Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №18/2007
Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля–Ленца

                                                            В.В. ТАЛЫШЕВ,
школа № 1360, г. Москва

Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля–Ленца

Модульная технология. 8-й класс

В настоящее время очень много говорят о том, что наша система образования не отвечает современным требованиям. Подготовка выпускников оставляет желать лучшего. Учащиеся тяжело ориентируются в меняющихся ситуациях, не могут самостоятельно приобретать знания и применять их на практике, не умеют грамотно работать с информацией и т.д. Решение этих проблем возможно через личностно-ориентированные технологии обучения, одной из которых является модульная технология.

Сущность модульной технологии состоит в том, что взаимодействие педагога и обучающегося в учебном процессе осуществляется на принципиально новой основе: с помощью учебных элементов (модулей) обеспечивается осознанное самостоятельное достижение обучающимися определённого уровня подготовки. Учащийся полностью самостоятельно работает над предложенной ему индивидуальной программой, включающей в себя целевой план действий, информацию и методическое руководство по достижению поставленных дидактических целей. Успешность модульного обучения предопределяется соблюдением паритетных взаимоотношений между педагогом и учащимися. Принцип такого обучения выражает прежде всего его целенаправленность, способствующую формированию мотивации в обучении. Использовать модульную технологию можно как при изучении новых тем, которые учащиеся способны освоить самостоятельно (материал основан на ранее изученном), так и при закреплении, обобщении и систематизации изученного. Учитель на этих уроках выполняет роль консультанта, корректирует и направляет работу ученика. Все эти условия являются благотворной почвой для развития у учащихся способностей использовать имеющиеся знания в новых ситуациях. Модульное обучение обеспечивает самостоятельность приобретения дополнительных знаний к уже известным и их перенос в новые условия, ученик учится самостоятельно организовывать усвоение нового материала.

Модульный урок позволяет решить задачу дифференциации, способствует осознанному подходу к обучению, даёт возможность сориентироваться в предложенном материале и выбрать уровень изучения по своим знаниям, а также формирует стремление к освоению более сложного материала темы.

Рассмотрим примерную логическую структуру содержания урока по модульной технологии.

Хотя модульный урок требует большой затраты времени на подготовку (обдумывание темы и хода урока, подбор материала, оформление урока), работа учителя во время урока облегчается. Кроме того, в процессе такой систематической работы происходит накопление материала, что ведёт к уменьшению времени подготовки в дальнейшем.

Рассмотрим, как можно использовать данную технологию, на примере представленного урока физики. Этот урок стоит в конце темы «Электрические явления», материал не сложен для самостоятельного изучения, т.к. у учащихся к этому времени уже имеется багаж знаний по теме и отработан навык решения задач.

Логическая структура урока по модульной технологии может выглядеть так.

1. Постановка целей урока.

2. Повторение изученного по теме (входной контроль). Первые 5–7 мин можно посвятить проверке качества усвоения материала, для чего дать письменную работу по карточкам с разноуровневыми заданиями или провести устный опрос.

3. Изучение теоретического материала по новой теме. Самостоятельная работа учащихся с использованием учебника и карты учащегося.

4. Закрепление материала. Ответы на вопросы и решение задач.

5. Самопроверка. Решение задач.

6. Осмысление. Ученик возвращается к целям, поставленным в начале урока.

7. Экспертный контроль. Ответы на вопросы учителя, небольшая проверочная работа.

Например (в четырёх вариантах):

Карта учащегося

Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля–Ленца

Учебный элемент

Учебный материал с указанием заданий

Примечание

УЭ 0

Постановка целей

Сегодня на уроке вы самостоятельно узнаете, почему при прохождении электрического тока по проводникам они нагреваются, познакомитесь с формулой, с помощью которой можно подсчитать количество теплоты, которое выделяет проводник при прохождении через него электрического тока, научитесь решать задачи по теме, а также узнаете интересные факты из биографии великих учёных и изобретателей. Вы уже знакомы с такими понятиями и явлениями, как электрическое поле, электрический ток, сопротивление проводников; знаете такие физические величины, как напряжение U, сила тока I, сопротивление R; знаете закон Ома для участка цепи, формулу для расчёта сопротивления проводника; умеете решать задачи с использованием этих физических величин.

Материал, который вы будете изучать сегодня, покажется несложным. Внимательно читайте инструкцию и строго следуйте ей! Успехов!

Ваша цель на уроке:

– узнать причину нагревания проводников при прохождении через них электрического тока;

– познакомиться с формулой для расчёта количества теплоты, выделяемого проводником при прохождении через него электрического тока (законом Джоуля–Ленца);

– научиться с помощью закона Джоуля–Ленца решать задачи;

– познакомиться, если останется время, с интересными фактами из биографии и научной деятельности учёных Джеймса Прескота Джоуля и Эмилия Христиановича Ленца.

Если что-то не помните, то обратитесь к учебнику или записям в тетради
УЭ 1

Входной контроль

Сначала проверим, как вы усвоили материал прошлых уроков. Получите у учителя карточку с пометкой «Входной контроль» и на отдельном листке, предварительно подписав его, выполните задание. Сдайте листок учителю.

Если сложно, обратитесь к учебнику или тетради.
УЭ 2

Самостоятельное изучение нового материала

Внимательно прочитайте содержание § 53 на с. 123–124 учебника.* Запишите в тетрадь тему урока, формулировку закона Джоуля–Ленца и расчётную формулу. Внимательно прочитайте свои записи, убедитесь в понимании прочитанного. Назовите все физические величины, входящие в данную формулу, вспомните, в чём они выражаются.

Будьте внимательны, учитесь самостоятельно приобретать знания.
УЭ 3

Закрепление изученного

Внимательно прочитайте текст, приведённый ниже. Из содержания параграфа вы узнали, почему электрический ток, проходя через проводники, вызывает их нагрев. Дело в том, что упорядоченно движущиеся под действием электрического поля свободные электроны взаимодействуют с ионами и атомами вещества и, передавая им часть своей энергии, заставляют отклоняться от положения равновесия (т.е. двигаться). В результате этого внутренняя энергия проводника возрастает, он нагревается и отдаёт энергию окружающим телам путём теплопередачи. Но следует помнить, что вся работа электрического тока идёт на увеличение его внутренней энергии лишь в неподвижных проводниках. В подвижных проводниках часть энергии идёт на совершение механической работы. Именно поэтому закон Джоуля–Ленца применим только к неподвижным проводникам.

Ответьте на вопросы в конце параграфа (с. 125). Ответы устно.

 
УЭ 4

Эти задачи аналогичны разобранным выше, поэтому вы обязательно с ними справитесь.
УЭ 5

Осмысление

Вернитесь к УЭ0 и проверьте, достигли ли вы поставленной цели. Если да, то переходите к следующему УЭ, если нет, то вернитесь к УЭ2.

 
УЭ 6

Экспертный контроль

Ответьте на вопросы и решите задачи на отдельном листке.

1. Какова причина нагревания проводников электрическим током?

2. Почему провода, подводящие электрический ток к нагревательному элементу, сами нагреваются не так сильно, как нагревательные элементы приборов?

3. Какое количество теплоты выделит проводник за 5 с, если его сопротивление 25 Ом, а сила тока в цепи 2 А?

4. Какое количество теплоты выделится в нити накала электрической лампы за 10 мин, если при напряжении 5 В сила тока в ней 0,2 А?

Если вы успели сделать всё, то можете подумать над дополнительными задачами (см. Приложение 2) и ознакомиться с интересными сведениями из биографии Д.Джоуля и Э.Ленца (см. Приложение 3).

ДЗ: § 53 (с. 123–124 учебника), упр. 27 (с. 125), № 1450, 1453, 1455 (из сб. задач)

Дополнительные задачи можете переписать в тетрадь и подумать над ними дома.

______________________

*Учебник: А.В.Пёрышкин. Физика-8. – М.: Дрофа, 2004. Сборник задач по физике для 7–9 кл.: В.И.Лукашик, Е.И.Иванова. – М.: Просвещение, 2004.