изучение нового материала

1. Что совершает электрическое поле способное перемещать заряженную частицу вдоль силовой линии? (Работа)

2. Как обозначается работа? Обозначается: А

3. Как вывести формулу для работы тока?

4. На основе формулы, сформулируйте определение работы тока.

5. Почему электрический ток нагревает проводник?

6. Как с помощью закона Ома выразить напряжение через силу тока и силу тока через напряжение?

Какой формулой удобнее пользоваться при последовательном соединении, а какой при параллельном? Почему?

7. На основании чего можно вывести закон Джоуля-Ленца?

Каков физический смысл закона?

Перейдем к рассмотрению вопроса о Мощности тока

Мощность электроприборов указывается в их паспортах.

V. Закрепление изученного материала

Решение задач на мощность и работу постоянного тока.

Найти время, в течение которого по проводнику шел постоянный ток, если для переноса заряда в 10 Кл через проводник с сопротивлением 1 Ом потребовалось совершить работу 10 Дж. (10 с)
Два проводника сопротивлением 10 Ом и 14 Ом соединены параллельно и подключены к источнику тока. За некоторое время в первом проводнике выделилось 840 Дж теплоты. Какое количество теплоты выделилось за то же время во втором проводнике. (600 Дж)

Какие есть вопросы по решению задач?

VI. Рефлексия

· Все ли было понятно на уроке? Что вызвало трудности?

· Что мы сегодня изучили?

VII. Домашнее задание : выучить формулы и определения, §58 читать и отвечать на вопросы (устно).

Вложение	Размер
kug010.docx	677.84 КБ

Предварительный просмотр:

Конспект открытого урока.

Место проведения: ГБОУ СОШ (ОЦ) с Челно-Вершины

Дата проведения: 22.04.2010г

Общая тема: Законы постоянного тока.

Тип урока: Введение нового материала

Изучить работу постоянного электрического тока на участке цепи; сформировать умение характеризовать энергетические преобразования на участке цепи.

Приемы и методы

Целепологание и постановка основной учебной проблемы

Изучение нового материала:

Эксперимент(работа в группах)

Создание проблемной ситуации и решение проблемы за счет экспериментов. Слайды №5-8

Совершенствование полученных знаний

работа в группах

самостоятельная работа Беседа. Решение экспериментальных и теоретических задач (слайды №9-12).

Подведение итогов. Д\з

Оборудование: ПК с выходом в Интернет, электронные ресурсы, источники тока, ключи, соединительные провода, лампочки, амперметр демонстрационный, вольтметр демонстрационный. Модель счетчика электрической энергии. Комплекты по электричеству для лабораторных работ. У каждого ученика пакет с заданиями на урок(инструкция к уроку)

1.Вступительное слово учителя. Сегодня у нас не совсем обычный урок, т.к. присутствуют гости.

- В течение нескольких уроков мы изучали законы постоянного тока. Рассмотрели закон Ома для участка цепи, основные характеристики электрического тока. Давайте немного повторим основные понятия формулы и определения.

Повторение основных формул и определений:

Двое учащихся выполняют тест за ПК (диск: контроль физики)

Выполнение работы: собери электрическую цепь.( используется интерактивная доска)

Слабому ученику задание: Соотнеси приборы и условные обозначения. (используется интерактивная доска)

Оставшиеся учащиеся пишут физический диктант

Вопросы для повторения.

1.Что называют электрическим током?

Электрическим током называют упорядоченное, направленное движение заряженных частиц.

2.Условия существования электрического тока?

Наличие свободных зарядов. Замкнутость электрической цепи

Наличие электрического поля.

3. От чего зависит электрическое сопротивление проводника?

От длины проводника.

От площади поперечного сечения проводника.

От рода материала.

4. При каком соединении все проводники находятся под одним и тем же напряжением?

Проводники находятся при одинаковом напряжении при параллельном соединении:

5. Прибор для измерения силы тока?

Силу тока измеряют с помощью амперметра, который включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.

6. Прибор для измерения напряжения?

напряжение измеряют с помощью вольтметра, который включают в цепь параллельно тому участку, напряжение на котором нужно измерить.

7. Закон Ома для участка цепи:

- сила тока I прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

На этих слайдах мультимедийные электрические цепи с параллельным и последовательным соединением потребителей .Смещенное соединение проводников.

Сильные ученики, используя набор для практических работ по электричеству, составляют по сложным схемам, содержащим много потребителей тока, электрические цепи и рассчитать работу и мощность электрического тока.

Двое учащихся выполняют тест за ПК (диск: контрольфизики)

Оставшиеся учащиеся пишут физический диктант. Проверка физического диктанта осуществляется по ответам на слайде, учащиеся сами выставляют себе оценки за диктант.

.Изучение новой темы

-Ответьте, пожалуйста, еще на один вопрос: Какие действия оказывает электрический ток?

химическое, магнитное, тепловое, световое действие

-Итак, ток оказывает химическое, магнитное, тепловое, световое действие. При этом ток совершает работу? (да, совершает.)

Лампочка горит. Совершается работа тока? А работу электрического тока можно определить?

-Как вы думаете, какова цель сегодняшнего урока?

Найти способы расчета работы и мощности тока

Работа электрического тока показывает, сколько электрической энергии, т. е. энергии электрического поля, превратилось в другие виды энергии, или сколько было получено и израсходовано электрической энергии.) Значит тема нашего урока (дети говорят)- Работа и мощность электрического тока.

-Приведите примеры, где ток совершает работу? (вентилятор, миксер, электрический чайник, лампа нить накала электрической лампочки и т. д

Создание проблемной ситуации.

Давайте соберем электрическую цепь, которая состоит из последовательно соединенных элементов, и включим ее. Мы видим свечение нити накала лампочки. Нить накала электрической лампочки совершил работу? Как вы думаете, от чего зависит работа тока? Ребята выдвигают гипотезу, учитель их записывает на доске.(электрического заряда, напряжения, силы тока).

-Теперь проверим нашу гипотезу?

Учитель демонстрирует опыты согласно схемам (рис.2)

Схемы цепей показывает на экране

(Класс дифференцированно разбит на 5 групп по 4-5 человек. У каждой группы свой пакет с заданиями. )

Задание 1 группе: Используя формулы I=q\t и U= A\q получить формулу работы тока

Проверить полученную формулу при помощи эксперимента.

Задание 2 группе: Используя знания законов постоянного тока получить формулу работы тока. Проверить полученную формулу при помощи эксперимента Этот вывод записывает учитель на доску, ученики - в таблицу

-Давайте выясним, еще от чего зависит работа тока.

- Соберите цепь согласно схеме, представленной на экране (открыть приложение 2)

В то время пока учащиеся собирают цепь, можно заполнить таблицу с вопросами.

-Измените силу тока реостатом (при увеличении силы тока лампа светит ярче).

Значит, работа тока зависит от силы тока

Записываем вывод на доску и в тетрадь.

-Если лампа будет работать 1 час, большую работу совершит ток? (да)

Значит, работа тока зависит от времени работы цепи

Записываем вывод на доску и в тетрадь.

Теперь выведем формулу для расчета работы тока на основе результатов наших опытов и рассуждений (рис.(используется интерактивная доска)

Следовательно А= I U t

Учитель: Итак, работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и на время протекания тока по цепи.

Вспомним, в чем измеряется работа? ( в Джоулях )

[А ] = [ Дж ] = [ А .В .c]

Учитель: Чтобы измерить работу тока, надо взять амперметр, вольтметр и часы, все это сочетается в счетчике электрической энергии, которые есть в наших домах.

Ситуация: Например, В каком из электрических чайников, старой и новой модели, нагрев воды происходит быстрее (в новой модели, нагрев воды происходит быстрее). Одинаковую работу совершают чайники?(да) А разница тогда в чём? (различное время).

-Какой величиной характеризуется быстрота выполнения работы? ( мощностью: N=A/t )

В чем измеряют мощность? (в Ваттах)

-Мощность электрического тока обозначается P.

P - мощность электрического тока.

-Выведем формулу мощности электрического тока (рис.5)

P= A/t A= I U t P= I U t\ t , значит P= I U

Учитель: таким образом, мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока.

Заполни таблицу (для слабых учеников)

Для измерения мощности нужны: амперметр и вольтметр - это сочетается в ваттметре. (Классная физика, 10 класс)

Итак мы узнали что мощность измеряется в Вт. А вот в чём ещё может измеряться мощность? Послушаем выступление.

Учитель: Практически на всех электроприборах, используемых в быту и технике, в техническом паспорте указывается мощность тока, на которую они рассчитаны. Зная мощность, легко можно определить работу тока за заданный промежуток времени: A =P∙t. Тогда

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 – даже в течение нескольких суток. Поэтому на практике, вычисляя работу тока, удобнее время выражать в часах, а работу не в джоулях, а в других единицах: ватт ∙ час (Вт ∙ ч) и кратных им единицах.

1 Вт · ч = 3 600Вт·с =3 600Дж

1 г Вт · ч = 100 Вт · ч = 360 000 Дж

1 к Вт · ч = 1 000 Вт · ч = 3 600 000 Дж

Учитель: Итак, мы выяснили, чтобы измерить работу тока, надо взять амперметр, вольтметр и часы, все это сочетается в счетчике электрической энергии, которые есть в наших домах.

Ребята, знаете ли вы, сколько ваша семья тратит на оплату электроэнергии в месяц?

- Кто из вас умеет подсчитывать стоимость потребленной энергии? (создание проблемной ситуации)

Используя показания электросчетчика, можно подсчитать расход электроэнергии за определенный период времени (например, за месяц).

… Учащимся предлагается самостоятельно получить 2 эквивалентные формулы для расчета работы тока, используя закон Ома для участка цепи (2 учащихся у доски, остальные на месте).

Учащимся предлагается вспомнить понятие мощности в механике и применить эту формулу к электрическому току. Вывести формулу мощности через силу тока и напряжение.

Двое учащихся у доски, остальные на месте, зная закон Ома для участка цепи, получают самостоятельно еще две эквивалентные формулы для расчета мощности тока.

.Экспериментальное задание: собрать электрическую цепь и измерить работу и мощность тока в лампе. Сравнить измеренное значения мощности со значением мощности, написанной на лампе. Сделать выводы.(среднему ученику)

Экспериментальное задание: собрать параллельную и последовательную электрическую цепь с двумя лампочками различного сопротивления и измерить работу и мощность тока в цепях. Установить экспериментально в каком случае мощность какой из лампочек больше.(сильным ученикам)

Рассказывают, что .
одну из паровых машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила
в действие водяной насос. При выборе необходимой мощности паровой машины пивовар определил
рабочую силу лошади как восьмичасовую безостановочную работу до полного изнеможения лошади. Расчет показал, что каждую секунду лошадь поднимала 75 кг воды на высоту 1 метр,
что и было принято за единицу мощности в 1 лошадиную силу.

Мощности некоторых электрических устройств, Вт

Лампа от фонарика

Блок питания компьютера

Порядка 250 000

Мощность электрического прибора записана в его паспорте. Для лампочек мощность часто записывают на баллоне. Промышленность выпускает лампочки разной мощности: на 25 Вт, 40 Вт, 60 Вт, 100 Вт, 200 Вт и т. д.

Самые мощные бытовые приборы — электронагревательные. Действительно, чем больше мощность прибора, тем большую работу он совершает за единицу времени, тем больше электрической

Атмосферное электричество опасно проявлением в виде линейных разрядов (молний),
которых возникает на нашей планете примерно 100 каждую секунду. Атмосферные электрические заряды могут иметь напряжение до 1 миллиарда вольт, а сила тока молнии достигать 200 тысяч ампер. Время существования молнии оценивается от 0,1 до 1 секунды.
Температура достигает 6-10 тысяч градусов Цельсия.
И если предположить, что электрическая энергия одной молнии может составлять 2500 квт/час,
а одна семья из трех человек потребляет в месяц 250 квт/час электричества,
то энергии одной молнии хватило бы, чтобы удовлетворить потребность этой семьи на 10 месяцев.

Две электрические лампы, мощность которых 40 и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напряжение.
Сравните по сопротивлениям нити накала обеих ламп.

Задача0 Комната освещена с помощью 40 электрических ламп от карманного фонаря, соединенных последовательно и питаемых от городской сети. После того как одна лампа перегорела,
оставшиеся 39 снова соединили последовательно и включили в сеть.
Когда в комнате было светлее: при 40 или 39 лампах

Задача1. Сколько энергии потребляет электрический чайник за 5 мин при силе тока в нем 1,5 А ? Чайник подключен к сети с напряжением 220 В.

Задача2. Сопротивление электрического нагревателя равно 11 Ом. К Сети с каким напряжением нужно подключить нагреватель, чтобы мощность электрического тока в нем была 4,4 кВт?

Задача3. Каково удельное сопротивление материала, из которого изготовлена спираль нагревательного элемента мощностью 2200 Вт? Длина спирали 11м, площадь поперечного сечения 0,21 мм2, напряжение в сети 220В.

Задача4 Какой длины нужно взять никелиновую проволоку площадью поперечного сечения 0,84 мм 2 , чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 литра воды от 20C° до кипения за 10 минут при КПД 80%? (Ответ 72,6 м).

Данная задача решается у доски, идёт обсуждение, запись в тетрадь.

5.Решите задачи. (Для сильных учеников).

1.Сколько метров нихромовой проволоки диаметром d=3,0·10 -4 м нужно включить последовательно с электрической лампочкой мощностью P=40Вт, рассчитанной на напряжение U 1 =120В, чтобы она давала нормальный накал при включении в сеть с напряжением U=220В?

2.Электрочайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через t 1 =15 мин, при включении другой – через t 2 =30 мин. Через сколько времени закипит вода, если включить две обмотки последовательно? параллельно?

3.Мощность источника тока, питающего группу параллельно включенных ламп, равна Р=1,1кВт. Каждая лампа имеет сопротивление R 1 =440Ом и рассчитана на напряжение U=220 В. Сколько ламп включено в цепь?

4.Сколько витков никелевой проволоки диаметром d=0,20 мм необходимо намотать на цилиндр диаметром D=1,5 см, чтобы устроить кипятильник на U=120В, в котором в течении τ=10 мин закипает вода массой m=120г при начальной температуре t 1 =10°С? КПД кипятильника η=60%.

5.В кипятильник емкостью 5 л с КПД 70% вода нагревается от 10 до 100°С за 29 мин. Какой силы ток проходит по обмотке нагревателя, если напряжение равно 220В?

6.Сколько времени будут нагреваться 1,5 л воды от 20 до 100°С в электрическом чайнике мощностью 600Вт, если КПД его 80%?

7.Определите, на какое напряжение рассчитан электрокипятильник, который за 5 мин нагревает 0,2 кг воды от 14°С до кипения, при условии, что по его обмотке протекает ток силой 2А. Потерями энергии пренебречь.

8.Воздух, находящийся в закрытом сосуде вместимостью 1 л при нормальных условиях, нагревается электрическим нагревателем, рассчитанным на ток 0,2А и напряжение 10В. Через сколько времени давление в сосуде повысится до 1МПа? КПД нагревателя 50%.

Ответы к задачам.

19 м. 5. 10 А
45 мин.10 мин. 6. 17,5 мин.
10 7. 120 В.
180 м 8. 3180 мин.

Подведение итогов урока.

Что нового вы узнали на уроке? Как вы понимаете “работа тока”, “мощность тока”?

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

10 класс Презентация по физике на тему "Работа и мощность постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи."

10 класс. Презентация по физике на тему "Работа и мощность постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.".

Урок физики в 10 классе по теме: "Работа и мощность постоянного тока"

Разработка урока физики в 10 классе с использованием ИКТ, интернет-ресурсов и выполнением экспериментального задания.

Работа и мощность постоянного тока.Электродвижущая сила.Закон Ома для полной цепи.

Презентация к уроку Физики 10 класс Мякишев.

Цель образовательная: Сформировать у обучающихся понятия работы и мощности постоянного электрического тока, количества теплоты, выделившееся при прохождении электрического тока через.

План урока физики по теме "Работа и мощность электрического тока" 8 класс

Вспомните, как определяется работа кулоновских сил при перемещении заряда q из точки с потенциалом φ₁ в точку с потенциалом φ₂.

При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу.

Её принято называть работой тока.

Рассмотрим произвольный участок цепи. Это может быть однородный проводник, например нить лампы накаливания, обмотка электродвигателя и др. Пусть за время Δt через поперечное сечение проводника проходит заряд Δq. Электрическое поле совершит при этом работу А = ΔqU (U — напряжение между концами участка проводника).

Так как сила тока то работа тока равна:

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого шёл ток.

Согласно закону сохранения энергии эта работа должна быть равна изменению энергии рассматриваемого участка цепи. Поэтому

энергия, выделяемая на данном участке цепи за время Δt, равна работе тока.

Если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химических действий, то происходит только нагревание проводника, т. е. увеличивается внутренняя энергия проводника. Нагретый проводник отдаёт тепло окружающим телам.

Нагревание проводника происходит следующим образом. Электрическое поле ускоряет электроны. В результате столкновения с ионами кристаллической решётки они передают ионам свою энергию. Энергия беспорядочного движения ионов около положений равновесия возрастает. Это и означает увеличение внутренней энергии. Так как температура — мера кинетической энергии тела, то температура проводника повышается, и он начинает передавать тепло окружающим телам. Спустя некоторое время после замыкания цепи процесс устанавливается, и температура проводника перестаёт изменяться со временем. За счёт работы электрического поля в проводнике непрерывно выделяется энергия. Но его внутренняя энергия остаётся неизменной, так как проводник передаёт окружающим телам количество теплоты, равное работе тока. Таким образом, формула (15.12) для работы тока определяет количество теплоты, передаваемой проводником другим телам.

Если в формуле (15.12) выразить либо напряжение через силу тока, либо силу тока через напряжение с помощью закона Ома для участка цепи, то получим три эквивалентные формулы

Формулой A = I 2 RΔt удобно пользоваться при последовательном соединении проводников, так как сила тока в этом случае одинакова во всех проводниках. При параллельном соединении удобна формула так как напряжение на всех проводниках одинаково.

Закон Джоуля—Ленца.

Закон, определяющий количество теплоты, которую выделяет проводник с током в окружающую среду, был впервые установлен экспериментально английским учёным Д. Джоулем (1818—1889) и русским учёным Э. X. Ленцем (1804— 1865).

Количество теплоты, выделяемой в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику

Q = I 2 RΔt. (15.14)

Мы получили этот закон с помощью рассуждений, основанных на законе сохранения энергии. Формула (15.14) позволяет вычислить количество теплоты, выделяемой на любом участке цепи, содержащем какие угодно проводники.

Мощность тока.

Любой электрический прибор (лампа, электродвигатель и т. д.) рассчитан на потребление определённой энергии в единицу времени. Поэтому наряду с работой тока очень важное значение имеет понятие мощность тока.

Мощность тока равна отношению работы тока ко времени прохождения тока. Согласно этому определению мощность тока

Электрическая мощность, так же как и механическая, выражается в ваттах (Вт).

Это выражение для мощности тока можно переписать в нескольких эквивалентных формах, используя закон Ома для участка цепи:

На большинстве электроприборов указана потребляемая ими мощность, предельное значение силы тока, а также предельное значение напряжения.

В быту для расчётов потребляемой электроэнергии часто используется единица кВт • ч, 1 кВт • ч = 3,6 • 10 6 Дж.

Законы постоянного тока - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика

Читайте также: