Тип урока: объяснение нового материала.
Цели: познакомить с явлением электромагнитной индукции; ввести понятие «индукционный ток»; уметь анализировать экспериментальные данные и результаты наблюдений.
Задачи:
- Образовательная. Актуализация знаний о магнитных явлениях и продолжение их изучения.
- Развивающая. Развитие творческих способностей учащихся, формирование умений находить ответы на вопросы, делать самостоятельные выводы и анализировать факты в ходе обсуждения демонстрационных опытов.
- Воспитательная. Воспитание культуры речи учащихся, умение к самостоятельному исследованию, к совместной и коллективной работе в группе, рациональном разделении труда, к уважению чужой точки зрения.
Оборудование: интерактивная доска; катушка (2 шт.), демонстрационный гальванометр, ключ, соединительные провода, источник тока.
Структура урока
Этапы урока |
Средства и методы обучения |
Необходимое время |
1. Введение |
Орг. момент. Проверка отсутствующих. Объявление целей и задач урока |
5 минут |
2. Проверка домашнего задания |
Тестирование с использованием системы голосования «Вердикт» |
10 минут |
3. Объяснение нового материала |
Слайд шоу «Майкл Фарадей». Демонстрационные опыты. |
15 минут |
4. Закрепление |
Кроссворд «Магнитные явления» |
10минут |
5. Итог урока |
Выставление оценок. Домашнее задание. |
5 минут |
Ход урока
1. Введение.
Здравствуйте, ребята. Сегодня мы продолжим разговор о магнитном поле. И сегодня на роке мы познакомимся с очень интересным явлением, связанным с магнитным полем и с гениальным ученым, автором этого явления Майклом Фарадеем. Но прежде, чем приступить к новой теме, я бы хотела проверить, что вы усвоили на прошлом уроке.
2. Проверка домашнего задания.
I группа
2. Магнитное поле создается…
А) неподвижными заряженными частицами.
Б) движущимися заряженными частицами.
В) неподвижными ионами.
2. Линии магнитного поля в пространстве вне постоянного магнита…
А) начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на южном.
Б) начинаются на южном полюсе магнита, заканчиваются на северном.
В) начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на бесконечности.
3. Проводник с током расположен перпендикулярно плоскости листа, ток направлен от нас. Выберите рисунок, изображающий магнитное поле такого проводника с током.
4. В однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции поместили прямолинейный проводник, по которому течет ток 0,6А. Сила со стороны магнитного поля 2А действует на каждые 20см длины провода. Индукция поля равна:
А) 0,015 Тл.
Б) 1,5 Тл.
В) 6 Тл.
5. Разноименные магнитные полюсы…, а одноименные -...
А) ... притягиваются, …отталкиваются.
Б) ... отталкиваются, …притягиваются.
II группа (программа голосования Вердикт)
1. Магнитное поле создается…
1) неподвижными заряженными частицами;
2) движущимися заряженными частицами;
3) собственными частицами.
2. Какое явление наблюдают в опыте Эрстеда?
1) поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током;
2) взаимодействие двух заряженных стрелок;
3) взаимодействие двух проводников с током.
3. Линии однородного магнитного поля…
1) искривлены, их густота меняется от точки к точке;
2) параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой;
3) расположены хаотично.
4. С помощью правила буравчика можно определить…
1) направление линий магнитного поля;
2) направление силы магнитного поля;
3) направление положительно заряженной частицы.
5. Определить индукцию магнитного поля проводника, по которому протекает ток 4 А, если поле действует с силой 0,4 Н на каждые 10 см проводника.
1) 0,5 Тл.
2) 2 Тл.
3) 1 Тл.
3. Объяснение нового материала.
Сегодня мы продолжим разговор о магнитное поле. Для начала, давайте вспомним, что нам известно о магнитном поле.
- Что называется магнитным полем? Каковы его основные свойства?
Ученик: Магнитное поле это особый вид материи. Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током. Магнитное поле действует на тела, следовательно обладает энергией. Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.
- Как изображается магнитное поле?
Ученик: Для наглядного представления магнитного поля используют магнитные линии. Это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.
- Что представляют собой линии магнитного поля прямого проводника с током?
Ученик: Магнитные линии прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности , лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику.
- Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?
Ученик: Магнитное поле порождается движущимися заряженными частицами. Электрический ток- это упорядоченное движение заряженных частиц. Следовательно, электрический ток порождает магнитное поле (вокруг проводника стоком существует магнитно поле).
- Чем объяснить, что магнитная стрелка компаса устанавливается в данном месте Земли в определенном направлении?
Ученик: Вокруг Земли существует магнитное поле и магнитная стрелка компаса устанавливается вдоль его магнитных линий.
- Приведите опыт, доказывающий связь между направлением тока в проводнике и направлением линий магнитного поля.
Ученик: При изменении направления тока в проводнике все магнитные стрелки поворачиваются на 180°.
- Что можно определить, используя правило буравчика?
Ученик: С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направление линий магнитного поля, создаваемого этим током. А по направлению линий магнитного поля- направление тока, создающего это поле.
- От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?
Ученик: Направление силы, действующей на проводник с током зависит от направления тока и направления линий магнитного поля.
- Как называется величина, служащая количественной характеристикой магнитного поля?
Ученик: Эта величина получила название магнитной индукции. Магнитная индукция- векторная величина. Направление магнитной индукции выбрано перпендикулярно направлению тока и направлению силы, с которой поле действует на ток.
Итак, вокруг электрического тока существует магнитное поле. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга. Если электрический ток порождает магнитное поле, то не может ли магнитное поле, порождать электрический ток в проводнике. Впервые такую задачу решил английский ученый Майкл Фарадей. Давайте познакомимся с этим гениальным ученым немного поближе.
Слайд-шоу «Майкл Фарадей» (комментарии к слайд шоу):
1 слайд - Майкл Фарадей родился в Лондоне в семье кузнеца. Мальчик смог получить лишь начальное образование.
2 слайд - С двенадцати лет он работал, сначала разносчиком газет, затем подмастерьем в переплетной мастерской. Однако недостаток знаний Фарадей компенсирует самообразованием. В 1813 один из заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции великого химика Гемфри Дэви в Королевском институте. Эти лекции сыграли большую роль в решении Фарадея посвятить себя науке.
3 слайд - Все основные работы по электричеству и магнетизму Фарадей представлял Королевскому обществу в виде серий докладов на протяжении 24 лет под названием Экспериментальные исследования по электричеству. Однажды, когда он не явился на заседание королевского общества, его спросили, по какой причине он не пришел. Он ответил: «Я занимался более важным делом- я превращал магнетизм в электричество.»
После открытия в 1820 Х. Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом. В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество».
Давайте рассмотрим упрощенный вариант опытов Фарадея:
- Подключим к чувствительному гальванометру катушку с большим числом витков. Перемещая вдоль катушки постоянный магнит, мы увидим, что, пока магнит движется, стрелка гальванометра отклоняется. То есть в катушке возникает электрический ток. Как только магнит останавливается, этот ток исчезает . При движении магнита в обратном направлении электрический ток в катушке возникает вновь, но направление тока теперь будет так же противоположно первому. Ток, который возникает в катушке, когда относительно нее движется постоянный магнит, назвали индукционным. (Слово «индукционный» образовано от латинского слова inductio — наведение.) Этот ток в катушке индуцируется, т. е. наводится движущимся магнитом. Можно двигать не магнит, а катушку относительно магнита; и здесь мы вновь обнаружим индукционный ток.
- Подключим одну катушку к источнику тока и вставим во вторую, подключенную к гальванометру. При движении катушки, по которой идет ток внутри второй, также возникает индукционный ток, существование которого демонстрирует нам гальванометр.
- При замыкании и размыкании цепи первой катушки происходит изменение силы тока, а следовательно изменение магнитного поля вокруг нее, и мы также наблюдаем наличие индукционного тока во второй катушке.
Из опытов видно, что само существование магнитного поля недостаточно. И тогда Фарадея посетило великое прозрение: электрическое поле возбуждается лишь при изменении магнитного поля. Сегодня эффект возникновения электрического поля при изменении магнитного физики называют электромагнитной индукцией.
Явление электромагнитной индукции: при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока.
4 слайд - В 1824 Фарадей был избран членом Королевского общества, а через год стал директором лаборатории в Королевском институте. Величайшей заслугой Фарадея стало то, что он высказал идею об электрическом и магнитном поле.
5 слайд - Он не мог математически развить эти идеи, и в его монументальной работе "Экспериментальные исследования электричества" нет ни одного уравнения! Однако именно идеи Фарадея легли в основу уравнений Максвелла. Позднее Эйнштейн говорил, что в развитии электромагнетизма Фарадей по отношению к Максвеллу – то же самое, что в развитии механики Галилей по отношению к Ньютону.
6 слайд - Однажды после лекции Фарадея в Королевском обществе, где он демонстрировал свои опыты, к нему подошел богатый коммерсант, оказывавший обществу материальную поддержку, и надменным голосом спросил:
- Всё, что вы нам здесь показывали, господин Фарадей, действительно красиво. Но теперь скажите мне, для чего годится эта магнитная индукция!?
- А для чего годится только что родившийся ребёнок? - ответил рассердившийся Фарадей. На вопрос коммерсанта в последующие годы ответили многие учёные и изобретатели, и прежде всего, Вернер фон Сименс (1816-1892), изобретший в 1866г. динамо-машину, положившую основу для промышленного производства электроэнергии.
7слайд - На счету великого ученого более 10 открытий в области химии и физики.
8 слайд - Никакие почести не уменьшили природную скромность Фарадея. Он отказался от дворянского звания, президентства в Королевском обществе, крупных гонораров и даже от государственной пенсии. Следуя его воле, на его надгробии в Вестминстерском аббатстве выбито лишь два слова - Майкл Фарадей.
Имя Майкла Фарадея и его открытия заняли достойное место среди гениальных ученых человечества. Его имя вошло в историю физики и в честь этого гениального ученного была названа единица измерения емкости.
4. Закрепление.
Итак, подведем итоги. Внимание на доску.
Вид интерактивной доски
Кроссворд «Магнитные явления»
1. Наука о природе. (Физика)
2.
Когда с тобою этот друг
Ты можешь без дорог
Шагать на север и на юг
На запад и восток.
(Компас)
3. Прибор, показывающий наличие тока в цепи. (Гальванометр)
4 Тело, способное притягивать к себе железные тела. (Магнит)
5. Физическая величина, характеризующая магнитное поле. (Индукция)
6. Единица измерения магнитной индукции. (Тесла)
7. Ученый, основоположник экспериментальной физики. (Галилей)
5. Итог урока.
Выставление оценок. Дом. задание.