ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА ТЕМА УРОКА: «Мощность электрического тока». ЦЕЛИ:

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
ТЕМА УРОКА: «Мощность электрического тока».
ЦЕЛИ:
Образовательные - расширить знания учащихся о работе тока, его действиях, потребителях тока. Сформировать понятие мощности постоянного тока и мощности потребителя.
Развивающие - сформировать навыки использования полученных знаний при решении
задач, показать применение новых знаний на практике.
Воспитательные — продолжить формирование представлений о важности знаний в
жизни человека, воспитание таких нравственных качеств, как способность к взаимопомощи,
чувство ответственности за результат общей работы.
ТИП УРОКА: урок формирования новых знаний и умений.
МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
Оборудование и технические средства обучения: компьютерный класс (12 рабочих мест),
интерактивная доска, презентация учителя, презентации, подготовленные учащимися, подготовленные демонстрационные установки.
ХОД УРОКА
Этапы урока
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Время
1. Организационный Принимает класс. Проверяет
Организуют порядок на ра- 2 мин.
момент
готовность класса к уроку. Запол- бочих местах
няет журнал
2. Мотивация и целеполагание
Подводит учащихся к теме урока, Двое подготовленных учапредлагая пронаблюдать опыты
щихся проводят опыты,
остальные - наблюдают
3. Актуализация
знаний, подготовка к
воспроизведению
новой темы
1. Объявляет тему урока
2. Дает задания учащимся – экспериментаторам, учащимся – теоретикам, каждой из трех групп
учащихся (рядов парт).
3. Направляет деятельность учащихся
4. Проводит самопроверку выполненных учащимися заданий
3 мин.
Экспериментаторы – прово- 15 мин.
дят опыты, записывают в
таблицу показания приборов, теоретики – заносят
данные в таблицу в Excel,
строят графики.
Учащиеся по группам – выполняют задания самостоятельной работы на компьютерах, сохраняют их в папке
обмена.
4. Формирование но- Помогает анализировать теорети- Участвуют в анализе завивых знаний
кам полученные графики зависи- симостей, пишут конспект
мости силы тока от напряжения. урока.
Знакомит учащихся с мощностью
тока и способами ее измерения.
Анализирует графики зависимости мощности и к.п.д. потребителей от напряжения.
13 мин
1
5. Рефлексия
Предлагает прослушать и просмотреть две презентации, подготовленные учащимися, ответить
на вопросы теста.
Проводит самооценку учащимися
ответов.
6. Подведение
1. Объявляет оценки, выставленитогов и задание на ные за урок, оценивает качество
дом
совместной работы
2. Дает задание на дом
Смотрят и слушают презен- 10 мин
тации, отвечают на вопросы
теста, записывают ответы в
тетрадь.
Проводят самооценку ответов.
Записывают задание:
Физика - 8 кл. §51.
Конспект урока, вопросы
после параграфа, упр. 25
№1- 3 – письменно,
№4 – по возможности
2 мин.
КОНСПЕКТ УРОКА
1. Организационный этап – 2 мин.
Готовность к уроку: компьютеры, тетради, письменные принадлежности.
2. Мотивация и целеполагание – 3 мин.
На предыдущем уроке мы рассмотрели самый важный вопрос изучения электрического
тока – его способность совершать работу, превращать энергию, которой он обладает, в другие виды энергии. Этот вопрос имеет широкое практическое применение в нашей жизни.
Сегодня мы познакомимся с конкретным проявлением работоспособности электрического тока в потребителях электроэнергии – технических устройствах, предназначенных для
преобразования энергии тока во внутреннюю энергию, в механическую энергию.
Ученики вашего класса, экспериментаторы (Ф.И. 1 и Ф. И. 2) подготовили опыт с демонстрацией такого преобразования. Демонстрация свечения лампочки в разных режимах и
подъема гири электродвигателем).
Они проведут серию опытов на установках и предоставят нам результаты измерений, а
мы подготовимся к их обработке (Приложение 1).
Экспериментаторы приступают к проведению измерений и заносят результаты в таблицу в своей рабочей тетради и затем – в аналогичную таблицу на интерактивной доске.
Для наших теоретиков – (Ф.И. 3 и Ф.И. 4) – есть другое задание (Приложение 2), результатами которого они поделятся с нами через 15 мин.
Сегодня на уроке мы выясним:
- чем потребители электроэнергии отличаются друг от друга (кроме назначения);
- насколько эффективность работы потребителя зависит от характеристик тока и электрического поля, выполняющих в нем работу, от его собственных характеристик.
3. Актуализация знаний, подготовка к воспроизведению новой темы – 15 мин.
Открывается слайд 1 презентации урока (Приложение 3).
Тема нашего урока: «Мощность электрического тока». Запишите в тетрадях тему урока
и определение величины, предназначенной для точного описания свойств потребителя тока.
Понять ее смысл и назначение вам поможет работа, которую нужно самостоятельно проделать.
Приведите в рабочее состояние компьютеры и скопируйте из папки: /Папка обмена/
Физика, Грачев Н.А./8 класс на рабочий стол задание, предназначенное для Вашей группы
(1, 2 или 3).
Экспериментаторы переносят результаты измерений из тетради в таблицу на доске
(Приложение 1).
В течение 10 мин, пользуясь измерениями, проведенными экспериментаторами, ответьте на вопросы и выполните расчеты – заполните таблицу карточки-задания (Приложение 4) и
сохраните ее в /Папка обмена/Физика, Грачев Н.А./8 класс/… группа.
2
Оставьте полученные ответы для проверки в тетради.
По окончании работы: проверка выполнения задания по таблице (Приложение 5):
5, 6 правильных ответов – «5»,
4 правильных ответа – «4»,
3 правильных ответа – «3».
Поднимите руки, кто выполнил задание на «5»: ___________ человек.
На «4»: _______________________________________________ человек.
Меньше, чем на «4»:____________________________________ человек.
Вы можете оценить успешность выполнения работы. К результатам ее мы еще будем
обращаться.
4. Формирование новых знаний – 13 мин.
Продолжим изучение нового материала (Приложение 6).
1) Мощность электрического тока или мощность потребителя электроэнергии рассчитывается, как и механическая мощность, по формуле: Р 
2
тах» - Вт. Особенности расчета: Атока  IUt  I Rt 
Атока
и измеряется тоже в «Ватt
U 2t
U2
. Отсюда Р  IU  I 2 R 
.
R
R
Р ~ I в проводнике, Р ~ U на нем.
Р ~ I2 в проводнике, Р ~ R проводника (удобно применять при постоянном или одинаковом U). В электрических цепях с какого вида соединением потребителей так бывает?
(Ожидаемый ответ: при параллельном соединении проводников).
1
Р ~ U2 на проводнике, Р ~
проводника (удобно применять при постоянной или одиR
наковой I). В электрических цепях с какого вида соединением потребителей так бывает?
(Ожидаемый ответ: при последовательном соединении проводников).
2) Измерение мощности электрического тока (Приложение 7).
Мощность тока измеряют прибором, объединяющем в себе амперметр и вольтметр –
ваттметр. Он включается в цепь четырьмя клеммами: неподвижная катушка амперметра –
последовательно потребителю, подвижная катушка вольтметра – параллельно ему. Угол поворота стрелки, закрепленной на корпусе катушки вольтметра пропорционален I и U, значит
– пропорционален мощности тока в потребителе.
3) Теоретики закончили обработку результатов измерений средствами Excel и готовы
представить графики зависимостей.
Давайте их обсудим.
(Приложение 8)
а) Вольтамперная характеристика лампочки – не прямая! В соответствии с законом
Ома должна быть прямой. Сопротивление ее меняется по мере нагревания, зависит от температуры прямо пропорционально.
б) Мощность лампочки меняется прямо пропорциональна напряжению, но в соответU2
ствии с формулой Ð 
должна быть квадратичная, параболическая зависимость. Для
R
объяснения лучше воспользоваться формулой Ð  I 2 R  I  ( I  R) . Величины в скобках,
учитывая зависимость сопротивления от температуры, обратно пропорциональны. Поэтому
значение выражения в скобках не меняется с увеличением силы тока.
(Приложение 9)
Выводы из аналогичных зависимостей, полученных для электродвигателя.
Электродвигатель – не простой преобразователь энергии электрического тока во внутреннюю энергию. В нем происходит ее превращение в энергию магнитного поля, в механическую энергию.
Поэтому вольтамперная характеристика не схожа с характеристикой металлического
проводника.
3
Работа тока в электродвигателе не равна механической работе, им совершенной (ПриА
ложение 10): Амех < Атока. Можно говорить о к.п.д. электродвигателя:   м ех 100% и к.п.д.
Атока
Е
любого потребителя электроэнергии:   полезная  100% . Стабильный рост мощности при
Атока
росте напряжения и рост к.п.д. соответствует значениям напряжения горизонтального участка графика зависимости к.п.д. от напряжения – оптимальные значения напряжения для работы электродвигателя.
Есть понятие номинальной мощности потребителя электроэнергии при номинальных значениях напряжения и силы тока.
График зависимости к.п.д. от напряжения показывает, что данный электродвигатель
лучше применять при напряжении … – … В.
5. Рефлексия – 8 мин.
Сейчас давайте попробуем ответить на несколько простых вопросов. Выбранные ответы зафиксируйте в своей тетради.
(Тест по вопросам нового материала) – 5 мин (Приложение 11).
Сравните свои ответы с правильными, оцените сложность изученного на уроке материала (Приложение 12).
Самый трудный вопрос, наверное, второй. Подумайте при выполнении домашнего задания над правильным ответом, попробуйте его объяснить.
Ученики класса (Ф.И. 5, Ф.И. 6) подготовили презентации о мощностях потребителей
электроэнергии, встречающихся в быту и в технике и сейчас нас с ними познакомят (Приложения 13, 14).
(Знакомство с презентациями)
6. Подведение итогов, задание на дом – 4 мин.
Спасибо всем за интенсивную и плодотворную работу. Особенная благодарность и
оценка «5» активистам:
(Ф.И. 1, Ф.И. 2, Ф.И.3 и Ф.И. 4) - за проведение опытов и эффективную обработку результатов измерений;
(Ф.И. 5, Ф.И. 6) – за выполнение презентаций.
На уроке заработали оценки:
_____________________________________________________
_____________________________________________________
Остальные узнают свои оценки на следующем уроке.
Задание на дом будет вполне вам по силам (Приложение 15). Кто чувствует прилив сил,
может сделать задание 4 упражнения.
Как всегда, в папке обмена на школьном сервере и в домашнем задании электронного
журнала можете найти конспект урока (Приложение 16) и задания самостоятельной работы к
уроку (Приложение 17) – тем, кто хочет улучшить свои результаты.
Спасибо за работу на уроке!
4
Приложения
Примечание: приложения к конспекту урока были выполнены уже после проведенного урока, результаты измерений и вычислений реальные.
Приложение 1.
Задание экспериментаторам (Ф.И.1 и Ф.И. 2) на интерактивной доске для занесения результатов измерений.
Приложение 2.
Задание теоретику (Ф.И. 3):
Используя средства Microsoft Office Excel, по результатам измерений, проведенных
экспериментаторами, постройте графики:
1. Вольтамперной характеристики лампочки.
2. Зависимости мощности лампочки от напряжения.
Задание теоретику (Ф.И. 4):
Используя средства Microsoft Office Excel, по результатам измерений, проведенных
экспериментаторами, постройте графики:
1. Вольтамперной характеристики электродвигателя.
2. Зависимости мощности электродвигателя от напряжения.
3. Зависимости КПД электродвигателя от напряжения.
5
Приложение 3.
Слайд 1 презентации урока
Приложение 4.
Задания учащимся в группах.
Группа 1_____________________________________________________________________
Фамилия, имя
На выполнение задания отводится 10 мин!
1. Ответьте на вопрос: «Что характеризует сила тока в проводнике?»
Ответ 1: Сила тока в проводнике характеризует…
2. Ответьте на вопрос: «Что показывает сила тока в проводнике?»
Ответ 2: Сила тока в проводнике показывает…
3. По результатам измерений в демонстрационном опыте определите сопротивление лампочки при напряжении на ней 0,6 В и сопротивление реостата в этот момент.
Ответ 3: Rл = ;
Rр = .
4. Определите сопротивление электродвигателя, как потребителя электроэнергии, при
напряжении на нем __ В.
Ответ 4: Rэдв =
5. Определите работу тока в лампочке и в реостате при заданном в пункте 3 напряжении на
лампочке, совершенную за 3 мин.
Ответ 5: Ал = ; Ар =
6. Определите работу тока в электродвигателе при напряжении на нем __ В, совершенную
за время подъема груза.
Ответ 6: Аэдв =
Запишите Ваши ответы к заданиям себе в тетрадь для проверки и сохраните свою работу в
папке: Папка обмена/Физика, Грачев Н.А./8 класс /1 группа
6
Группа 2_____________________________________________________________________
Фамилия, имя
1. Ответьте на вопрос: «Что характеризует напряжение на проводнике?»
Ответ 1: Напряжение на проводнике характеризует…
2. Ответьте на вопрос: «Что показывает напряжение на проводнике?»
Ответ 2: Напряжение на проводнике показывает…
3. По результатам измерений в демонстрационном опыте определите сопротивление лампочки при напряжении на ней 2,6 В и сопротивление реостата в этот момент.
Ответ 3: Rл = ;
Rр = .
4. Определите сопротивление электродвигателя, как потребителя электроэнергии, при
напряжении на нем __ В.
Ответ 4: Rэдв =
5. Определите работу тока в лампочке и в реостате при заданном в пункте 3 напряжении на
лампочке, совершенную за 3 мин.
Ответ 5: Ал = ; Ар =
6. Определите работу тока в электродвигателе при напряжении на нем __ В, совершенную
за время подъема груза.
Ответ 6: Аэдв =
Запишите Ваши ответы к заданиям себе в тетрадь для проверки и сохраните свою работу в
папке: Папка обмена/Физика, Грачев Н.А./8 класс /2 группа
Группа 3_____________________________________________________________________
Фамилия, имя
1. Ответьте на вопрос: «Что характеризует сопротивление проводника?»
Ответ 1: Сопротивление проводника характеризует…
2. Ответьте на вопрос: «Какой смысл имеет единица сопротивления?»
Ответ 2: Единица сопротивления – 1___ - это…
3. По результатам измерений в демонстрационном опыте определите сопротивление лампочки при напряжении на ней 4 В и сопротивление реостата в этот момент.
Ответ 3: Rл = ;
Rр = .
4. Определите сопротивление электродвигателя, как потребителя электроэнергии, при
напряжении на нем __ В.
Ответ 4: Rэдв =
5. Определите работу тока в лампочке и в реостате при заданном в пункте 3 напряжении на
лампочке, совершенную за 3 мин.
Ответ 5: Ал = ; Ар =
6. Определите работу тока в электродвигателе при напряжении на нем __ В, совершенную
за время подъема груза.
Ответ 6: Аэдв =
Запишите Ваши ответы к заданиям себе в тетрадь для проверки и сохраните свою работу в
папке: Папка обмена/Физика, Грачев Н.А./8 класс /3 группа
7
Приложение 5.
Ответы на задания самостоятельной работы после обработки результатов измерений средствами Excel
Приложение 6.
Слайд 4 презентации урока
8
Приложение 7.
Слайд 5 презентации урока
Приложение 8.
Результаты, представленные теоретиком (Ф.И. 3).
9
Приложение 9.
Результаты, представленные теоретиком (Ф.И. 4).
Приложение 10.
Слайд 6 презентации урока
10
Приложение 11.
Слайд 7 презентации урока
Приложение 12.
Слайд 8 презентации урока
11
Приложение 13.
Презентация, подготовленная учеником (Ф.И. 5).
Я подобрал информацию о самых маломощных потребителях электроэнергии среди
бытовых приборов.
На первом слайде представлен мобильный телефон уже устаревшей модели
SIEMENS А35. Получая энергию от аккумулятора емкостью 0,6 Ампер-часа, он потребляет
мощность 32 миллиВатта.
На втором слайде – современный смартфон Nokia N9. Емкость его аккумулятора в 2
раза больше, 1,45 Ампер-часа и потребление мощности снижено до 21 миллиВатта.
Еще один широко распространенный прибор – плеер, потрбляет мощность
10 миллиВатт от пальчиковой батарейки напряжением 1,5 Вольта.
Очень распространенные в настоящее время источники света, используемые и как
индикаторы, и как осветительные приборы – светодиоды. Потребляемое напряжение –
3,2 Вольта. При этом мощность варьируется от 64 миллиВатт до 2,6 Ватт.
Современная электроника и электротехника развивается с заметным уклоном в сторону уменьшения потребляемой мощности и увеличения эффективности действия приборов.
мобильный телефон SIEMENS А35
Основным источником питания мобильных
телефонов SIEMENS A35/A36/A40 является
никель-металлгидридная аккумуляторная
батарея емкостью 600 мАч.
Максимальный ток, возможный при работе
достигает 10 мА при напряжении 3,2 В.
Максимальная мощность при этом
достигает 32 мВт = 0,032 Вт
смартфон Nokia N9
За питание смартфона отвечает
встроенный неизвлекаемый
перезаряжаемый литиевоионный аккумулятор BV-5JW
емкостью 1450 мАч.
Максимальное напряжение 4,2 В.
Максимальная сила тока –
до 5 мА.
То есть максимальная мощность
достигает 21 мВт = 0,021 Вт.
Карпов Ян, 3 взвод 4курс
цифровой плеер Еxplay L12
Мощность 10 мВт при питании от
«пальчиковой батарейки», одного
гальванического элемента, дающего
напряжение 1,5 В.
Максимальный ток – 6,7 мА = 0,067 А.
светодиоды
Типовые параметры белого светодиода : ток 20 мА,
напряжение 3,2 В.
Его мощность составляет 64 мВт = 0,064 Вт.
Максимальная мощность светодиодов: 3,7 В*0,7А = 2,6 Вт.
Приложение 14
Презентация, подготовленная учеником (Ф.И.6).
В нашем обществе главными потребителями электроэнергии являются производства,
особенно – в добывающей промышленности и металлургии.
На первом слайде представлен гигантский электромотор ВАО2 630 мощностью 1,25
мегаВатта, используемый на горнодобывающих предприятиях.
Электродуговые сталеплавильные печи в металлургических цехах имеют мощность
до 125 МВт.
Еще больше электроэнергии потребляют заводы по производству алюминия. Для
электролиза алюминия из бокситной руды применяют электролизеры, каждый из которых
потребляет мощность до полутора мегаВатт, а их на одном заводе – десятки.
Лидер среди современных потребителей электроэнергии – Большой адронный коллайдер, построенный совместными усилиями нескольких стран в швейцарском городе
Церне и работающий на развитие науки. Его мощность потребления электроэнергии может
достигать 180 мегаВатт.
Современный мир потребляет огромное количество электроэнергии и усилия ученых
12
и инженеров направлены сейчас на создание условий для ее экономии и поиск новых источников энергии.
Мощные
потребители
постоянного тока
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ВАО2 630 1250 КВТ
Электродуговые плавильные печи имеют мощность до 125 МВт.
Напряжение на них подается до 1500 В.
Сила тока в плазменно-дуговых печах достигает 50–100 кА
ВЫПОЛНИЛ СУВОРОВЕЦ 3 ВЗВОДА 4 КУРСА
ВОДНИК КИРИЛЛ
Большой адронный коллайдер
в Церне, Швейцария
Электролизеры алюминиевого производства
рассчитаны на силу тока до 320 кА при напряжении на
ваннах 4-5 В. Мощность, потребляемая одним
электролизером, достигает 1500 кВт.
Во время
работы
коллайдера
расчётное
потребление
энергии
составит
180 МВт
Приложение 15
Слайд 9 презентации урока
13
Приложение 16
Конспект урока в папке обмена и в домашнем задании электронного журнала.
14
Приложение 17
Задания и конспекты в папке обмена на сервере школы.
15