Открытие явления электромагнитной индукции. Магнитный поток

Муниципальное общеобразовательное учреждение  средняя общеобразовательная школа №18

  Кавказский район Краснодарский  край

Урок по физике в 11 классе

Открытие явления электромагнитной индукции.  Магнитный поток.

  Учитель  физики

  МБОУ СОШ  №18

 

  Тип урока - изучение нового материала.

Цель :  изучить явление электромагнитной индукции и условия  его возникновения,  показать причинно – следственные связи  при наблюдении явления ЭМИ, рассмотреть взаимосвязь  , магнитного поля и  электрического, ввести понятие магнитного потока. Продолжить  формирование  умений наблюдать, проводить опыты, объяснять увиденное, делать выводы.

План урока.

Введение.  Организационный момент

  Создание мотивации, исторические  сведения.

Изучение нового материала

А) Практическая работа  учащихся. Работа в группах.

Б) Выводы  учащихся по результатам опыта и обобщение.

В) Магнитный поток

Закрепление материала – решение качественных задач Подведение итогов. Домашнее задание : параграф 8, 9, письменно ответить на вопросы 1-3 к  параграфу 8.

1. Как  «Превратить магнетизм в электричество» задача из дневника М. Фарадея 1821г.

Введение посвящено созданию познавательной ситуации для изучения нового материала.

Мы  изучали  в электродинамике электрические и магнитные поля не изменяющиеся с течением времени ( стационарные). Интересно, а появляются ли новые явления при наличии переменных магнитных и электрических полей?

Постараемся сегодня ответить на этот вопрос, подобно М. Фарадею, который 10 лет своей жизни посвятил этому решению и решил в 1831году.  Итак, проблема Фарадея: может ли магнитное поле  вызвать появление электрического тока в проводнике?

Явление возникновения в замкнутом проводнике электрического  тока при изменении в окружающем пространстве  магнитного поля получило название электромагнитная индукция или кратко ЭМИ.

2. Ребята сейчас мы пойдем по стопам  ученых 19 века и повторим их опыты, и их результаты обсудим, и сделаем выводы. Каждая группа сделает опыты.

Группа 1.

Соберите электрическую  цепь  состоящую из миллиамперметра и катушки. Пронаблюдайте,  что будет с показаниями  прибора, если в катушку внести магнит северным полюсом, а затем удалить магнит из катушки.  Повторить опыты, но теперь внося и вынося из катушки южный полюс  магнита.  Магнит перемещайте медленно и быстро.

Что Вы наблюдаете? Возникал ли в замкнутой цепи электрический ток? Ток постоянный или переменный? Как зависит величина тока от скорости движения магнита?

Изменялось ли в пространстве магнитное поле,  когда Вы перемещали магнит?

Сделайте вывод из опыта.

Группа 2.

Составьте цепь  состоящую из катушки и миллиамперметра.  Постоянный магнит поставьте вертикально, закрепив его в штативе. Надевайте на магнит катушку медленно и быстро. Следите  за показаниями миллиамперметра. Переверните магнит другим полюсом и опыт повторите.

Что Вы наблюдаете? Возникал ли в замкнутой цепи электрический ток? Ток постоянный или переменный? Зависела  ли величина тока от скорости движения катушки?

Изменялось ли в пространстве магнитное поле,  когда Вы перемещали катушку?

Сделайте вывод из опыта.

Группа 3.

Прибор, состоящий из 2 проводящих алюминиевых колец, скрепленных планкой,  установите на подставку. Прибор на подставке может свободно вращаться. В  сплошное  кольцо вдвигайте  северный полюс магнита, затем выдвигайте его. Наблюдайте за поведением  кольца. Повторите  опыты,  вдвигая и выдвигая  магнит  южным полюсом. Сделайте опыт,  внося и вынося  магнит в разрезанное кольцо.

Что происходило с кольцом в течение опытов?  Изменялось ли в пространстве  магнитное поле?  Что возникало в  сплошном  кольце? Почему наблюдаются такие интересные явления, которые ВЫ наблюдаете в опытах?

Группа  4.

Соберите электрические цепи:  1. Гальванический элемент, ключ, катушка.  2. Миллиамперметр, катушка. Разместите обе катушки на одном  металлическом сердечнике.

Опыты:  замкните ключ в 1 цепи, разомкните ключ. Обратите внимание на показания  миллиамперметра при замыкании и размыкании ключа в 1 цепи.  Возникает ли ток во 2 цепи, если ток в 1 цепи  ток постоянный? Повторите опыт,  изменив направление  тока  в 1 цепи. 

Что возникает в катушке, если по ней проходит электрический  ток? 

Изменяется ли магнитное поле в пространстве при замыкании и размыкании ключа в 1 цепи?  Как вы думаете, что приводит к возникновению тока во 2 цепи?  Почему ток  кратковременный? Сделайте вывод из наблюдений.

Каждая группа знакомит класс с экспериментом и его  результатом. Формулирует вывод.

Если ученики затрудняются, то учитель корректирует и помогает сформулировать вывод.

Главный вывод из всех опытов: изменение  магнитного поля вызывает возникновение тока. Этот ток получил название индукционный.

Следующая проблема: от чего зависит величина индукционного тока?  Ученики 1 и 2 группы знакомят с результатами опытов. Величина  индукционного тока зависит от быстроты  изменения магнитного  поля

Вывод учителя: величина индукционного тока зависит не просто от скорости изменения магнитного поля (магнитной индукции), но и от скорости изменения  магнитного потока  магнитной  индукции. Для  потока магнитной  индукции  при любом  расположении  рамки  записываем  Ф =В S cos а, а вывод можно записать  I  -  . ( делаем рисунок 2.4 учебника стр. 31) . Объясняем рисунок. Магнитный поток графически можно истолковать  как величину, пропорциональную числу  линий магнитной  индукции,  пронизывающих поверхность площадью  S. Единицей Ф является 1 Вебер. 1 Вб= 1Тл м2.

3. Смотрим видеосюжет ЭМИ( электронный учебник 9-11класс), а озвучить сюжет предлагается учащимся. Затем прослушиваем и смотрим ещё раз.

Решаем задачи по сборнику :  Тестовые  задания  для  подготовки  к  ЕГЭ  по  физике.  ( , , )  Тест 11.1 стр.102 №1- №9

При решении задач организуем беседу для закрепления знаний.

4. Проводим подведение итогов урока и вновь формулируем решение задачи М. Фарадея. 5. Задание на дом.