Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції



Скачати 107.36 Kb.
Дата конвертації15.05.2017
Розмір107.36 Kb.
ТипУрок


«Електромагнітна індукція»

Урок на тему: «Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції»


Тип уроку: урок формування нових знань.

Мета:

Освітня -

  • розкрити сутність явища електромагнітної індукції;

  • показати значення цього явища для фізики і техніки;

  • сформувати розуміння учнями фізичного змісту закону Фарадея;

  • познайомити учнів з правилом Ленца.

 Розвиваюча -

  • подальший розвиток навичок дослідницької діяльності (висувати гіпотези і перевіряти їх на дослідах);

  • розвивати логічне мислення та вміння пояснити результати дослідів;

  • подальший розвиток вмінь учнів спостерігати, порівнювати, застосовувати раніше засвоєні знання в новій ситуації, міркувати, аналізувати, робити висновки.

Виховна -

  • на прикладі біографічних фактів з життя М. Фарадея, показати цілеспрямованість і працьовитість вченого;

  • подальше формування культури праці та дбайливого ставлення до приладів.

Обладнання:

  • ПК, проектор, диск «Фізика 7 -11 кл." Бібліотека наочних посібників".

  • Гальванометр демонстраційний -2шт, магніт демонстраційний - 4 шт., Котушка-2 шт., з'єднувальні дроти;

План уроку:


1. Організаційний момент.( 2хв)

2. Актуалізація опорних знань, (5хв)

3. Вивчення нового матеріалу.(25хв)

3.1. Знайомство з деякими біографічними відомостями з життя М. Фарадея.

3.2. Досліди Фарадея. Закон електромагнітної індукції.

3.3. Правило Ленца.

3.4 Розв'язування задач.

4. Рефлексія.(10хв)

5.  Підсумок уроку Домашнє завдання. (3 хв)


Хід уроку

1. Організаційний момент

2. Актуалізація опорних знань


1. Що називається магнітним полем?

Це така форма матерії за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками або це зміна простору навколо намагнічених тіл.

2. Що є силовою характеристикою магнітного поля?



Силовою характеристикою магнітного поля є вектор магнітної індукції В, який характеризує величину і напрям магнітного поля у цій точці і може мінятися з плином часу. Чисельно дорівнює відношенню максимальної сили, з якою МП діє на розташований цьому полі провідник зі струмом (Fамах), до добутку сили стуму І в провіднику на довжину L активної частини провідника.

3. Яка одиниця вимірювання магнітної індукції?



В системі СІ — в теслах (Тл).

4. Яку фізичну величину називають магнітним потоком і в яких одиницях вона вимірюється?



Магнітний потікпотік вектора магнітної індукції.

Магнітний потік позначається зазвичай грецькою літерою Φ, вимірюється у системі СІ у веберах, у системі СГСМ одиницею вимірювання магнітного потоку є максвел: магнітний потік поля величиною 1 гаус через сантиметр квадратний площі.

Магнітний потік через нескінченно маленьку площадку dS визначається як ,

де B — значення індукції магнітного поля, θ — кут між напрямком поля й нормаллю до поверхні. У векторній формі .

5. Про що свідчить дослід Ханса Ерстеда? (Слайд №1)



Данський учений X. Ерстед (рис. 26.1) демонстрував студентам досліди з нагріванням провідників електричним струмом. Під час одного з дослідів він помітив, що при проходженні електричного струму по провіднику магнітна стрілка, розташована поблизу провідника, відхиляється від напрямку «північ — південь» (рис. 26.2).

Рис. 26.2. Відхилення стрілки від напрямку "північ-південь".

У разі ж відсутності струму стрілка знов встановлюється вздовж ліній магнітного поля Землі. Так учений з'ясував, що електричний струм чинить певну дію на магнітну стрілку.(Слайд №4-5-6).

3. Вивчення нового матеріалу


Учитель: Досі ми розглядали електричні й магнітні поля, які не змінюються з часом, так звані статичні поля. З’ясували, ЕП виникає навколо електричних зарядів, а МП – навколо постійних магнітів і постійних електричних струмів у нерухомих провідниках. Однак цікавішими виявилися явища в електричних і магнітних полях, що змінюється з часом. Такі явища дістали назву явищ електромагнітної індукції. Тому запишемо в зошити сьогоднішнє число та тему нашого уроку: «Явище електромагнітної індукції . Закон електромагнітної індукції».

Учитель оголошує тему та мету уроку і пропонує учням відобразити тему уроку в своїх конспектах. (Слайд №1-2)



Учитель:

Отже, знаючи про взаємозв'язок електрики і магнетизму, видатний англійський фізик Майкл Фарадей поставив перед собою завдання «перетворити магнетизм в електрику». Над цим завданням вчений працював 10 років. 


3.1.  Знайомство з біографічними даними М. Фарадея.

( Слайд №12-13)


Майкл ФАРАДЕЙ (1791 — 1867)

Видатний англійський фізик, хімік і фізико-хімік, основоположник вчення про електромагнітне поле. Відкрив явище і встановив закон електромагнітної індукції, закони електролізу, явища пара і діамагнетизму, обертання площини поляризації світла в магнітному полі.

Талановитий експериментатор, наділений науковою інтуїцією, Фарадей поставив ряд дослідів, в яких були відкриті фундаментальні фізичні закони і явища. Ознайомившись з роботою Християна Ерстеда про відхилення магнітної стрілки поблизу провідника зі струмом (1820), Фарадей зайнявся дослідженням зв’язку між електричними і магнітними явищами і в 1821 вперше відкрив обертання магніту навколо провідника зі струмом і обертання провідника зі струмом навколо магніту, його винаходом був Трансформатор та динамо-машина. Протягом наступних 10 років Фарадей намагався «перетворити магнетизм в електрику»; його дослідження завершилося в 1831 відкриттям електромагнітної індукції.

Фарадей був обдарованим викладачем і читав лекції в Королівському інституті в Лондоні. Він став одним з основоположників сучасної науки. Його портрет до цих пір можна побачити на 20-фунтовій банкноті".



3.2. Досліди Фарадея. Закон електромагнітної індукції.


Учитель: Тепер давайте спробуємо з'ясувати, в чому полягає явище електромагнітної індукції.  Пропоную вам подивитись відео фрагмент на якому ви можете спостерігати явище перетворення магнетизму в електрику. (Відео фрагмент "Бібліотека наочних посібників"- явище електромагнітної індукції) (Слайд №10)

Після того як учні подивляться відео фрагмент вчитель викликавши до себе двох учнів пропонує спільно продемонструвати ці досліди.



Учитель: Скажіть, будь ласка, за яких умов виникає електричний струм?

Учні: Електричний струм виникає тільки в ті моменти, коли магніт перебуває в русі щодо котушки.

Учитель: Що ж є дійсною причиною виникнення електричного струму в провіднику? Який ми будемо називати індукційним.

Учні: Індукційний струм виникає в котушці (в замкнутому провідному контурі) при зміні магнітного потоку, що пронизує контур.

Учитель:  Отже, ми з вами з'ясували, що явище електромагнітної індукції полягає у виникненні індукційного струму в замкнутому провідному контурі при зміні магнітного потоку , що пронизує цей контур. (Слайд №8-9)



Явище електромагнітної індукції полягає у виникненні індукційного струму в замкнутому провідному контурі при зміні магнітного потоку що пронизує цей контур.
Учитель:А зараз, давайте згадаємо,чим характеризується електричний струм?

Учні: Електричний струм характеризується напрямком і силою струму.

Учитель: Отже, електричний струм має напрям і силу струму. Зараз вам належить, з'ясувати від чого залежить сила індукційного струму і його напрямок. (Група ділиться на дві підгрупи, 2 учні запрошуються для проведення дослідів а всі інші спостерігають та роблять висновки). Виконання експериментів супроводжується постійним контролем зі сторони вчителя.

На виконання даної роботи відводиться 3-5 хв. Далі пропонується учням розповісти про результати своїх експериментів. 

Учні першої підгрупи відзначають, що значення сили струму залежить від швидкості внесення магніту в котушку, тобто від швидкості зміни магнітного потоку і величини індукції магнітного поля.

 Учні другої підгрупи відзначають, що напрям струму залежить від того, яким полюсом вносять магніт в котушку і від того, що роблять з магнітом: вносять його або виносять. Учням пропонується висновки зроблені на основі дослідів записати в зошитах. ".(Слайд №8-9).


Учитель: Скажіть, будь ласка, яка сила діє на вільні заряди, і що є дійсною причиною виникнення струму в замкнутому провіднику?

Учні: Під час зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром, у контурі на вільні заряди діють сторонні сили, дія яких характеризується ЕРС індукцією.

Учитель: Виникнення індукційного струму в котушці, пояснюється виникненням ЕРС індукції в замкнутому провідному контурі при зміні магнітного потоку. І як випливає з досліду, ЕРС буде визначатися швидкістю зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром.  В цьому і полягає фізичний зміст закону електромагнітної індукції. (Слайд №11).
ЕРС індукції прямо пропорційна швидкості зміни магнітного потоку через площу, обмежену контуром замкнутого провідника:

Основний закон електромагнітної індукції. Цей закон називають також законом Фарадея.


Якщо ж у змінне поле внести котушку з п витків, то і ЕРС індукції буде в п раз більша.

ЕРС індукції створює в замкнутому контурі опором R індукційний електричний струм. Він, як і будь-який електричний струм, підкоряється закону Ома:




(Слайд №14).

Учні відображають зміст даного слайду в зошитах.


3.3 Правило Ленца

Дію індукційного струму можна продемонструвати за допомогою легкої стрічки з алюмінію з двома кільцями – суцільним А і розрізаним В – зрівноваженої на вістрі (мал. 2 ).

У разі наближення магніту до розрізаного кільця ніяких змін положення стрічки не відбувається. Це й зрозуміло: в розрізаному кільці індукційний струм не виникає, отже, відсутнє і магнітне поле, яке б взаємодіяло із зовнішнім магнітним полем. При наближенні до суцільного кільця (незалежно від того , яким полюсом наближати магніт) воно завжди відштовхується. Навпаки, віддалення магніту завжди викликає притягання до нього кільця. (Відео фрагмент "Бібліотека наочних посібників"- правило Ленца) (Слайд №16).


мал. 2.

Відштовхування чи притягання кільця магнітом залежить від напряму індукційного струму. Тому закон збереження енергії дає змогу сформулювати правило, яке дає змогу визначити напрям індукційного струму в будь-якому випадку: індукційний струм у замкнутому контурі має такий напрям, що створений ним магнітний потік через площу, обмежену контуром, прагне компенсувати ту зміну магнітного потоку, яка викликає даний струм.

Це правило називається правилом Ленца.



мал. 3.

Застосовувати правило Ленца для знаходження напряму індукційного струму в контурі треба так ( мал. 3):

а) визначити напрям ліній магнітної індукції В зовнішнього магнітного поля.

б) з' ясувати, збільшується потік магнітної індукції цього поля через площу контура чи зменшується .

в) встановити напрям ліній магнітної індукції В1 магнітного поля індукційного струму ІІ . Згідно з правилом Ленца ці лінії мають бути напрямлені протилежно лініям В при і мати однаковий з ними напрям при .

г) знаючи напрям ліній магнітної індукції В1 , знайти напрям індукційного струму ІІ, користуючись правилом “свердлика”. (Слайд №18-19-20-21-22).



Тепер, знаючи правило Ленца, запишемо закон електромагнітної індукції в іншому вигляді:

(8)

Для котушки, що має N витків:



(9)

Знак мінус за правилом Ленца означає, що індукційний струм завжди напрямлений так, що його дія протилежна дії причини, яка викликає струм.

Напрям струму в прямолінійному провіднику під час руху в магнітному полі можна визначити за правилом правої руки: якщо праву руку розмістити вздовж провідника так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, а відігнутий великий палець показував напрям руху провідника, то витягнуті чотири пальці вкажуть напрям струму в провіднику.
3.4 Розв'язування задач(Слайд №15).

Учитель пропонує учням розв'язати наступні задачі:


1. Яка ЕРС індукції збуджується в контурі, якщо магнітний потік через площу, обмежену ним, за 0,01 с рівномірно змінюється на 5х10 –3 Вб?

2.У котушці з 100 витків протягом 5 мс збуджується ЕРС 120 В. Як змінюється магнітний потік?


4. Рефлексія (Слайд №23-24).


Учитель: Сьогодні на уроці ми з вами вивчали явище електромагнітної індукції, познайомилися з новими правилами і законами, проводили невеликі експерименти. На завершення уроку постарайтеся відповісти на наступні питання та розв'язати задачу. 

Учитель роздає індивідуальні завдання.



Для обмірковування відповідей відводитися 10 хв. 

5. Підсумок уроку. Домашнє завдання (Слайд №25).


Вчитель підводить підсумки, виставляє оцінки та дякує дітей за роботу на уроці.  Задає домашнє завдання і бажає успіхів.




Поділіться з Вашими друзьями:

Схожі:

Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconЗакон електромагнітної індукції. Правило Ленца. Електродинамічний мікрофон. Індуктивність. Самоіндукція
Електромагнітна індукція. Правило Ленца. Залежність ерс індукції від швидкості зміни магнітного потоку. Залежність ерс самоіндукції...
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconЗакон електромагнітної індукції Мета уроку
Виховна – на прикладі біографічних фактів з життя М. Фарадея, показати цілеспрямованість І працьовитість вченого
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconУрок з теми «електромагнітне поле»
Ампера, сили Лоренца та правила визначення напрямків їхньої дії, закона електромагнітної індукції; закріпити магнітні властивості...
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconЗакон України "Про інформацію". Сутність інформатизації. Закон України "Про Національну програму інформатизації". Етапи створення І тенденції розвитку засобів обчислювальної техніки. Принципи побудови та роботи персонального комп’ютера
Сутність інформатизації. Закон України “Про Національну програму інформатизації”
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції icon№467 від 23. 09. 2010p. Передплатні індекси
Однак, закон є закон, І його потрібно виконувати. Тому Володимир Хомко разом зі своїми однодумцями прийматиме участь у виборах від...
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconУрок №44 Клас 10 Тема уроку. Закон Гука. Дата
Мета: Освітня: продовжити характеризувати деформоване тіло, ввести закон Гука, розглянути діаграму розтягу твердих тіл; Розвивальна:...
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconПовторимо. Повторимо
Яка ерс індукції виникає в контурі, якщо магнітний потік через площу, обмежену ним, за час 0,01 с рівномірно змінюється на 5·10
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconЗакон україни про Кабінет Міністрів України Цей Закон відповідно до Конституції України визначає організацію, повноваження І порядок діяльності Кабінету Міністрів України. Розділ I
Кабінет Міністрів України (Уряд України) є вищим органом у системі органів виконавчої влади
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconШановний Олександрович, шановні народні депутати! Дозвольте вам доповісти закон
Этот закон. Головуючий. Проти ніхто не хоче висловлюватися. Проект у вас на руках. Також мова йде про перше читання. До другого читання...
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції iconЗакон України "Про закони І законодавчу діяльність"
...


База даних захищена авторським правом ©biog.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка