Презентация · для учителей
Презентация «Закон Джоуля — Ленца»
Исследовательский урок: тепловое действие тока, вывод Q=I²Rt, контролируемое сравнение при одинаковых R и t, единицы, применения и электробезопасность.
Почему проводник нагревается электрическим током, как количество теплоты зависит от квадрата силы тока, сопротивления и времени и когда применять Q = I²Rt.
Конспект урока
Тонкая проволока подключена к безопасному низковольтному источнику. Через некоторое время она нагревается. Если увеличить силу тока вдвое, во сколько раз изменится количество теплоты за то же время: в два или в четыре раза?

Это учебная иллюстрация безопасной демонстрации, а не результат измерения. Реальную цепь включает учитель после проверки.
Сначала прогноз. Выбери ответ и объясни его до чтения формулы. В конце урока сравни прогноз с расчётом.
Проходя через металлический проводник, электрический ток может увеличивать его внутреннюю энергию. Проводник нагревается и передаёт энергию окружающим телам. Это тепловое действие электрического тока.
На уровне школьной модели направленное движение зарядов происходит в веществе, частицы которого взаимодействуют и колеблются. Электрическая энергия переходит во внутреннюю энергию проводника. Рисунок помогает представить модель, но не является фотографией частиц.

Из урока о работе тока:
Если на рассматриваемом участке электрическая энергия превращается только во внутреннюю энергию, то количество выделившейся теплоты равно работе электрических сил:
По закону Ома . Подставим это выражение:
Это выражение называют законом Джоуля — Ленца.
Количество теплоты, выделяющееся в проводнике, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.
При одинаковых и :
Если сила тока увеличилась вдвое, то
Значит, теплота увеличивается не в два, а в четыре раза. Именно поэтому чрезмерный ток опасен для проводов и почему цепь должна иметь защиту.
Минуты перед подстановкой переводят в секунды. Например, .
Чтобы проверить влияние силы тока, проводят два последовательных опыта: изменяют только , а сопротивление и время сохраняют одинаковыми. Одинаковыми должны быть также сосуды, масса воды и начальная температура. Вывод опирается на измерения или заданные данные, а не на картинку.

Это иллюстрация компоновки, а не схема соединения и не источник показаний. В кабинете используют только исправное низковольтное оборудование под контролем учителя.
Используй модельные данные:
| Режим | , А | , Ом | , с | , Дж |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||
| 2 |
Через нагревательный элемент сопротивлением проходит ток в течение . Найдём количество теплоты.
Проверка другим маршрутом:
Совпадение результатов подтверждает вычисление, но не заменяет проверку условий применимости.
Используя закон Ома, можно получить ещё две записи:
В нагревательном приборе тепловое действие используют специально. В плавком предохранителе чрезмерный ток быстро нагревает тонкую вставку; она разрывает цепь и помогает предотвратить опасный перегрев проводов.
Объясни с помощью , почему даже сравнительно небольшое увеличение силы тока резко ускоряет нагрев плавкой вставки.

Не исследуй бытовую сеть самостоятельно. Не касайся нагретых элементов, не замыкай выводы источника и не меняй цепь при замкнутом ключе.
| Ошибочное решение | Что проверить |
|---|---|
| Куда исчез квадрат силы тока? | |
| В какой единице подставляют время? | |
| Какая величина найдена и какова её единица? | |
| «При удвоении теплота удвоилась» | Как изменяется ? |
Стартовый прогноз: при одинаковых и удвоение силы тока увеличивает количество теплоты в четыре раза.
Центральное сравнение:
. Изменялась сила тока; сопротивление и время сохранялись одинаковыми.
Диагностика: в первой строке потерян квадрат; во второй ; в третьей единица — джоуль; в четвёртой не учтена квадратичная зависимость.
Материалы урока
Презентация · для учителей
Исследовательский урок: тепловое действие тока, вывод Q=I²Rt, контролируемое сравнение при одинаковых R и t, единицы, применения и электробезопасность.
Методичка · для учителей
Урок открытия знания: тепловое действие тока, вывод Q=I²Rt, безопасное контролируемое сравнение, расчёт, рабочий лист, ключи и адаптация.
Комментарии
Войдите, чтобы оставлять комментарии.
Пока нет комментариев. Будьте первым!