Электр тогының жұмысы мен қуаты. Джоуль-Ленц заңы. Ток көзінің ПӘК-і. Физика, 10 сынып, сабақ жоспары.

Ұзақ мерзімді жоспар бөлімі:

10.3 А Тұрақты ток

Мектеп: Тараз қаласындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі

Күні: 27-30.01.16

Мұғалімнің аты-жөні:

Сынып: 10

Қатысқандар саны:

Қатыспағандар саны:

Сабақ тақырыбы

Электр тогының жұмысы мен қуаты. Джоуль-Ленц заңы. Ток көзінің ПӘК-і.

Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме)

10.4.2.7. Есеп шығаруда жұмыс, қуат және ток көзінің ПӘК-і формулаларын қолдану

Сабақ мақсаттары

Электр тоғының жұмысы мен қуатын түсіну және формуласын қолданып есептер шығара алу;

Өткізгіштен ток өткен кезде бөлінетін жылу мөлшерін есептей алу;

 Тілдік мақсаттар

Пәнге тән лексика мен терминология:

ЭҚК, жұмыс, ток қуаты, түйін, контур, тәуелді емес, теңдеулер, тармақ, кернеу төмендеуі, контурдағы ЭҚК-і .

Өткізгіш ұшындағы жылу мөлшерінің токқа, кедергіге және кернеуге тәуелділігін түсіндіру.

Диалог үшін пайдалы баянды сөйлемдер:

Тоқ күші екі есе артқанда, өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері...

 Құндылықтарды дарыту

Сабақ бойында оқушылардың бір-біріне сыйластық қарым-қатынасы, өзара құрмет, өмір бойы оқуға ұмтылыс

 Пәнаралық байланыстар

Сабақ химия пәнімен тығыз байланысты, себебі сабақ барысында металл құрылымы, металдардың кристалдық торы талқыланады.

 АКТ қолдану дағдылары

Интерактивті тақтаның қажетті мүмкіндіктерін кеңінен пайдалануы, интернет желісінен ақпараттар іздегенде тиімді жолдарды таңдауы.

Бастапқы білім

Бұл тараудың тақырыбы 8 сыныпта кездескен, оқушылар электродинамиканың негізгі түсініктерімен және заңдарымен таныс.

Сабақтыңжоспарланғанкезеңдері

Сабақтағы жоспарланған іс-әрекет

Ресурстар

0-6 мин

Өткізгіш пен мұндағы өтетін токтың шамасын сипаттайтын формулалар.

Кесте толтыру.

Кестедегі ақпараттар формулаларды қорытуға және есептерді шығаруға көмектеседі.

Таратпа материалдар – кестедегі бос орындарды толтыру

Презентацияда

6-12 мин

Жаңа тақырып талқылау.

Ендеше, біз электр өрісі күш сызықтарындағы зарядталған бөлшекті тасымалдай алатынын, яғни ол (өріс) жұмыс жасай алатынын еске түсірдік. Бұл ток жұмысы түсінігін құрайды.

Ток жұмысы - электр өткізгіштің зарядталған бөлшектерінің қозғалысы бойынша электр өрісінің жұмысы.

Ток жұмысын қалай есептеуге болады?

Электр өрісіндегі q зарядтың орын ауыстыруының жұмысын, потенциалдар айырымын ток күшінің анықтамасынан табу қажет:

Тізбек бөлігіндегі ток жұмысы ток күші, кернеу және жұмыс жасалған уақыттың көбейтіндісіне тең.

Электр тогы өткізгішті қыздырады. Неліктен? (слайд №3)

Электр өрісі еркін электрондарда күшпен әсер етеді,олар реттелген түрде қозғала бастайды, бір мезгілде кристалдық тор иондарының соқтығысу аралықтарында жылдамдығын арттыра отырып, хаостық қозғалыс жасайды. Электр өрісінің әсерінен бағытталған қозғалыстан пайда болған энергия өткізгіш кристалдыық тогын қыздыруға жұмсалады, себебі иондардың өзге электрондармен соқтығысуы тербеліс амплитудасын, сәйкесінше, өткізгіш температурасын арттырады.

Тәжірибелер жылжымайтын метал өткізгіштердердегі ток жұмысы ішкі энергияны арттыруға жұмсалатынын дәлелдеді. Қыздырылған өткізгіш алынған энергияны өзге денелерге береді. Демек, ток өтетін өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток жұмысына тең. Біз ток жұмысын мына формуламен есептейтінін білеміз: А=U·I·t. Жылу мөлшерін Q әрпімен белгілейік. Жоғарыда айтылғанға орай Q = A, немесе Q = U·I·t. ом заңын қолдана отырып, өткізгіштегі токта бөлінетін жылу мөлшерін ток күші, тізбек бөлігіндегі кедергі мен уақыт арқылы өрнектеуге болады. U=IR формуласы арқылы Q=I·R·I·t формуласын аламыз.

Ток бар өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток күшінің квадраты, өткізгіш кедергісі мен уақыт көбейтіндісіне тең. Жоғарыда айтылған қорытынды Джоуль-Ленц заңы деп аталады. Маңызды! Джоуль-Ленц заңы тізбектің кез-келген бөлігіндегі жылу мөлшерін есептеуге көмектеседі.

Ток жұмысынан өзге қуатын Р- белгілі бір уақыт аралығында жасалған жұмысын есептей білу керек.

• Негізгі түсініктермен презентация.

Қосымша 1

20-22 мин

Жаңа тақырыпты бекіту үшін оқушылар мәтіндегі қателерді тауып, оларды түзейді.

LearningApps.org

22-27 мин

Жұптық жұмыс: Сапалық сұрақтар мен тапсырмалар:

• Нихром өткізгішті дәл осындай өлшемді тұрақты өткізгішпен алмастырды. Осы кезде тақтайшаның қуаты қалай өзгерді? (Тақтайшаның қуаты артты)

• Ұзақ уақыт жұмыс атқарған шамның қуаты қалай өзгереді? (Шам қуаты азаяды, себебі жұмыс барысында вольфрам сымдары қызады, ауданының қимасы азаяды, кедергі артады.)

• Тұрақты кернеуге жалғанған өткізгіште жылу мөлшері ұзындығын екі есе кеміткенде, ұзындығын төрт есе арттырғанда қалай өзгереді? (Жылу мөлшері екі есе артады. Өткізгіш ұзындығын төрт есе арттырғанда жылу мөлшіре төрт есе азаяды.)

• Электр тогының жұмысы өткізгішті ,қимасының ауданы екі есе үлкен сымға алмастырғанда қалай өзгереді? (Электр тогының жұмысы екі есе артады)

• Екі шамды алдымен тізбектей кейін параллель жалғады. Егер шамдар 200 В кернеуге жалғанған болса, қай кезде қуат көбірек бөлінеді?( Тізбектей жалғағанда жалпы кедергі 2R, ал параллель жалғанғанда жалпы кедергі R/2. Демек, параллель жалғағанда қуат тізбектей жалғағанға қарағанда төрт есе көбірек.)

• Екі шамды алдымен тізбектей кейін параллель жалғады. Егер шамдарды 200 мА ток күшіне жалғағанда қай кезде қуат көбірек болады? (Тізбектей жалғағанда жалпы кедергі 2R, ал параллель жалғанғанда жалпы кедергі R/2. Демек, параллель жалғағанда қуат тізбектей жалғағанға қарағанда төрт есе аз.)

Қосымша 2

Альтарнативті вариант.

27-38 мин

 Есептерді шығару

 Топтық жұмыс: Техникалық мазмұнды тапсырмалар

• Созылмалы сақтандырғыш 10А ток күшіне есептелген. Оны 220 В кернеуге тұтынушының қуаты 10 кВ-қа жалғауға болады ма? Жоқ, құрылғыдағы ток күші оның қабылдайтын мәнінен 4,5 есе үлкен.
• Троллейбустың электрқозғалтқышы 200 А токпен 600В кернеуді тұтынады. Электрқозғалтқыш қуатын анықтандар. 2 сағатта қанша жұмыс жасайды? ? (120 кВт, 864 МДж.)
• 2 литрлық электр шәйнекте 1 к Вт қуатпен 20 мин су қайнайды,ал 3 кВт қуатты шәйнекте бұл 5 мин алады неге аз қуатты құрылғыларды қолдану тиімсіз? Қайнау уақыты артқандықтан конвекция, жылуөткізгіштік және сәулелену есебінен шығыны артады.
• Кедергісі 10 Ом электр пеште 10кг болат детальдарын қыздырып жатыр. Егер пешті 220 В кернеуге жалғасақ, оның ПӘК-і 30 % болса детальдар 20 мин қандай температураға дейін қызады (мұздың қалыпты еру температурасы алынған)? (350 °С.)

Әдебиет ұнатушыларға арналған тапсырмалар:

«Бөлмеде терезе жоқ еді және ол тек төбеде жоғары көтерілген бір электр шаммен жарықтандырылды. Шам түтіккен және жарқыраған еді ... »( Носов Н.Н., Незнайка на Луне).

Қай шам жарығырақ жанады: Бірдей кернеудегі қуаты 40 Вт, әлде 100 Вт па? (Қуаты 100Вт шам жарығырақ жанады. Алайда егер осы шамдар 200 В кернеуге есептелген болса, ал сіз оны 4 В ток көзіне жалғасаңыз бұл шамдар жанбайды.)

Жеке тапсырмалар:

Электр тогының қуатын анықтандар, егер тізбектегі ток күші 200мА болса. (0,6 Вт.)

• 100 м және ұзындығы 2 мм2 никель сым кернеуі 200 В болатын тізбекке қосылады. 5 минут ішінде электр тоғының энергиясын анықтаңыз. (600 кДж).

• Егер тізбектегі кернеу 60 В болса, 10 минутта электр тогы қанша жұмыс жасайды? . (144 кДж.)
• Тізбектегі сымның ток күші 300 м А,кернеу 6 В. Қимасының ауданы 3 мм2 константаннан жасалған өткізгіштің ұзындығын табындар. (120 м.)

Есептері бар карточкалар

Қосымша 3

Альтарнативті вариант.

Қосымша 4

Альтарнативті вариант.

38-40 мин

Үй тапсырмасы. Оқушылар үйдегі тұтынатын энергияны есептейтін есеп шығарады.

Сабақ соңында оқушылар рефлексия жүргізеді:

- нені білдім, нені үйрендім

- нені толық түсінбедім

- немен жұмысты жалғастыру қажет.

Денсаулық және техникалық қауіпсіздікті сақтау

Барлық оқушылар :

Токтың жұмысы мен қуатын есептей алуды біледі

Оқушылардың көпшілігі:

Резисторда бөлінетін жылу мөлшерінің неге байланысты екенін біледі

Кейбір оқушылар:

Аралас байланысқан жеке тізбек элементтеріндегі токтың жұмысы мен қуатын есептейді.