Урок «Мощность электрического тока. Тепловая мощность, выделяемая на резисторе»

Тема урока: Мощность электрического тока. Тепловая мощность, выделяемая на резисторе

Тип урока: Урок изучения нового материала

Цель: Сформировать представление о физической величине «мощность электрического тока» и научить применять формулы для расчёта электрической и тепловой мощности в цепях с резисторами.

Задачи

Образовательные:

– Ввести понятие мощности тока;
– Ознакомить с формулами:
  P = IU, P = I²R, P = U²/R;
– Развить навык применения формул для решения задач.

Развивающие:

– Формировать умение анализировать физические процессы;
– Развивать логическое мышление при выводе формул.

Воспитательные:

– Воспитывать аккуратность в вычислениях;
– Формировать уважение к законам природы и практическому применению физики.

Оборудование

– Презентация (слайдами или проектором);
– Таблица «Формулы для расчета мощности»;
– Демонстрационный резистор, амперметр, вольтметр, источник тока (при наличии);
– Рабочие тетради;
– Карточки с заданиями.

Ход урока

1. Организационный момент (2 минуты)

Слова учителя:

– Здравствуйте. Проверьте, всё ли у вас готово к уроку.
– Сегодня мы продолжаем изучать электрические цепи и узнаем, как оценивать работу тока с точки зрения скорости потребления энергии — а именно, мощность.

2. Актуализация знаний (5 минут)

Беседа с классом:

Учитель:

– Что мы называем работой электрического тока?
– Какая формула для расчёта этой работы?
– В каких единицах измеряется работа? (Ответы: A = UIt, джоуль)

– Сегодня мы разберёмся, что такое мощность тока — величина, показывающая, с какой скоростью совершается работа.

3. Изучение нового материала (15 минут)

Понятие мощности электрического тока

Учитель:

– Вспомним: в механике мощность — это работа, делённая на время:
  P = A / t

– А теперь подставим в эту формулу выражение для работы тока:
  A = UIt, тогда
  P = UIt / t = UI

– Значит, мощность электрического тока:
  P = IU

Запись на доске и в тетрадях.

Единицы измерения

Учитель:

– P измеряется в ваттах (Вт), 1 Вт = 1 В·А.
– Примеры: лампочка на 60 Вт — значит, за 1 секунду она потребляет 60 Дж энергии.

Вывод дополнительных формул

Учитель:

– Вспомним закон Ома:
  U = IR
– Подставим в формулу мощности:
  P = IU = I(IR) = I²R
  или
  P = IU = (U/R)·U = U²/R

– Получаем:
  P = IU = I²R = U²/R

Учитель подчёркивает: в задачах выбор формулы зависит от известных величин.

Тепловая мощность

– Все резисторы в цепи нагреваются. Почему?
– Из-за того, что на них выделяется тепловая энергия.
– Эта энергия выделяется с той же скоростью, с какой совершается работа. Значит:
  Pтепл = I²R — это формула и описывает тепловую мощность на резисторе.

– Тепловая мощность — часть полной электрической мощности, которая превращается в тепло.

4. Первичное закрепление (10 минут)

Задание 1 (работа у доски и в тетрадях)

Пример 1:
Найти мощность тока, если I = 2 А, U = 12 В.
P = IU = 2·12 = 24 Вт

Пример 2:
Найти тепловую мощность на резисторе R = 3 Ом, I = 4 А.
P = I²R = 4²·3 = 48 Вт

Учитель:

– Подумайте: при одном и том же сопротивлении, что сильнее влияет на тепловую мощность — напряжение или сила тока?
– Почему лампочки перегорают чаще всего в момент включения?

5. Физкультминутка (2 минуты)

– Встали.

Поднимаем руки — энергия пошла!
Опустили — экономим мощность.
Вперёд шаг — работа совершается.
Назад шаг — ток уменьшился!
– Сели, продолжаем работу.

6. Закрепление (устно и письменно, 8 минут)

Задача 1

На резисторе сопротивлением 10 Ом течёт ток 3 А.
Вычислить:
а) мощность,
б) тепловую мощность,
в) выделяющееся тепло за 2 минуты.

Решение:
а) P = I²R = 9·10 = 90 Вт
б) Pтепл = 90 Вт
в) Q = Pt = 90·120 = 10800 Дж

Задача 2 (по выбору учащихся)

Включён чайник мощностью 1500 Вт на 220 В. Найти силу тока.

P = IU → I = P / U = 1500 / 220 ≈ 6.82 А

7. Рефлексия (2–3 минуты)

Учитель:

– С какими формулами мы сегодня познакомились?
– Что такое мощность?
– Как она связана с работой?
– Какая формула подойдёт, если известны только сила тока и сопротивление?

8. Домашнее задание

Базовое:
– Учебник: параграф о мощности тока
– Задания №… (учебник, конкретные номера)
– Составить 2 задачи с использованием формул мощности и решить их

Дополнительно (по желанию):
– Найти на бытовых приборах информацию о потребляемой мощности и записать 3 примера с расчётом тока, если известна мощность и напряжение.