Цельурока: систематизировать и обобщить знания по теме “Электромагнитная индукция. Электромагнитные колебания”.
Задачи урока:
образовательные — обеспечить повторение основных понятий, закрепить общеучебные умения и навыки, систематизировать знания по теме;
воспитательные — содействовать развитию мировоззрения учащихся — выявлению причинно-следственных связей при эксперименте, обусловленности развития науки потребностями производства, продолжать нравственное воспитание учащихся — чувства коллективизма и гуманизма, любви к родине;
развивающие — развивать самостоятельность, умение преодолевать трудности в учении, научить выполнять творческие задания, развивать эмоции учащихся, создавая в ходе урока состояния удивления, радости и занимательности.
Оборудование:
гальванометр, дроссельная катушка, дугообразный магнит, прибор Ленца, сопротивление, лампочки, источник постоянного тока, ключ, генератор переменного тока, ёмкость, трансформатор.
Демонстрации:
опыты Фарадея, Ленца, по самоиндукции, с катушкой, с ёмкостью, устройства генератора и трансформатора.
Формы организации урока: коллективная, парная.
Методы обучения: словесные, наглядные, практические.
Урок проходит в виде театрального представления. У каждого ученика в нём своя роль: Майкла Фарадея, Эмилия Ленца, Уильяма Томсона, ЭДС индукции, переменного тока, самоиндукции, генератора переменного тока, электрической цепи, катушки, ёмкости, нагрузки, резонанса, трансформатора. Часть детей в парах играют роль экспериментаторов (ставят и объясняют опыты). Учитель выполняет роль ведущего.
План урока:
Слова ведущего.
Позвольте пригласить сюда родоначальника индукции, человека - легенду, выступающего под девизом "Превратить магнетизм в электричество" (Майкл Фарадей).
Майкл Фарадей. Девиз: “Превратить магнетизм в электричество".
Я, Майкл Фарадей, великий английский физик и химик. Я - учёный - самоучка. В школе я получил только начальное образование. Но мне всегда чертовски везло. Из-за того, что мне в жизни попадались замечательные и талантливые люди, а также из-за моей огромной тяги к наукам, фортуна сама подвела меня к открытию века - открытию электромагнитной индукции. В 1831 году я смог превратить магнитное поле в электрическое на расстоянии: опыт Фарадея.
Слова ведущего.
Нельзя забывать и о замечательной плеяде российских учёных. Следующий участник выступает под девизом "Каждому следствию есть причина"; это маэстро российской электротехники (Эмилий Ленц).
Эмилий Ленц. Девиз: "Каждому следствию есть причина".
Я, Эмилий Христианович Ленц, русский физик, профессор, академик, интеллигент, один из основоположников электротехники. После гениального открытия господина Фарадея в течение двух лет пытался определить направление индукционного тока. Это мне удалось в 1833 году: опыт Ленца. Правило мое простое: индукционный ток всегда противодействует причине, его вызвавшей. Но самое важное, что нашло широкое применение в технике - то, что я подметил, что из электродвигателя, питающегося током, можно получить генератор, этот ток дающий. Вспомните марксовское "деньги - товар - деньги".
Слова ведущего.
Индукция Фарадея должна иметь свою силу, в противном случае от неё толку мало. Прошу выйти к нам участника с девизом "Вся сила - во мне!" (ЭДС индукции).
ЭДС индукции. Девиз: "Вся сила - во мне!".
Я - основная величина индукции, её электродвижущая сила. Моя формула проста и получила название закона электромагнитной индукции <Приложение1>.
Обращаю внимание на то, что знак "минус" показывает, что господин Ленц был совершенно прав. Основное применение моей силы люди нашли во многих приборах, в частности, в счётчиках электрической энергии. Этот прибор нам очень известен и по-своему дорог. И хотя это очень точный прибор, но и его можно обмануть. А как это можно сделать, я не скажу, а то и вам захочется.
Слова ведущего.
В электрической цепи часто происходят интересные явления. Об этом нам расскажет участница с девизом "Сама себе хозяйка" (Самоиндукция).
Самоиндукция. Девиз: "Сама себе хозяйка".
Я - самоиндукция. Смысл мой в появлении индукционного электрического поля при изменении тока: опыт с катушкой и сопротивлением (лампочка через катушку загорается с опозданием и потухает с опозданием). Это поле командует током, и главная его команда - "не торопись, дружок".
Слова ведущего.
Мы живём в квартирах и домах, стены и потолки которых сплошь начинены проводами. Что же находится в этой подпольной сети розеток, выключателей и проводов. Об этом повествует участник, девиз которого "Одна нога здесь, а другая - там" (Переменный ток).
Переменный ток. Девиз: “Одна нога здесь, а другая - там”.
Без меня невозможны никакие процессы в электрической цепи. Я, переменный ток – колебания свободных зарядов с определенной частотой по гармоническому закону. Я колеблюсь за 1 секунду 50 раз в одну сторону, 50 раз - в другую, значит, моя частота 50 Гц. Раскалённый волосок электрической лампочки не успевает сильно остыть за то время, в течение которого сила тока равна нулю. К тому же наш глаз не может подметить быстрых колебаний освещённости. Главное моё достоинство - то, что меня очень легко преобразовать.
Слова ведущего.
Следующий представитель мира учёных – это английский лорд, девизом которого являются слова “Теория и практика – одного поля ягоды”. Послушаем его! (Уильям Томсон).
Уильям Томсон. Девиз: “Теория и практика – одного поля ягоды”.
Я, Уильям Томсон, английский физик. Сделал очень многое в молекулярной физике и электродинамике. За большие заслуги был удостоен высокого звания лорда. Моя формула связывает воедино теоретические и практические величины в электрической цепи. Это частота и период с одной стороны, и ёмкость и индуктивность – с другой <Приложение1>.
Слова ведущего.
Ответ на этот вопрос не требует больших знаний по физике. Отвлечёмся от него и подумаем: а что же даёт нам то, чего мы всегда так жаждем. Об этом нам расскажет участник с девизом “Электродвигатель наоборот” (Генератор переменного тока).
Генератор переменного тока. Мой девиз прост: “Электродвигатель наоборот”.
Я – генератор переменного тока. Родился в 1832 году в Париже. За 170 с лишним лет сильно изменился. Теперь даю ток любой частоты и любой силы. Живу на электростанции. Состою из двух частей – движущейся (ротора) и недвижущейся (статора). Из–за вращения ротора мой статор вынужден давать ток, даже тогда, когда он этого не хочет. Сам я закрываю глаза на эту мелочь, ведь миссия у меня велика – служить человечеству!
Слова ведущего.
Надо отдать должное генератору, ведь нет на Земле более гуманной миссии, чем эта. Сейчас к нам выйдет участница с девизом: “Да будет свет!”, служащая нам верой и правдой многие годы (Электрическая цепь).
Электрическая цепь. Девиз: “Да будет свет!”.
Я являюсь матерью трёх моих основных компонентов – катушки, ёмкости и нагрузки. Я – электрическая цепь. Без меня неоткуда течь току, некуда течь и выполнять свою основную функцию, а самое главное – не по чему течь. Я бываю разной по числу элементов, но одно остаётся неизменным – я всегда начинаюсь с источника и заканчиваюсь потребителем <Приложение1>.
Слова ведущего.
Первая дочь цепи – мамы отличается прямотой характера и свободомыслием. Она выступает под девизом “Делай всё наоборот” (Катушка).
Катушка. Девиз: “Делай всё наоборот”.
Я – очень загадочное явление в цепи. Я – катушка. Характер у меня, прямо скажем, скверный. Называется он индуктивность. Чем я вреднее, тем сильнее сопротивляюсь. Моё сопротивление <Приложение1> пропорционально моему характеру. Это видно на опыте с катушкой (лампочка горит ярче без сердечника в катушке).
Слова ведущего.
Вторая дочь в отличие от первой более покладиста и очень щедра. Девиз её “Чем больше, тем лучше!” (Ёмкость).
Ёмкость. Девиз: “Чем больше, тем лучше!”
Я – копилка электрического заряда. Я – ёмкость. Правда, меня иногда называют конденсатором, но я не обижаюсь, пусть! Живу я спокойно, коплю заряд; накоплю, сразу же отдаю нуждающимся. Чем я больше, тем я меньше сопротивляюсь. Моё сопротивление <Приложение1> обратно пропорционально моей ёмкости. В цепи постоянного тока из–за меня лампочка загореться не может, а вот в цепи переменного тока я постоянно при деле, так как ток течёт регулярно то в одну, то в другую сторону.
Слова ведущего.
Третью дочь в народе называют Золушкой. Бывает она в разных обличьях, но всегда под девизом “Горю, звоню, грею, кручу, говорю, или мастер на все руки!” (Нагрузка).
Нагрузка. Девиз: "Горю, звоню, кручу, говорю, или мастер на все руки!"
Я - нагрузка и обладаю активным сопротивлением R=U/I. Меня нагружают током, и я могу быть любым бытовым прибором. Человек тоже может быть нагрузкой и обладает сопротивлением. Чтобы узнать - велико ли оно, достаточно поместить два пальца в рабочую розетку и вкусить запретный плод. Если вы почувствуете, что ничего не чувствуете и сопротивление ваше велико, увеличьте напряжение между пальцами, но не забывайте, что вы не одни - другим тоже хочется!
Слова ведущего.
Со следующим нашим героем надо держать ухо востро и вообще желательно не знакомиться. Один только девиз чего стоит “Жизнь – это вечная борьба” (Резонанс).
Резонанс. Девиз: "Жизнь - это вечная борьба".
Меня зовут резонанс. По сути своей, я очень изменчив. Живут во мне два человека, плохой и хороший, живут и борются постоянно. Возникаю я при близкой дружбе катушки и ёмкости, когда нагрузки дома нет. Формула моя проста: XL=XC при R, стремящемся к нулю. Пользу приношу, в основном, в радиосвязи. Именно из-за меня вы имеете возможность смотреть любой канал телевидения и слушать любую радиопередачу. Иногда я приношу и вред. Из-за меня иногда сгорают провода и даже бывают пожары. Но в большинстве этих случаев всё-таки виноваты люди.
Слова ведущего.
В заключение для сообщения выйдет уникальный участник нашего шоу, имеющийся практически в любом электрическом приборе, нам известном. (Трансформатор).
Трансформатор. Девиз: “Сделать из мухи слона или мал золотник, да дорог”.
Я имею честь выступать от имени всех моих “кровных братьев”. Родились мы в России в 1875 году. Мы – трансформаторы! Мы обладаем тремя замечательными качествами: это простота, надежность и экономичность. Наша цель в жизни – преобразование того, что нам дают. Из малого мы делаем большое, и, по необходимости, из большого – малое. Состоим мы из двух катушек, соединённых стальным сердечником. Мы бываем маленькими, большими и даже огромными, сильными и не очень. Мы понижаем напряжение и повышаем его. У нас ненормированный рабочий день, но мы не жалуемся. Часто мы так нагреваемся, что нас приходится охлаждать специальным маслом.