3.4 Работа и мощность электрического тока

1.

Учебная дисциплина ОУП.11 Физика
Тема: 3.4 Работа и мощность электрического тока
Специальность: 34.02.01 Сестринское дело
Преподаватель: Зенкина О.Н.

2.

Тема
Цель
изучения
Задачи
Объекты оценивания
Кол-во
ак.
часов
Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика
3.4 Работа и
мощность
электрического
тока
Создать условия 1. Изучить:
Аргументированные ответы на
для личностной
а) понятия: работа
вопросы преподавателя
самореализации
электрического тока;
Аргументированные
ответы
каждого
мощность электрического
на вопросы преподавателя в
обучающегося в
тока; количество теплоты,
ходе дискуссии
процессе
выделяемое в проводнике
актуализации
при прохождении тока;
ранее изученного
б) формулы для расчёта
материала
и
работы тока, мощности тока,
освоения новой
количества теплоты в цепи;
темы,
в) формулировку закона
способствовать
Джоуля-Ленца.
развитию
личностных,
Аргументированные
ответы
2.Ознакомиться с:
учебнопознавательных, а) методами решения задач на на вопросы преподавателя в
ходе дискуссии
коммуникативных работу электрического тока;
мощность электрического тока;
компетенций.
количество теплоты,
выделяемое в проводнике с
током
3. Сформировать навыки
решения задач по теме:
«Работа и мощность
электрического тока»
Решение расчетных задач
Решение тестовых заданий
2 ак.
часа

3.

План занятия
№
Этап занятия / содержание занятия
Время * (указываем
время исходя из
содержания занятия)
1.
Организационный момент
3-5 минут
2.
Целеполагание
3-5 минут
3.
Актуализация опорных знаний (входной
контроль, проверка домашнего задания)
10 минут
4.
Мотивация учебной деятельности
5 минут
5.
Изучение нового материала
30- 40 минут
6.
Обобщение и систематизация
знаний/Освоение и закрепление
практических умений).
15-20 минут
7.
Подведение итогов занятия
5 минут
8.
Рефлексия.
5 минут
9
Домашнее задание (решение теста)
15 минут

4.

Содержание темы
№
Содержание темы
1.
Работа электрического тока
2.
Закон Джоуля-Ленца
3.
Мощность электрического тока

5.

1. Работа электрического тока
При упорядоченном движении заряженных
частиц в проводнике электрическое поле
совершает работу.
Вопросы к аудитории:
1) Как определялась работа кулоновских сил при 1
перемещении заряда q из точки с потенциалом
в точку с потенциалом 2 ?
2) Какое действие может оказывать протекающий
по цепи электрический ток?
Во всех действиях электрического тока силы,
перемещающие заряды совершают работу,
называемую работой тока.
Рассмотрим произвольный участок цепи.
Это может быть однородный проводник, например
нить лампы накаливания, обмотка
электродвигателя и др.

6.

Пусть за время t через поперечное сечение
проводника проходит заряд q . Электрическое поле
при этом совершает работу A q U , где U –
напряжение между концами проводника.
Т.к. сила тока
q
I
A q U I U t
t
(1)
Работа 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 t ,
равна работе тока.

7.

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 около положений
равновесия возрастает. Это и означает, что внутренняя
энергия растёт.
Т.к. температура – мера кинетической энергии
тела, то температура проводника повышается и он
начинает передавать тепло окружающим его телам.

8.

Спустя некоторое время после замыкания цепи
процесс устанавливается и температура проводника
перестаёт меняться со временем. За счёт работы
электрического поля в проводнике непрерывно
выделяется энергия. Но его внутренняя энергия
остаётся неизменной, т.к. проводник передаёт
окружающим телам количество теплоты, равное
работе тока. Таким образом формула A I U t для
работы тока определяет количество теплоты,
передаваемой проводником другим телам.
Если в формуле (1) выразить напряжение как U I R
U
или ток, как I R , то получим формулу для работы A:
2
U
A U I t I R t
t
R
2
(2)

9.

2. Закон Джоуля-Ленца
Закон, определяющий количество теплоты, которое
выделяет проводник с током в окружающую среду,
был впервые установлен экспериментально
английским учёным Джеймсом Джоулем (1818-1889) и
русским учёным Эмилием 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 R t
2
где I сила тока А
(3)
R сопротивление проводника Ом
t время протекания тока по проводнику с

10.

Формула (3) позволяет вычислить количество
теплоты, выделяемой в проводнике с током на любом
участке цепи, содержащей какие угодно проводники.
3. Мощность тока
Любой электрический прибор 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 A
ко времени t прохождения тока по проводнику:
A
P
t
(4)
СИ : P 1 Вт

11.

Это выражение можно переписать в нескольких
эквивалентных формулах, используя закон Ома для
участка цепи:
2
U
P U I I R
R
2
(5)
На большинстве электроприборов указана
потребляемая ими мощность, предельное значение
силы тока, а также предельное значение
напряжения.
В быту для расчётов потребляемой
электроэнергии часто используют единицу кВт ч:
1 кВт ч 3,6 10 Дж
6

12.

Вопросы для повторения:
1) Что называют работой тока?
2) Чем отличается понятие работы тока
в электростатике от работы в механике?
3) Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.
4) Что такое мощность тока? В каких единицах она
выражается?
5) Можно ли увеличить мощность электроприбора,
подавая на него бОльшие напряжения?
6) Какие преобразования энергии происходят
в проводнике, когда по нему течёт ток?

13.

Примеры задач, учебник Мякишев Г.Я., Физика-10
Библиотека МЭШ: https://uchebnik.mos.ru/material/book23735?menuReferrer=catalogue
§104 Работа и мощность тока

14.

15.

16.

17.

18.

6.
7.
8.

19.

9.
10.

20.

11.

21.

Подведение итогов учебного занятия
Вопросы для рефлексии:
1. Как Вы можете оценить свою работу на учебном занятии?
2. Что нового Вы узнали на учебном занятии? Изменилось ли что-то в
Вашем понимании темы?
3. Какие разделы изученной темы требуют дополнительного
разъяснения? Сформулируйте вопрос, направленный на углубление
Вашего понимания материала.
4. Каким образом учебное занятие повлияло на Вашу мотивацию к
дальнейшему изучению данной дополнительной программы? Какие
новые образовательные задачи Вы определили для себя?
21

22.

Домашнее
литература
задание
и
рекомендуемая
1. Федорова В.Н. Физика: учебник для студентов учреждений сред.
проф. образования / В.Н.Федорова, Е.В. Фаустов. – М: ГЭОТАРМедиа, 2015:
С.236-237, §8.3: прочитать, выучить основные определения и
формулы
2. Библиотека МЭШ: Мякишев Г.Я., Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский
Физика-10, с.362-364: §110: прочитать, выучить основные
определения
и
формулы:
Ссылка на учебник Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика 10
из Библиотеки МЭШ : https://uchebnik.mos.ru/material/book23735?menuReferrer=catalogue
2. Перейти по ссылке, решить тест:
22

23.

Учебная дисциплина ОУП.11 Физика
Тема: 3.4 Работа и мощность тока
Специальность: 34.02.01 Сестринское дело
Преподаватель: Зенкина О.Н.