Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля- Ленца

Цели урока: объяснить явление нагревания проводников электрическим током; установить зависимость выделяющейся при этом тепловой энергии от параметров электрической цепи; сформулировать закон Джоуля – Ленца; формировать умение применять этот закон для решения качественных и количественных задач.

Что такое электрический ток в металлах? Что такое сила тока? Что такое электрическое напряжение? Что такое электрическое сопротивление? От каких величин оно зависит? Сформулировать закон Ома для участка цепи Чему равна работа электрического тока на участке цепи?

Задание для группы- теоретиков Теоретически вывести закон Джоуля-Ленца, используя формулу A=Q.

Задание для группы- практиков: Приборы: источник тока, резисторы, соединительные провода, реостат, вольтметр, амперметр. Задание:1) Собрать цепь, снять показания на амперметре, вольтметре, рассчитать Q = UIt (t=10c) 2) R увеличить, снять показания амперметра, вольтметра, рассчитать Q = UIt (t=10c). 3) Сделать вывод.

Задание для группы исследователей Приборы: источник тока, ключ, амперметр, проводники с различными удельными сопротивлениями (медная, никелиновая, стальная) Задание: 1) Собрать электрическую цепь с последовательно соединенными проводниками (l, S проводников одинаково) 2) Используя Q=I 2 Rt и R=(рl)/S выяснить степень нагретости проводников. 3) Сделать вывод.

Общие выводы: Q=I2Rt Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени. Нагревание проводников зависит от их сопротивления. Чем больше сопротивление проводников, тем больше он нагревается.

К этому же выводу пришли, независимо друг от друга, анг. учен. Джеймс Джоуль и русский ученый Эмиль Христианович Ленц. Поэтому закон называется Закон Джоуля – Ленца.

Задача Определите количество теплоты выделяемое проводником, сопротивление которого 20 Ом, в течении 3 мин. Сила тока в проводнике 5А.

Задача Дано: СИ Решение R= 20 Ом Q=I 2 Rt t= 3 мин 180с Q= 52 A*20 Ом*180с = 90000Дж = I= 5 A = 90 кДж Q-? Ответ: 90 кДж