Урок 1-2. Тема: «Электромагнитная индукция»

Урок 1-2. Тема: «Электромагнитная индукция»

Цель: изучить явление электромагнитной индукции.

Задачи:

Образовательные:

изучить явление электромагнитной индукции; познакомить учащихся с правилом Ленца. познакомить учащихся с применением явления электромагнитной индукции.

Развивающие:

развитие логического мышления для объяснения результатов опытов; развитие интеллектуальных умений учащихся (наблюдать, сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, размышлять, анализировать, делать выводы);

Воспитательные:

на примере биографических фактов из жизни М. Фарадея, показать целеустремленность и трудолюбие ученого;

Материал для урока: портрет Фарадея, Ленца, приборы для демонстрации электромагнитной индукции (два гальванометра, источники тока: ВС-24, РНШ; разборный трансформатор и принадлежности к нему, полосовые магниты- 2 шт., ключ, реостат на 15 Ом, замкнутое алюминиевое кольцо, кольцо с разрезом), ЭОР «Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий»- 1С. Образование – раздел Электродинамика.

План урока:

1.  Организационный момент.

2.  Повторение.

3.  Мотивационный этап.

4.  Изучение нового материала.

5.  Закрепление.

Ход урока:

1. Организационный материал.

2. Повторение.

- что называется магнитным потоком?

- каковы способы изменения магнитного потока?

-замкнутый контур нормально расположен в магнитном поле. Что будет происходить с магнитным потоком, при повороте контура на 180°?

- что такое электрический ток?

-каковы условия его существования?

3.Мотивационный этап:

Учитель задает вопрос классу: Возможно ли наличие тока в проводнике без источника тока?

(учащиеся отвечают)

Опыт: соединить два демонстрационных гальванометра. Вращая ручку одного, наблюдаем за отклонением стрелки на втором гальванометре. (рис 1.)

Проблема: откуда появился ток в гальванометре?

Рис. 1

4. Изучение нового материала:

Опыт: внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром. (рис.2)

Проблема: Откуда появился ток в замкнутом контуре?

(предположения учащихся)

При затруднении учащимся можно задать несколько подсказывающих

вопросов:

- что из себя представляет контур? (ответ: контур замкнутый)

- что существует вокруг полосового магнита? (ответ: вокруг магнита существует магнитное поле)?

- что появляется, когда в контур вносят (выносят) магнит? (ответ: замкнутый контур пронизывает магнитный поток)

-что происходит с магнитным потоком при внесении (вынесении) магнита в замкнутый контур? (ответ: магнитный поток изменяется)

Учитель: Причина возникновения электрического тока в замкнутом контуре – изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур.

Это явление впервые было обнаружено Майклом Фарадеем в 1820 году. Оно было названо явлением электромагнитной индукцией.

Учитель: Опр.: Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром. (учащиеся записывают в тетрадь)

Учитель: Каковы способы изменения магнитного потока? (ответы учащихся)

 

Учитель: Опр.: Ток, возникающий в замкнутом контуре, называется индукционным . (учащиеся записывают в тетрадь)

Учитель: сейчас послушаем сообщение о М. Фарадее (сообщение учащихся)

Учитель: Рассмотрим все случаи возникновения индукционного тока в замкнутом контуре. Для этого показываю серию опытов, учащиеся должны попытаться объяснить и указать причину возникновения индукционного тока.

Опыт 1: внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром. (рис. 3)

Причина возникновения тока: изменение числа линий магнитной индукции.

Опыт 2: поворот рамки одного гальванометра, соединенного с другим гальванометром.

Причина возникновения тока: поворот рамки в магнитном поле.

Собираем электрическую цепь, состоящую из источника тока (ВС-24М, реостата на 15 Ом, ключа, разборного трансформатора, гальванометра – см. рис. 4)

Опыт 3: замыкание (размыкание) ключа (рис. 4)

Причина возникновения тока: изменение силы тока в одной цепи приводит к изменению магнитной индукции.

рис. 4

Опыт 4 перемещение движка реостата. (рис.4)

Причина возникновения тока: изменение сопротивления в первой цепи приводит к изменению силы тока, а соответственно и изменению магнитной индукции

Учитель: Отчего зависит величина и направление индукционного тока?

Опыт: внесение (вынесение) магнита сначала северным полюсом, затем южным полюсом. (рис. 5)

рис. 5

Вывод: направление тока зависит от направления магнитного поля и направления движения магнита.

Опыт: внесение (вынесение) магнита в замкнутый контур сначала с одним магнитом, затем с двумя магнитами. (рис. 6)

рис. 6

Вывод: величина тока зависит от величины магнитной индукции.

Опыт: вносим магнит сначала медленно, затем быстро.

Вывод: величина тока зависит от скорости внесения магнита.

Учитель: Для определения направления индукционного тока в замкнутом контуре используется правило Ленца: Индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток. (учащиеся записывают в тетрадь)

Учитель: Применим данное правило для следующих случаев: (рис. 7)

рис. 7

(два случая учитель разбирает сам, два остальных случая учащиеся выполняют самостоятельно в тетрадях, двух учеников можно вызвать к доске).

Опыт: демонстрация правила Ленца

Учитель: Явление электромагнитной индукции нашло широкое применение в технике: трансформаторы, поезда на магнитной подушке, металлоискатели (детекторы металлов), запись и информации на магнитные носители и чтение с них.

Показ видеороликов о применении явления электромагнитной индукции: детектор металлов, запись информации на магнитные носители и чтение с них – диск «Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий» Образовательные комплексы.

Трансформатор изучается более подробно на следующем уроке.

5.Закрепление.

Ø  Экспериментальная задача: рис.8- в стальной сердечник трансформатора, подключенного к напряжению 220В (РНШ) вносят замкнутый контур с лампочкой. Почему загорается лампочка при этом?

рис. 8

Ø  Экспериментальная задача: рис.9- Замкнутое алюминиевое кольцо насаживают на стальной сердечник трансформатора, подключенного к РНШ. При увеличении напряжения до 220 В кольцо постепенно поднимается. Замкнутое кольцо заменяют кольцом с зазором, и наблюдают, что кольцо не поднимается. Почему?

рис. 9

6.  Домашнее задание.