Түсіну деңгейі
Сабақ тақырыбы
Тақырып
Тұрақты токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль–Ленц заңы.
Сабақтың мақсаты
Электр тогының жұмысы мен қуаты туралы түсінік қалыптастыру, Джоуль–Ленц заңын меңгерту, жаңа тақырыптың мәнін ашу және «Электр құбылыстары» тарауы бойынша білімді толықтыру және бекіту.
Сабақ сипаттамасы
- Типі: жаңа білім қалыптастыру
- Әдісі: Блум таксономиясы
- Форматы: теория + практикалық есептер + талдау
Сабақтың ұйымдастыру кезеңі
Дайындық
- Сыныптың сабаққа дайындығын тексеру.
- Оқушыларды топқа бөлу.
- «Ыстық алақан» тренингін ұйымдастыру.
Мақсатпен таныстыру
Сабақ Блумның ойлау деңгейлері бойынша ұйымдастырылады: білу → түсіну → қолдану → талдау → жинақтау → бағалау.
Эпиграф (Конфуций)
Білімге жетелейтін үш жол бар: ойлану — ең өнегелі жол, еліктеу — ең жеңіл жол, ал тәжірибе — ең ащы жол.
Бүгінгі сабақта осы үш жолды да қолданамыз; қайсысы сізге тиімді екенін өзіңіз анықтайсыз.
Білу деңгейі
«Сен білесің бе?» (теориялық тапсырма)
Негізгі анықтамалар мен өлшем бірліктерін еске түсіру: ток күші, кернеу, кедергі, токтың әсерлері және т.б.
Физикалық диктант (теориялық тапсырма)
- Зарядталған бөлшектердің реттелген бағытталған қозғалысы — электр тогы деп аталады.
- Уақыт бойынша өзгермейтін ток — тұрақты ток деп аталады.
- Электр тогының әсерлері: жылулық, химиялық, магниттік, физиологиялық.
- Уақыт бірлігіндегі өтетін заряд мөлшеріне тең шама — ток күші.
- Ток күші амперметрмен өлшенеді.
- Кулондық күштер мен бөгде күштердің қосынды жұмысы нәтижесінде пайда болатын шама — электр қозғаушы күші (ЭҚК).
Қосымша тапсырмалар
- «Қатесін тап» (теориялық тапсырма).
- «Сәйкестендіру» (ұғымдарды сәйкестендіру).
«Есептер елінде» (практикалық тапсырмалар)
1-топқа
- Берілген резисторлар үшін тізбектің жалпы кедергісін анықта: 4 Ом, 12 Ом, 6 Ом, 24 Ом (сызба бойынша).
- Кернеуі 12 В, ұзындығы 200 м, қимасы 0,5 мм² мыс сымнан өтетін ток күшін есепте.
- Электр үтігі 220 В желіге қосылған. Қыздыру элементінің кедергісін анықта.
2-топқа
- Әр резистор 3 Ом болса, тізбектің жалпы кедергісін тап (сызба бойынша).
- Ұзындығы 24,2 м, қимасы 0,5 мм² константан сымының кедергісін есепте.
- 10 мин ішінде 18 Кл заряд өткенде амперметр нені көрсетеді?
Түсіну деңгейі: жаңа сабақты меңгеру
Бұған дейін біз электр тогын сипаттайтын бірнеше физикалық шамамен таныстық. Бүгін сол білімді кеңейтіп, электр тогының жұмысы, қуаты және Джоуль–Ленц заңы тақырыптарын қарастырамыз.
I. Электр тогының жұмысы
Электр тогының бар екенін оның жылулық, химиялық, магниттік және биологиялық әсерлері арқылы білеміз. Ток өткізгіштен өткенде ол қызады, демек өткізгіштің ішкі энергиясы артады. Бұл арту ток жұмысының есебінен жүреді.
Негізгі формулалар
- A = qU
- Ток күші: I = q / t
- Сонда: A = IUt
- Ом заңы бойынша: A = I²Rt
Өлшем бірлігі: Джоуль (Дж), 1 Дж = 1 А · 1 В · 1 с.
II. Токтың қуаты
Кез келген электр құрылғысы (шам, электрқозғалтқыш және т.б.) уақыт бірлігінде белгілі бір энергия тұтынады. Сондықтан қуат ұғымы токтың жұмысы ұғымымен бірге қарастырылады.
Формулалар
- P = A / t
- P = IU
- P = I²R
- P = U² / R
III. Джоуль–Ленц заңы
Егер өткізгіш қозғалмаса, токтың атқаратын жұмысы толықтай өткізгішті қыздыруға жұмсалады. Сол кезде бөлінетін жылу мөлшері:
Заңның өрнегі
Q = A = I²Rt
Тұжырым: өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток күшінің квадратына, кедергіге және уақытқа тура пропорционал.
Өмірмен байланыс
Бұл заң тұрмыстық және өндірістік жылытқыштарда, электр шамдарында, өлшеу аспаптарында, электрлік дәнекерлеуде және басқа да көптеген салаларда қолданылады. Заңды тәжірибе жүзінде 1841 ж. Дж. Джоуль және 1843 ж. Э. Х. Ленц ашқан.
Қолдану деңгейі: «Кім мықты?»
Есептер (1-нұсқа)
- Қалта фонарына арналған шамда 3,5 В, 0,28 А деп жазылған. Жұмыс режиміндегі тұтынылатын қуатты тап.
- 220 В желіге қосылған электр плиткадан 3,5 А ток өткенде 690 кДж жылу бөлінді. Плитка желіге қанша уақыт қосылған?
- Қуаты 11 кВт, кернеуі 220 В құрылғының кедергісін анықта.
Есептер (2-нұсқа)
- 220 В, 5 А желіге жалғанған электр қыздырғыш 30 мин жұмыс істесе, қанша электр энергиясы жұмсалады?
- Электрлік құралда 5 А ток күші 45 мин ішінде 162 кДж жұмыс жасады. Құралдың кедергісін тап.
- Генератор қысқыштарындағы кернеу 380 В, тізбектегі ток күші 5 А. Генератордың қуатын анықта.
Талдау деңгейі: логикалық тапсырмалар
Сұрақтар
- Қараңғыда қант сындырғанда әлсіз жарқыл байқалуының себебін түсіндір.
- Неге электр сымына қонып отырған құс жоғары кернеу берілгенде ұшып кетеді?
Жауап үлгісі
- Қант сындырылғанда зарядталады (үйкеліс/бөлшектену нәтижесінде электрлену), соның салдарынан әлсіз жарқыл байқалуы мүмкін.
- Электростатикалық өрістің әсерінен құстың қауырсындары өзара тебісіп, «жайсыз» әсер туындайды; бұл құстың ұшуына себеп болады.
Жинақтау және бағалау
Жинақтау: «Толықтыру» жұмысы
Электр тогын сипаттайтын параметрлер бойынша кестені толықтыр: I, U, R, A, P, Q, өлшем бірліктері және негізгі формулалар.
Бағалау
Оқушылардың жұмысы жауаптарының дәлдігі, формулаларды дұрыс қолдануы, есеп шығару логикасы және түсіндіру сапасы бойынша бағаланады.
Үй тапсырмасы
Оқу
§42. Токтың жұмысы мен қуаты. Джоуль–Ленц заңы.
Практикалық есептер
- Үтікті 5 минут қыздырып, техникалық көрсеткіштерін пайдаланып, бөлінетін жылу мөлшерін есепте.
- Плойканы (шаш бұйралағышты) 7 минут қыздырып, бөлінетін жылу мөлшерін есепте.
- 21-жаттығу, №6 (эксперименттік тапсырма).
Қазығұрт ауданы, Мамандандырылған «Дарын» мектеп-интернаты. Физика пәні мұғалімі: Г. О. Жолдыбаева.