Робота і потужність електричного струму. 8-й клас

Під час вивчення механічних і теплових явищ, а також на початку вивчення електричних явищ, неодноразово використовують термін «робота». І, як ми знаємо, робота у фізиці — це не характеристика самого тіла, а властивість сил діяти, унаслідок якої самим тілом або над тілом може виконуватись робота. А важливою характеристикою кожного електричного приладу є енергія, яку він споживає за одиницю часу — потужність.

Мета:

• сприяти формуванню в учнів навчально-пізнавальної компетенції: знання характеристик, формул, способів вимірювання роботи й потужності електричного струму;
• коригувати і вдосконалювати вміння використовувати формули для визначення роботи й потужності електричного струму під час розв’язування задач;
• розвивати в учнів комунікативну компетенцію: уміння працювати в групах, формулювати й аргументувати власні думки; уміння користуватися отриманими знаннями;
• виховувати інтерес до вивчення фізики, самостійність, наполегливість, уважність.

Обладнання: мультимедійний проектор, ноутбуки, індивідуальні залікові картки, картки із схематичним зображенням елекртичних приладів, амперметр, вольтметр, ключ, резистор, акумулятор, лампочка, лічильник електроенергії.

Перебіг уроку

І. Організаціний етап

(Організація учнів класу до уроку.)

Учитель. А тепер тихенько сіли

І розмови припинили,

Настрій та пам’ять із собою взяли

І урок розпочали.

Загальнокорекційний етап

Вправа «Тренуємо пам’ять»

Діти зачитують слова, записані на дошці: компас, школа, сонце, телевізор, урок, учитель, фізика, оцінка.

Завдання

Запам’ятати слова в такій послідовності, як вони записані.

(Учитель радить використати ейдетику: «оживити» слова, склавши про них якусь фантастичну історію. Учитель перевіряє, як учні їх запам’ятали. Охочі розповідають фантастичні історії, складені з цими словами.)

ІІ. Корекція знань і вмінь

Учитель повідомляє про самооцінювання під час виконання завдань і роздає залікові аркуші, на яких записано форми роботи на уроці:

• перевірка домашнього завдання;
• «фізичний аукціон»;
• «абетка електротехніка»;
•  «реклама»;
•  робота біля дошки;
• тест-контроль.

Актуалізація опорних знань

• Яку тему ми вивчаємо?
•  Із якими фізичними величинами ознайомилися? (Сила струму, напруга, опір.)

Перевірка домашнього завдання

(Учитель перевіряє розв’язки домашніх задач, запитує про можливі труднощі, що виникли під час їх нього розв’язування.)

Група І — задача 6, с. 85 (відповідь: напруга на полюсах джерела — 0,16 В).

Група ІІ — задача 3, с. 84 (відповідь: сила струму в колі — 1 А).

Опрацювати § 14 («Паралельне з’єднання провідників»), повторити § 9—11 («Сила струму. Одиниця сили струму. Амперметр», «Електрична напруга», «Електричний опір»).

Учитель звертає увагу учнів на те, що електричне коло в освітленні класу містить декілька ламп і просить пояснити, чому вихід із ладу однієї лампи майже не впливає на роботу решти (на практиці до електричного кола часто доводиться приєднувати кілька споживачів, як це зроблено в класній кімнаті, тобто споживачі з’єднані паралельно).

Вправа «Фізичний аукціон»

(У грі беруть участь усі учні. Учитель виставляє лот, починаються торги.)

Лот 1: напруга.

Лот 2: сила струму.

Лот 3: опір.

Завдання

Якомога більше повідомити про свій лот. Учень, який останнім надасть інформацію про лот, отримує 2 бали, усі учасники торгів — 1 бал.  (Учні виставляють бали в залікові аркуші.)

Вправа «Абетка електротехніка»

Учитель показує прилад, а учні на картці — його схематичне позначення (електрична лампочка, ключ, акумулятор, резистор, амперметр, вольтметр).(Учні виставляють бали в залікові аркуші.)

Вправа «Реклама» (робота в групах)

Учитель. Уявіть, що ви — співробітники рекламного агентства і вам замовили створити рекламу:

групі І — амперметра;

групі ІІ — вольтметра.

(Учні працюють у групах і через кілька хвилин представники з кожної групи представляють свої реклами.)

Приклад реклами амперметра:

Ми вас усіх вітаємо,

Амперметр представляємо.

Універсальну річ вам пропонуємо,

Амперметр ось такий рекламуємо.

Цим амперметром ви завжди можете виміряти силу струму від 0 А до … А.

Ціна поділки амперметра — … А.

На електричних схемах амперметр позначають ось так: (показує на картці).

Амперметр наш — чародій, лише користуватись ним умій!

Пам’ятайте, що амперметр завжди вмикається послідовно з тим провідником, у якому необхідно виміряти силу струму.

Амперметр наш — шик! Амперметр наш — клас!

Тож придбайте його в нас!

Приклад реклами вольтметра

Вольтметр — річ універсальна,

Потрібен всім буває він.

Ну як без нього ви впізнаєте

Напругу в домі своїм?

Нашим вольтметром можна виміряти напругу від 0 В до … В.

Ціна поділки вольтметра — … В.

Якщо ви побачите (показує схематичне зображення вольтметра), знайте, це вольтметр.

І пам’ятайте, що вольтметр приєднують паралельно до тієї ділянки кола, на якій необхідно виміряти напругу.

То що ж: вольтметрам всім хвала,

Щоб кожен із вас вольтметр мав!

Напругу вміло визначайте,

Вольтметр у кожнім домі майте!

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

(Учитель пропонує розглянути прилади на столі та звертає увагу учнів на електролічильник.)

Запитання

• Чи бачили ви електролічильник?
• Чи доводилося вам знімати покази електролічильника?
• Яку фізичну величину, на вашу думку, вимірює цей прилад?

(Вислухавши припущення учнів, учитель повідомляє, що відповідь на останнє запитання учні отримають під час вивчення матеріалу уроку.)

ІV. Оголошення теми й мети уроку. Вивчення нового матеріалу

Учитель. Мірою перетворення енергії одного виду на інший є робота.

В електричному колі мірою перетворення електричної енергії на інші види енергії є робота електричного струму.

Із формули напруги визначаємо роботу:

А = Uq,

оскільки

q = It,

то маємо формулу для обчислення роботи електричного струму на даній ділянці кола:

A = UІt. (1)

(Учні записують формулу в таблицю фізичних величин і зошити.)

Робота вимірюється в джоулях:

[А] = 1 Дж.

Із формули для розрахунку роботи електричного струму випливає:

1 Дж = 1 В · А · с.

(Учні записують у таблицю фізичних величин і зошити.)

Отже, щоб визначити роботу, яку виконує струм у певному споживачі, достатньо виміряти силу струму в споживачі, напругу на ньому та час проходження струму. Це непряме вимірювання.

Але існує прилад для прямого вимірювання роботи електричного струму — лічильник електричної енергії. Лічильники встановлюють скрізь (у квартирах, будинках, офісах, навчальних і виробничих установах).

(Учитель ознайомлює учнів із актуальним тарифом сплати за електроенергію в Україні.)

Потужність електричного струму — фізична величина, що характеризує швидкість виконання роботи:

P = I · U, (2)

A = P · t. (3)

(Учні записують формули в таблицю фізичних величин і зошити.)

В електротехніці використовують позасистемну одиницю роботи струму — кіловат-годину (кВт·год):

1 кВт·год = 3,6 · 10⁶ Дж.

Одиницею потужності в СІ є ват:

[Р] = 1 Вт.

Розрізняють фактичну та номінальну потужності електричного струму.

Вимірювання ватметром потужності в споживачі — визначення його фактичної потужності.

Потужність, зазначена в паспорті електричного приладу або на приладі, — номінальна потужність.

Значення фактичної та номінальної потужностей споживача можуть відрізнятися.

У житлових будинках сила струму в проводці не повинна перевищувати 10 А. Тому максимально допустима потужність електричних приладів, які можна ввімкнути в мережу:

Р = 10 А · 220 В = 2200 Вт = 2,2 кВт.

Фізкультхвилинка

Що, стомилися? Тож хвилинку відведем для відпочинку (учні встають).

Широко руки фізика простягає (руки в боки),

В усі галузі життя заглядає (колові рухи руками):

У медицину — раз (присіли),

У побут — два (присіли),

У господарство — три (присіли).

Вправи знову почали.

Будівельник, енергетик, металург (почергове відведення прямих рук назад) —

Усі без неї, як без рук (руки в боки).

Уперед крокує наука ця (крокування на місці),

Їй не бачити кінця (крокування на місці).

Продовжимо ми працювати,

Щоб науку цю вивчати (сідають).

V. Закріплення вивченого. Розв’язування задач

Робота біля дошки

(Двоє учнів розв’язують задачі біля дошки (за потреби допомагає вчитель), решта учнів класу — самостійно у зошитах і потім перевіряють.)

 Задача 1

Скільки енергії споживає електричний чайник за 5 хв, якщо сила струму в ньому 1,5 А? Чайник підключено до мережі напругою 220 В.

Задача 2

На цоколі лампи розжарення написано «48 В, 96 Вт». Яка сила струму повинна протікати через нитку розжарення лампи, щоб вона працювала за номінальної потужності?

Діагностика рівня засвоєння отриманих на уроці знань і вмінь

Тест-контроль (додаток )

(Учні працюють за ноутбуками.)

Відповіді

Варіант 1 — 1 — г; 2 — а; 3 — б; 4 — г; 5 — в; 6 — в.

Варіант 2 — 1 — г; 2 — б; 3 — г; 4 — в; 5 — в; 6 — а.

VІ. Завершальна частина. Підбиття підсумків уроку

Вправа «Журналіст»

Учитель. Складіть коротку замітку в газету про сьогоднішній урок.

(Учні по черзі роблять висновки про те, чого вони навчилися на уроці, яких результатів і успіхів досягли.)

VІІ. Оцінювання

(Учні підраховують бали в залікових аркушах.)

VІІІ. Домашнє завдання

Група 1 — § 15, с. 87—91, вправа 15 (3) на с. 92.

Група 2 — § 15, с. 91, вправа 15 (2).

Скарбниця цікавих фактів

• 1 кВт год дає змогу видобути:
• 40 кг вугілля;
• 33 кг нафти;
• 15 кг залізної руди;
• випекти 120 кг хліба.

Потужності деяких електричних пристроїв, Вт ( Таблиця)

Учитель. Відгадайте пісню, у якій описано універсальне джерело енергії, що можна отримати змінивши вираз обличчя людини.

 (Лунає пісня «Від усмішки…»)

Подаруймо одне одному усмішку та йдемо відпочивати на перерву.

Використані джерела

• Басок А. Конструктор уроків: фізика, біологія / А.Басок, О. Кулініч — К.: Шк. світ, 2012.
• Біла Д.Д. Інтерактивні уроки фізики / Д.Біла. Х.: Основа, 2015.
• Інтерактивні методи на уроках фізики: (пос./упоряд.:
  Л. Хольвінська, С. Філоненко).  К.: Шк. світ, 2008.
• Інтерактивні технології навчання (пос./Авт.-упоряд.:
  І. І. Дівакова).  Тернопіль: Мандрівець, 2007.
• Тимочків М. І. Дидактична гра на уроках фізики у 7-9 класах / М.І.Тимочків, О. Я. М’ялковська . Тернопіль:
  Навчальна книга. Богдан, 2007.
•  Божинова Ф. Я. Фізика. 9 клас: Підручник для загальноосвіт. навч. Закладів / Ф. Я. Божинова, М. М. Кірюхін,
  О. О.Кірюхіна. Х.: «Ранок», 2009.
• Робота і потужність електричного струму // Народна освіта. URL: http://narodna-osvita.com.ua/3598–33-robota-potuzhnst-elektrichnogo-strumu.html.

Світлана Онисковець, учителька фізики

Чудельської спеціальної ЗОШ — інтернату № 1,

Сарненський р-н, Рівненська обл.

газета “Фізика”, №3 березень 2018