Закон електромагнітної індукції icon

Закон електромагнітної індукції

Реклама:



Скачати 117.85 Kb.
НазваЗакон електромагнітної індукції
Дата конвертації03.06.2013
Розмір117.85 Kb.
ТипЗакон
джерело




Розробка уроку з теми: «Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції».

«Поки люди користуватимуться благами електрики, вони пам’ятатимуть им'я Фарадея»

Гельмгольц.

Мета: з`ясувати суть явища електромагнітної індукції; сформулювати закон електромагнітної індукції і правило Ленца; формувати спостережливість та вміння аналізувати і робити висновки, розвивати теоретичне і логічне мислення та вміння самостійно здобувати знання.

Обладнання: магніти різні, залізни ошурки, котушкаТомсона, джерело постійного струму, соленоїд, гальванометр, магнітоелектрична машина, моделі генераторів, відеоплеєр, телевізор.

  1. Організаційний момент

  1. Перевірка присутніх.

  2. Перевірка готовності до уроку.

  1. Актуалізація опорних знань.


2.1 Виконання експериментальних завдань по групах (4 бали)

Група 1. Як дослідним шляхом перевірити, де який магнітний полюс у магніта. (Дослід 1: магніт, магнітна стрілка)

Питання.

  1. Що таке магнітне поле?

  2. Де існує магнітне поле?

  3. Звуки пішла назва «магніт», магнітний?

  4. Яка фізична величина характеризує магнітне поле?

Група 2. Як експериментально впевненість що навколо провідника зі струмом існує магнітне поле? (Дослід 2: котушка, джерело струму, магнітна стрілка).

Питання.

  1. Хто перший виявив цей факт?

  2. Яке значення мало це відкриття?

  3. Як за магнітною стрілкою визначити напрям вектора магнітної індукції?

Група 3. Як дослідним шляхом довести, що магнітні поля навколо постійного магніта і котушки зі струмом мають однакову природу? (Дослід 2: котушка зі струмом, магніт).

Питання.

1. Який вчений підвів теоретичне підґрунтя під ці випадки магнітного поля і об’єднав їх?

2. Як відокремити дрібні залізні предмети від алюмінієвих?

3. Як визначити, де у котушки південний, де північний полюса?

4. Який принцип дії електромагніта?

Група 4. Як отримати картину магнітного поля магніта, котушки? (Дослід 4: магніт, котушка, джерело струму).

Питання.

1. Чому ошурки розміщуються по певних лініях? Як ці ліній називаються?

2. Де поле інтенсивніше? Як воно змінюється з віддаленням від полюсів7

3. Яку роль відіграє магнітне поле Землі для біосфери7

4. Що таке магнітні бурі?

Максимальна оцінка – 4 бали.

2.2 Групова гра «Фізичні пазли». Кожній групі видається завдання, яке складається з поля питань і карток з відповідями. Коли картки з відповідями правильно розкладаються по клітинках з питаннями утворюється певний малюнок, за яким викладач може визначити чи правильно виконано завдання.

Максимальна оцінка – 4 бали.



Якою літерою позначається магнітна індукція?


Як позначається магнітний потік?

Як позначається сила струму?

Як позначається електрорушійна сила?

Як позначається опір?

Як позначається заряд?

В яких одиницях вимірюється магнітна індукція?

В яких одиницях вимірюється магнітний потік?


В яких одиницях вимірюється ЕРС?

В яких одиницях вимірюється опір?



Як обчислюється сила Лоренца?


Як обчислюється сила Ампера?


Як обчислюється магнітний потік?

Як обчислити площу круга?



Як обчислити площу квадрата?


Знак заряду електрона?

Знак заряду протона?

Як визначити напрям сили Лоренца?



Як визначити напрям ліній індукції?

В яких одиницях вимірюється заряд?





В

Ф

І



ξ

R

q

Тесла (Тл)

Вебер (Вб)

В (вольт)



Ом

Fл = qvBsinα

FА = BІlsinα


Ф = ВScosα



S = πr2

S = а2

« - »

« + »



За правилом лівої руки

За правилом свердлика

Кулон (Кл)

3. Пояснення нового матеріалу (лекція з елементами еврістичної бесіди, створенням проблемних ситуацій, використанням демонстрацій дослідів і презентації).

Максимальна оцінка за участь в роботі над новим матеріалом – 4 бали.

Тема уроку: «Явище електромагнітної індукції».

  1. Явище електромагнітної індукції. Досліди М. Фарадея.

  2. Застосування явища електромагнітної індукції

  3. Закон електромагнітної індукції (закон Фарадея)

  4. Правило Ленца

3.1 Темою уроку є вивчення явища електромагнітної індукції, відкриття якого Фарадеєм у 1831 році мало дуже велике наукове, філософське і практичне значення. Ми маємо бути вдячними цій людини за те, що вона зробила для людства.

Після того, як у 1820р. ЕРСТЕД, датський вчений виявив, що проводник зі струмом діє на магнітну стрілку, відкриття в цій галузі посипались, як з рогу достатку; Відкриття Ерстеда дало поштовх для розвитку електродинаміки.

Французький фізик Араго виявив, що електричним струмом можна намагнічувати залізні та стальні предмети. Його співвітчизник Ампер відкрив «взаємодію струмів», тобто стало відомо, що електричний струм породжує магнітне поле. Ідея добування електрики за рахунок магнетизму буквально витала в повітрі. Над її здійсненням працювали ряд вчених, але першим її розв’язав Майкл Фарадей у 1831р. Він здобув електричний струм за допомогою магнетизму.

Ми зараз спробуємо здійснити досліди Фарадея, поставивши перед собою таке завдання: отримати електричний струм за допомогою найпростіших приладів- магніта і котушки. (Дослід 1: отримання індукційного струму за допомогою котушки і магніта, «мозковий штурм»).

Питання:

  1. Що ми спостерігаємо?

  2. В які моменти в котушці виникає струм?

  3. Від чого залежить напрям струму?

  4. Чому струм не виникає, коли магніт не рухається відносно котушки?

  5. Чи є принциповим, що рухається: магніт або котушка?

  6. Який можна зробити висновок? (Електричний струм виникає в

котушці під дією магнітного поля, яке змінюється).

Фарадей йшов до свого відкриття не так легко. Це тривало 10 років. Фарадей спланував цілу серію експериментів, пишуть про 16 тис. дослідів. Суть їх така: він намотав на дерев’яну скалку два провода, ізольованих один від одного, кінці одного приєднав до батареї елементів, а кінці другого – до чутливого гальванометра. Він прогнозував, що струм виникне у другій котушці.

Подивимося на досліді, як це було (Дослід 2: дві котушки, джерело струму, гальванометр).

До речі, помічником у Фарадея був відставний сержант Андерсен, який готував апаратуру, робив вимірювання і проводив блискучі демонстраційні досліди під час публічних лекцій великого вченого.

Фарадей дуже цінував свого асистента. Проте Андерсен, хоча і любив свого шефа, висловлювався так: «Я виконую всю роботу, а на його долю залишаються лише розмови».

Питання.

1).Чи виникає струм у другій котушці?

Такий же результат спостерігав і Фарадей, повторивши цей дослід десятки разів. Він помітив, що під час замикання і розмикання кола першої котушки у другий виникає короткочасний струм. Ці струми Фарадей назвав індуктивними і ця назва збереглась до нашого часу (індукція - наведення)

2). Як ви вважаєте, чому ці струми з’явились в моменти замикання і розмикання кола і чому вони не спостерігались, коли через першу котушку проходив струм?

Помітивши такий цікавий факт, Фарадей продовжив свої досліди і помітив, що достатнього просто наблизити провід, скручений витком, до проводу по якому проходить гальванічний струм, щоб помітити, що в нейтральному проводі також виникне струм. Далі перед ним стало питання: а чи можна отримати струм від намагнічування і розмагнічування заліза? Було вже відомо, що від струму залізо намагнічується. Виходячи з цього Фарадей спланував такий дослід: навколо залізного кільця обмотав два ізольованих провода по різні боки. Через один провід пропускав струм, а інший підключив до гальванометра і спостерігав струми.

Всі досліди Фарадея приводили до одного результату: у замкнутому провіднику під дією змінного магнітного поля виникає ЕРС індукції, що приводить до виникнення так званою індукційного струму. Це явище і називається явищем електромагнітної індукції.

3.2. Застосування явища електромагнітної індукції.

Коли у Фарадея запитали, як можна практично використати його відкриття, він сказав «… Що можна вимагати від новонародженої дитини». А як би ви відповіли на це питання? Де можна застосувати явища електромагнітної індукції? На цьому етапі уроку доцільно переглянути відеофільм «Застосування явища електромагнітної індукції».

3.3. Закон електромагнітної індукції.

Існування індукційного струму в замкнутих провідниках свідчить про виникнення в них завдяки зміні магнітного поля деякої сторонньої ЕРС, яка відіграє туж саму роль, що і ЕРС батареї. Ця ЕРС може бути і великою і малою. Можна експериментально виявити, від чого це залежить.

Дослід 3. (Котушка, два магніти, гальванометр) Всуваючи в котушку один магніт, а потім два, можна виявити, що в другому випадку індукційний струм більший.

Дослід 4. (Магнітоелектрична машина) Збільшуючи швидкість обертання якоря можна помітити, що чим більш частота його обертання, тим яскравіше горить лампочка.

Питання:

Від чого залежить ЕРС індукції, а значить, і сила індукційного струму?

Студенти повинні проаналізувати результати всіх дослідів і зробити свої висновки, викладач узагальнює відповіді студентів і формулює закон електромагнітної індукції:

^ ЕРС індукції в замкнутому контурі дорівнює швидкості зміни магнітного потоку через площину контуру замкнутого провідника.

і

Цей закон називають ще законом Фарадея. Він фундаментальним законом природи. Якщо в магнітне коле внести котушуку, то ЕРС збільшиться в N раз:

і

Індукційний струм також підкоряється закону Ома:

І=

^ Приклади задач.

Задача 1. Індукція однорідного магнітного поля 0,5 Тл. Знайти магнітний потік через рамку площею 25 см2, розміщену перпендикулярно до ліній індукції. Який буде магнітний потік, якщо рамку повернути на кут від початкового положення?




Дано:

В=0,5 Гл

S=25 см2=25·10-4м2

Н=00

φ=600

Ф1-? Ф2-?

Розв`язання:

1)Ф=BScosα

α=00, cos00=1

Ф1=BS

Ф1=0,5 Тл·25·10-4м2=1,25·10-3(Вб)

2)Ф2=BScosα;

α=φ=600

Ф2=0,5 Тл·25·10-4· cos600=0,5Тл·25·10-4м2·0,5=6,25·10-4(Вб)


Задача 2. За 5 мс магнітний потік, який пронизує контур, спадає з 9 до 4 мВб. Визначити ЕРС індукції в контурі.

Дано:

∆t=5 мс=5∙10-3с

Ф1- 9мВб= 9∙10-3Вб

Ф2=4∙10-3Вб

ξі - ?

Розв`язання:

ξі =;

∆Ф=Ф21;

ξ і=

ξ і=


Задача 3. Знайти швидкість зміни магнітного потоку в соленоїді з 2000 витків при

збудженні в ньому ЕРС індукції 120В.

Дано:

N=2000

ξ i=120B



Розв`язання:

ξ і=-N



.


Задача 4. У котушці з 200 витків збуджується постійна ЕРС індукції 160В.

На скільки змінився протягом 5 мс магнітний потік через кожний з витків?

Дано:

N=200

ξі=160 В

Δt=5мс=5·10-3с

?

Розвязання?







Задача 5.Дротовий виток радіусом 1 см, що має опір 1 мОм, пронизується однорідним магнітним полем, лінії індукції якого перпендикулярні до площини витка. Індукція магнітного поля плавно змінюється зі швидкістю 0,01 Тл/с. Яка кількість теплоти виділиться у витку за 1 хв?

Дано:

r=1см=10-2м

R=1мОм=10-3Ом



T=1хв=60с

Q-?


Розв`язання:

Q=I2Rt;



∆Ф=Ф21=(В21)S;=∆B·πr2;

πr2;

π2 r4·t= π r4t;

5,92·10-8(Дж)


3.4. Правило Ленца (презентація, робота студентів).

  • Ретельні дослідження відомого фізика X. Е. Ленца дали змогу встановити універсальне правило для визначення напрямку індукційного електричного струму без залучення електронної теорії, лише на основі зовнішніх проявів цього явища. З цією метою Е. X. Ленц дослідив взаємодію замкнутого провідника і змінного магнітного поля, яке викликало струм у провіднику.

  • Щоб краще зрозуміти суть цих дослідів, розглянемо спеціальний прилад



  • На легкому горизонтальному важелі, що має вертикальну вісь обертання, знаходяться два легких кільця, одне з яких суцільне, а друге — розрізане. Важіль насаджений на тонке сталеве вістря так, щоб тертя було мінімальним.



  • Уведемо в суцільне кільце тонку котушку з феромагнітним осердям (електромагніт), увімкнену в електричне коло із джерела струму і вимикача

  • Якщо замкнути коло живлення електромагніта, то кільце, відштовхуючись від котушки, зміститься на певну відстань і поверне важіль на деякий кут. Якщо дослід повторити, змінивши напрямок струму в котушці, то спостерігатимемо такий самий ефект. Отже, важливе значення має не напрямок струму в котушці і, відповідно, ліній індукції магнітного поля, а зростання індукції магнітного поля.

  • Правило Ленца:

Індукційний струм, який виникає в замкнутому провідниі має такий напрямок, що його магнітне поле компенсує ту зміну магнітного потоку, яка викликала цей струм.

4. Підведення підсумків. Викладач формулює незакінчене речення і пропонує студентам закінчити його. Кожен студент має починати із запропонованого речення: «На сьогоднішньому уроці для мене найважливішим відкриттям було …….. »

5. Домашнє завдання. Дається окремо по групах чотири варіанти завдань в зошитах з друкованою основою.


Література:

1. Гончаренко С.У. Фізика. Підручник для 10 класа загальноосвітньої школи, К, Освіта 2002.

2. . Гончаренко С.У. Фізика. Підручник для 11 класа загальноосвітньої школи, К, Освіта 2002.

3. Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Фізика. 10кл. Пробний підручник для загальноосвітньої школи, К. Ірпінь, ВТФ «Перун», 2000.

4. Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Фізика. 11кл. Пробний підручник для загальноосвітньої школи, К. Ірпінь, ВТФ «Перун», 2000.

5. А.А. Танєєв, Е.Д Корж, В.П. Орєхов, Викладання фізики в 9 класі, Київ, «Радянська школа», 1981.

6. І.М.Гельфгат, І.Ю. Ненашев. Фізика. Збірник задач. 11кл, Харків, Ліцей, 2002

7. А.А. Кирик. Фізика, 11кл. Самостійні та контрольні роботи.

8. Сто великих научных открытий М., Вече, 2002.

9. І.Б. Кротюк. Про фізику і фізикі в серйозно і жартома. Фізика, № 16-17, червень, 2003.

10. Г.Ф. Денисюк. Як розвинути інтерес до навчання. Фізика, №3, 2006.

11. Л.Ф. Черевична. Інтерактивні методи розвитку творчих здібностей. Фізика, №5, лютий, 2005.

Додати документ в свій блог або на сайт


Реклама:

Схожі:

Закон електромагнітної індукції iconМагнітні властивості речовин Масленнікова Інна Леонідівна
Рівень взаємодії речовини і поля описує фізична величина магнітна проникність. Вона дорівнює відношенню магнітної індукції поля в...

Закон електромагнітної індукції iconЗакон України "Про власність". Закон України "Про зовнішньоекономічну діяльність". Закон України "Про цінні папери і фондову біржу". Закон України "Про господарські товариства"
Бутинець Ф. Ф. та ін. Облік І аналіз зовнішньоекономічної діяльності Підручник. Житомир: пп «Рута», 2001. 544с

Закон електромагнітної індукції iconЗакон україни про Кабінет Міністрів України Цей Закон
Цей Закон відповідно до Конституції України визначає організацію, повноваження і порядок діяльності Кабінету Міністрів України

Закон електромагнітної індукції iconЗакон України «Про зовнішньоекономічну діяльність» від 16. 04. 91. Закон України "Про митну справу в Україні" від 25. 06. 91. Закон України "Про Єдиний митний тариф" від 05.
Цивільний кодекс України // Відомості Верховної Ради України. – 2003. – №40-44. – С. 356

Закон електромагнітної індукції iconЗакон України «Про зовнішньоекономічну діяльність» від 16. 04. 91. Закон України "Про митну справу в Україні" від 25. 06. 91. Закон України "Про Єдиний митний тариф" від 05.
Цивільний кодекс України // Відомості Верховної Ради України. – 2003. – №40-44. – С. 356

Закон електромагнітної індукції iconЗакон України "Про інвестиційну діяльність" від 18. 09. 01 р. №1560-хіі закон України "Про державне регулювання ринку цінних паперів в Україні" від 30. 10. 00р. №448/96-вр
Закон України «Про господарські товариства» від 27. 03. 00р. №887 – XII (зі змінами)

Закон електромагнітної індукції iconЗакон україни про дошкільну освіту
Додатково див. Закон n 107-vi ( 107-17 ) від 28. 12. 2007, ввр, 2008, n 5-6, n 7-8

Закон електромагнітної індукції iconЗакон україни про освіту
Додатково див. Закон n 2120-iii ( 2120-14 ) від 07. 12. 2000, ввр, 2001, n 2-3, ст. 10 )

Закон електромагнітної індукції iconЗакон україни про позашкільну освіту ( Додатково див. Закон n 2120-iii ( 2120-14 ) від 07. 12. 2000, ввр, 2001, n 2-3, ст. 10 )

Закон електромагнітної індукції iconЗакон україни про загальну середню освіту
Додатково див. Закон n 2120-iii ( 2120-14 ) від 07. 12. 2000, ввр, 2001, n 2-3, ст. 10 }

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©lib.znaimo.com.ua 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи