«Явление электромагнитной индукции»

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность ученика.

1.Организа-ционный.

Здравствуйте, ребята.  Сегодня мы продолжим разговор о магнитном поле. Мы познакомимся с очень интересным явлением, связанным с магнитным полем и открытым гениальным ученым Майклом Фарадеем.

Надеюсь, что сегодня вы узнаете много нового и полезного тем более, что данный материал перенесен из программы 11 класса в доступной для вас форме и имеет большое практическое значение.

Прежде чем начать наш урок, давайте подумаем, что нужно современному школьнику? Конечно же компьютер или ноутбук, например, чтобы общаться с друзьями из других городов. Тогда нужны ещё наушники и микрофон.

А кто-то из вас скажет, что компьютер — это прошлый век, так как есть более компактные устройства — планшеты и мобильные телефоны.

Но задумывался ли кто-нибудь из вас над тем, что лежит в основе работы подобных приборов. А ведь без явления, которое было открыто почти 200 лет назад, эти приборы создать было бы невозможно и по сей день. Поэтому сегодня наша задача разгадать тайну работы многих из них.

2.Актуали-зация опорных знаний

ПОВТОРЕНИЕ: (Слайд 2-7)

• Что такое электрический ток?

• Назовите источники электрического поля

• Назовите источники магнитного поля.

• Какие мы знаем характеристики магнитного поля?

• Физический смысл магнитного потока?

КАКИМИ БУКВАМИ ОБОЗНАЧАЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ:

1. МАГНИТНЫЙ ПОТОК.

2. ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

3. СИЛА АМПЕРА.

4. СИЛА ТОКА.

5. СКОРОСТЬ ЗАРЯДА.

6. ДЛИНА ПРОВОДНИКА.

Напишите формулу расчета:

1. МАГНИТНОГО ПОТОКА.

2. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ.

3. МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИ.

• Что доказал в 1820 г датский ученый Ханс Кристианович Эрстед? (Слайд 8)

Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

электрические заряды (движущиеся и неподвижные)

движущие заряженные частицы (положительные и отрицательные)

Магнитная индукция и магнитный поток.

Магнитный поток – это число линий магнитной индукции, пронизывающих контур.

КОМПАС

Эрстед в 1820 году доказал на опыте, что магнитное поле действует на магнитную стрелку, поворачивая ее.

3.Изучение нового материала.

Итак, проводник с током т.е. электрическое поле создает вокруг себя магнитное поле. А нельзя ли сделать наоборот? Попробуйте сформулировать проблему.

Многих ученых увлекла эта идея, в том числе и Майкла Фарадея. В 1822г в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество». На решение этой фундаментальной задачи ему понадобилось 10 лет. (Слайд 9).

-Магнитное поле создает вокруг себя электрическое поле. Это явление?

-Мы сегодня познакомимся с вами с новым явлением, которое называется:

Запишите тему урока.

«Явление электромагнитной индукции» (Слайд 10)

-Что бы вы хотели узнать об этом явлении?

Цель урока (ребята сами определяют цель урока). (Слайд 11)

Открыл это явление 29 августа 1831 года великий английский физик Майкл Фарадей

- Возможно ли наличие тока в проводнике без источника тока?

Давайте и мы проведём несколько опытов, подобных опытам Фарадея, только с современными приборами. Соберём электрическую цепь, состоящую из чувствительного гальванометра, магнита, катушки.

Опыт 1 (Приложение №1)

Внесение (вынесение) магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром.

Берется катушка с намотанной на нее проволокой, концы которой присоединены к гальванометру. Если постоянный магнит, например полосовой, вдвигать внутрь катушки, то в цепи возникает электрический ток. Если же магнит выдвигать из катушки, то гальванометр также регистрировал ток в цепи, но уже противоположного направления. 

- Откуда появился ток в замкнутом контуре?

- Что из себя представляет контур?

- Что существует вокруг полосового магнита?

- Что происходит, когда в контур вносят (выносят) магнит?

- Что происходит с магнитным потоком при внесении (вынесении) магнита в замкнутый контур?

- Что является необходимым для возникновения тока.

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

Вывод: При перемещении магнита в катушке Ф, проходящий

через витки проводника изменяется, т.к. вектор В

различный.

Величина магнитного поля у полосового магнита на

полюсах и в центральной части различная. Магнитное

поле неоднородно. (Слайд 13)

-Ток, возникающий в замкнутом контуре, называется индукционным. (Слайд 14)

Физкультминутка: (Слайд 15, 16).

Ребята, представьте, что ваши глаза это заряженные тела, которые находятся в непрерывном движении. Совершите движение вправо, влево за предметами. Зажмурьте глаза, приведите частицы в состояние покоя. Потихонечку открыли глаза, расслабились.

- Рассмотрим все случаи возникновения электрического тока в замкнутом контуре. Для этого рассмотрим серию опытов.

Опыт 2. (Приложение №2).

Аналогичный опыт можно проделать, используя вместо постоянного магнита, другую катушку, но уже с током. Не трудно заметить, что ток в катушке возникает всякий раз, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий катушку.

При вращении проволочного контура в магнитном поле, Ф менялся за счет изменения ориентации этого контура по отношению к линиям магнитной индукции. (Слайд 17)

Многочисленные опыты М. Фарадея привели к выводу, что индукционный ток в контуре, замкнутом на гальванометр, возникает при изменении:

- магнитного поля;

- площади контура;

- ориентации контура в магнитном поле. (Слайд 18)

Во всех случаях изменяется число линий магнитной индукции, то есть меняется магнитный поток.

Если же магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, не меняется, то индукционный ток в контуре не возникает.

ВЫВОД: Таким образом, явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, называется явлением электромагнитной индукции. (Слайд 19)

С помощью этого явления можно получить электрический ток любой мощности, что позволяет широко использовать электроэнергию в промышленности.

Сейчас почти вся электроэнергия, используемая в промышленности, получается с помощью индукционных генераторов, принцип работы которых основан на явлении ЭМИ. Поэтому Фарадей по праву считается одним из основателей электротехники и радиотехники.

Открытие электромагнитной индукции вызвало появление и бурное развитие электротехники.

На основе этого явления были созданы генераторы электрической энергии.

В их разработке принимали участие учёные и техники разных стран, в том числе и наши соотечественники: Эмилий Христианович Ленц, Бори́с Семёнович Якоби, Михаил Осипович Доливо-Добровольский и др.

(Слайд 21-23).

Применение электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции лежит в основе действия индукционной плиты. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают не только в проволочных контурах, но и в массивных образцах металла. Эти токи называют вихревыми токами, или токами Фуко. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20–60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит.

Магнитное поле создает вокруг себя электрическое поле.

ДА

1.Кто и когда его от крыл?

2.Суть этого явления (его определение)

3.При каких условиях наблюдается?

4.Практическое применение.

Замкнутый проводник.

Магнитное поле.

Замкнутый контур пронизывает магнитный поток.

Магнитный поток изменяется

Движением магнита относительно катушки.

Записывают в тетрадь.

4. Рефлек-сия

ПОВТОРЕНИНИЕ:

- Итак, ребята, о каком явлении вы сегодня узнали на уроке?

- Сформулируйте явление э/м индукции.

- Какой ток называется индукционным?

РЕФЛЕКСИЯ:

Притча Я строю храм...

Однажды странник попал в город, где шло грандиозное строительство.

Мужчины ворочали большие камни под палящим солнцем. «Что ты делаешь?» — спросил странник у одного из рабочих, который медленно тащил булыжник. «Ты что, не видишь — камни таскаю!» — зло ответил тот.

Тут странник заметил другого рабочего, который волок телегу с большими камнями, и спросил: «Что ты делаешь?» «Я зарабатываю на еду для своей семьи», — получил он ответ.

Странник подошел к третьему рабочему, который занимался тем же, но работал энергичнее и быстрее. «Что делаешь ты?» «Я строю храм», — улыбнулся тот.

Домашнее задание:

- §. 43 Библиографические сведения о М. Фарадее

Если остается время, решаем на повторение.

Задачи-рисунки:

• Решение задачи.

• Определите направление тока в проводнике.

• Определите магнитные полюсы катушки с током.

• Укажите направление силы Ампера.

Явлении э/м индукции

Электромаг индукция 

явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Электрический ток в замкнутом контуре, возникающий при изменении магнитного поля