Электромагнитная индукция Фарадея: от открытия к практическому применению на уроке

Название этапа

Деятельность учителя

Деятельность учеников

II. Мотивация учебной деятельности.

III. Актуализация опорных знаний.

1. Физический диктант.

2. Коллективная проверка физического диктанта, комментарии.

IV. Изучение нового материала.

Рассказ.

V. Демонстрация опытов Фарадея.

Запись изученного материала.

VI. Закрепление материала.

1. Работа у доски.

VII. Итоги урока. Домашнее задание.

1. Ответы на вопросы.

2. Задание домой.

3. Выставление оценок.

Мы с вами прошли тему "Электромагнетизм". Сегодня нам предстоит выяснить, как вы усвоили этот материал. Обобщим знания о магнитном поле, будет совершенствовать умения объяснять магнитные явления. Раскроем особенные и общие черты магнитного и электрического полей, проведем контроль знаний, продолжим формирование умений наблюдать, обобщать, синтезировать изученное.

Физический диктант

1. Напишите формулы для расчетов:

а) силы Лоренца;
б) модуля вектора магнитной индукции;
в) магнитного потока;
г) силы Ампера;

2. Дополните следующие определения:

а) сила Лоренца – это ...
б) сила Ампера – это ...
в) магнитная индукция – это ...
г) магнитная проницаемость среды характеризует ...

3. Какая физическая величина измеряется в теслах? Чему равна 1Тл?

4. Какими способами можно получить магнитное поле?

5. Какие величины характеризуют это поле?

6. Какую физическую величину измеряют в веберах? Чему равен 1Вб?

7. Дополните предложения:

а) Диамагнетики помещенные в магнитное поле ...
б) Для парамагнетиков характерно ...
в) Направление силы Ампера определяется ...
г) Сила Лоренца используется ...

1. а) F=eVBsinα; б) B=F/Il;

в) Ф=BScosα; г) F=BIlsinα.

2. а) сила Лоренца – это сила, которая действует на заряженную частицу, которая движется в магнитном поле;

б) сила Ампера – сила, что действует в магнитном поле на проводник с током;

в) магнитная индукция – силовая характеристика магнитного поля;

г) магнитная проницаемость среды характеризует влияние среды на магнитное взаимодействие токов.

3. В Тл измеряется магнитная индукция.

1 Тл = 1 Н/1А 1м.

4. Магнитное поле создает вокруг себя проводник в котором протекает электрический ток. Магнитное поле создается только подвижными зарядами.

5. Характеристики магнитного поля: магнитная индукция и магнитный поток.

6. В Вб измеряют магнитный поток.

1 Вб = 1 Тл*1 м².

7. а) Диамагнетики помещенные в магнитное поле ослабляют его.

б) Для парамагнетиков характерно μ>1.

в) Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

г) Сила Лоренца используется для определения силы, которая действует на заряженные частицы в магнитном поле.

Ранее в электродинамике изучались явления, связанные или обусловленные существованием постоянных во времени (статических и стационарных) электрических и магнитных полей. Появляются ли новые явления при наличии переменных полей? Впервые явление, вызванное переменным магнитным полем, наблюдал в 1831году М.Фарадей. Он решал ПРОБЛЕМУ: может ли магнитное поле вызвать появление электрического тока в проводнике?

Биографическое сообщение:

Так же как Эрстед, великий английский физик М. Фарадей верил, что между «силами» природы должна существовать связь. Зная об исследованиях Ампера, который показал, что электрические явления порождают магнитные, он пришел к мысли о том, что должно существовать и обратное явление. В 1823 г. Фарадей записал в своем дневнике: «Обратить магнетизм в электричество». Над этой задачей Фарадей работал 8 лет и в 1831 г. решил ее. Он открыл электромагнитную индукцию – новое явление, которое подробно исследовал и описал в ряде статей. Открытие Фарадея было новым шагом в изучении электромагнитных явлений.

А сейчас переходим к изучению новой темы.

После открытия Эрстедом в 1820 году магнитного поля, было установлено, что магнитное поле и эл.ток всегда существуют одновременно. Фарадей, зная о тесной связи между током и магнитном полем, был уверен, что с помощью магнитного поля можно создать в замкнутом проводнике эл.ток. Он провёл многочисленные опыты и доказал это, открыв в 1831году явление электромагнитной индукции.

1. Возьмем соленоид, соединенный с гальванометром, и будем вдвигать в него постоянный магнит. Оказывается, что при движении магнита стрелка гальванометра отклоняется. Если же магнит останавливается, то стрелка гальванометра возвращается в нулевое положение. То же самое получается при выдвижении магнита из соленоида или при надевании соленоида на неподвижный магнит. Такие опыты показывают, что индукционный ток возникает в соленоиде только при относительном перемещении соленоида и магнита.

2. Будем опускать в соленоид В катушку с током А (рис. 2). Оказывается, что и в этом случае в соленоиде В возникает индукционный ток только при относительном перемещении соленоидаВ и катушки А.

3. Вставим катушку Ав соленоидВ и закрепим их неподвижно (рис. 3). При этом тока в соленоиде нет. Но в моменты замыкания или размыкания цепи катушкиА в соленоиде В появляется индукционный ток.

Нетрудно заметить, что общим для всех описанных опытов является изменение магнитного поля в соленоиде, которое и создает в нем индукционный ток.
Выясним теперь, всякое ли изменение магнитного поля вокруг замкнутого контура наводит в нем индукционный ток. Возьмем плоский контур в виде рамки, соединенной с гальванометром. Поместим рядом с рамкой магнит так, чтобы его линии индукции не проходили внутри рамки, а находились в ее плоскости (рис. а).

Оказывается, что при перемещении рамки или магнита вдоль плоскости рисунка стрелка гальванометра не отклоняется. Если же рамку поворачивать вокруг оси 00' (рис. б), то в ней возникает индукционный ток.

На основании описанных опытов можно сделать следующий вывод: индукционный ток в замкнутом контуре появляется только в том случае, когда изменяется магнитный поток, который проводит через площадь, охваченную контуром.
С помощью этого явления может получится эл. ток практически любой мощности, а это позволяет широко использовать эл. энергию в промышленности. Получается она в основном с помощью индукционных генераторов, принцип работы которых основан на явлении эл-магнитной индукции. Поэтому Фарадей по праву считается одним из основателей электротехники.

Конспект ученика

В замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении магнитного потока, пронизывающего поверхность, ограниченную этим контуром. Этот ток получил название индукционного тока, а само явление возникновения тока в проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего поверхность, ограниченную контуром, назвали явлениемэлектромагнитной индукции.

1. Указать направление тока в проводниках:

2. Установите соответствие между причиной и следствием.

Замкнутый виток провода находится у проводника с током.

1. Если вращать виток вокруг оси, проходящей через проводник. 2. Если вращать виток вокруг оси, параллельной проводнику. 3. Если вращать виток вокруг, оси перпендикулярной проводнику. 4. Если поступательно двигать виток параллельно проводнику. 5. Если поступательно двигать виток перпендикулярно проводнику.

А. То в витке возникает индукционный ток. Б. То витке не возникает индукционный ток.

Ответ: 1Б; 2Б; 3А; 4Б; 5А.

§ 1, вопросы после параграфа. (Физика 11. С. У. Гончаренко).

Выставление оценок в журнал и в дневники.

Слушают.

Отвечают на листиках.

Проверяют, комментируют, ставят себе оценки.

Слушают.

Наблюдают, делают выводы.

Записывают в тетради.

Работа у доски и в тетрадях.

Задают интересующие вопросы.

Записывают задание домой.