Цель: изучить явление электромагнитной индукции (эми).
Задачи:
Образовательные:
- изучить явление эми;
- познакомить учащихся с правилом Ленца.
- познакомить учащихся с применением явления эми.
Воспитательные:
- на примере биографических фактов из жизни М.Фарадея, показать целеустремленность и трудолюбие ученого;
Развивающие:
- развитие логического мышления для объяснения результатов опытов;
- развитие интеллектуальных умений учащихся (наблюдать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, анализировать, делать выводы);
Оборудование:
- портрет Фарадея.
- приборы для демонстрации электромагнитной индукции (два гальванометра, источники тока: ВС-24, РНШ;
- разборный трансформатор и принадлежности к нему,
- полосовые магниты- 2 шт., ключ, реостат на 15 Ом,
- замкнутое алюминиевое кольцо, кольцо с разрезом),
- ЭОР "Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий"- 1С.
Образование - раздел Электродинамика.
План урока:
- Организационный момент.
- Повторение.
- Мотивационный этап.
- Изучение нового материала.
- Закрепление.
- Итог урока.
Ход урока
1. Организационный момент. <слайд 1>, <слайд 2>
Здравствуйте, ребята. Сегодня мы с вами на уроке познакомимся с ЭМИ или ласково назовем ее Эмичка. Что расшифровывается как электромагнитная индукция.
2. Повторение. <слайд 3>
- что называется магнитным потоком?
- каковы способы изменения магнитного потока?
- замкнутый контур нормально расположен в магнитном поле.
Что будет происходить с магнитным потоком, при повороте контура на 180°?
- что такое электрический ток?
- каковы условия его существования?
3. Мотивационный этап: <слайд 4>
Учитель задает вопрос классу: Возможно ли наличие тока в проводнике без источника тока?
(учащиеся дают свои предположения)
Опыт: соединить два демонстрационных гальванометра.
Вращая ручку одного, наблюдаем за отклонением стрелки на втором гальванометре. (рис 1.)
Рис. 1
Проблема: откуда появился ток в гальванометре?
Рис. 2
4. Изучение нового материала:
Опыт: внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром. (рис.2)
Проблема: Откуда появился ток в замкнутом контуре?
(предположения учащихся)
При затруднении учащимся можно задать несколько подсказывающих вопросов: <слайд 12>
- что из себя представляет контур? (ответ: контур замкнутый)
- что существует вокруг полосового магнита? (ответ: вокруг магнита существует магнитное поле)?
- что появляется, когда в контур вносят (выносят) магнит? (ответ: замкнутый контур пронизывает магнитный поток)
- что происходит с магнитным потоком при внесении (вынесении) магнита в замкнутый контур? (ответ: магнитный поток изменяется)
Вывод: Причина возникновения электрического тока в замкнутом контуре - изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур.
Это явление впервые было обнаружено Майклом Фарадеем в 1820 году. Оно было названо явлением электромагнитной индукцией.
Учитель: сейчас послушаем сообщение о М. Фарадее (сообщение учащихся) <слайд 5>
Учитель: Электромагнитная индукция - физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.
(учащиеся записывают в тетрадь) <слайд 6>
Учитель: Ток, возникающий в замкнутом контуре, называется индукционным.
(учащиеся записывают в тетрадь)
Учитель: Рассмотрим все случаи возникновения индукционного тока в замкнутом контуре. Для этого показываю серию опытов, учащиеся должны попытаться объяснить и указать причину возникновения индукционного тока.
Опыт 1: внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром.
Причина возникновения тока: изменение числа линий магнитной индукции.
Опыт 2: поворот рамки одного гальванометра, соединенного с другим гальванометром.
Причина возникновения тока: поворот рамки в магнитном поле.
Собираем электрическую цепь, состоящую из источника тока (ВС-24М, реостата на 15 Ом, ключа, разборного трансформатора, гальванометра - см. рис. 3)
Рис. 3
Опыт 3: замыкание (размыкание) ключа (рис. 3)
Причина возникновения тока: изменение силы тока в одной цепи приводит к изменению магнитной индукции.
Опыт 4 перемещение движка реостата. (рис.3)
Причина возникновения тока: изменение сопротивления в первой цепи приводит к изменению силы тока, а соответственно и изменению магнитной индукции рис. 3.
Учитель: Отчего зависит величина и направление индукционного тока?
Опыт: внесение (вынесение) магнита сначала северным полюсом, затем южным полюсом. (рис. 4)
Рис. 4
Вывод: направление тока зависит от направления магнитного поля и направления движения магнита.
Опыт: внесение (вынесение) магнита в замкнутый контур сначала с одним магнитом, затем с двумя магнитами. (рис. 5)
Рис. 5
Вывод: величина тока зависит от величины магнитной индукции. рис. 5
Опыт: вносим магнит сначала медленно, затем быстро.
Вывод: величина тока зависит от скорости внесения магнита.
Учитель: Для определения направления индукционного тока в замкнутом контуре используется правило Ленца: Индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток. (учащиеся записывают в тетрадь) <слайд 7>
Опыт: демонстрация правила Ленца (c замкнутым и с разрезом кольцом)
(пояснения рисунками на доске)
5. Закрепление. <слайд 8>, <слайд 13,14>
Учитель: Применим данное правило для следующих случаев: (рис. 6)
Рис. 6
(два случая учитель разбирает сам, записывая план решения на доске, два остальных случая учащиеся выполняют самостоятельно в тетрадях, двух учеников можно вызвать к доске, а можно предложить взаимоконтроль).
6. Домашнее задание. (на карточках) <слайд 9>
В стальной сердечник трансформатора, подключенного к напряжению 220В (РНШ) вносят замкнутый контур с лампочкой. Почему загорается лампочка при этом? Поясните рисунком. рис. 7.
Рис. 7
Учитель: Явление электромагнитной индукции нашло широкое применение в технике: трансформаторы, поезда на магнитной подушке, металлоискатели (детекторы металлов), запись и информации на магнитные носители и чтение с них. <слайд 10>
Показ видеороликов о применении явления электромагнитной индукции: детектор металлов, запись информации на магнитные носители и чтение с них - диск "Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий" Образовательные комплексы.
7. Итог урока. <слайд 11>
1) В чем заключается явление ЭМИ?
2) Вспомним опыты, позволяющие наблюдать это явление.
3) Кто открыл явление ЭМИ?
4) Что мы определяли с помощью правила Ленца?
5) Применение ЭМИ.