Электромагнитная индукция

• Образовательные: обобщить и систематизировать знания учащихся о явлении электромагнитной индукции, его применении на практике.
• Развивающие: развивать интеллектуальные способности учащихся, уметь излагать в доступной научной форме свои мысли; уметь обобщать материал; развивать свой кругозор, формировать умения и навыки самостоятельно добывать знания, используя компьютерные технологии;
• Воспитательные: воспитывать умение преодолевать трудности, выслушивать оппонентов, отстаивать свою точку зрения, уважать окружающих, создавать условия для формирования информационной и коммуникативной культуры учащихся.

Оборудование: компьютер с мультимедийным проектором, модель поезда на магнитной подушке, модель генератора, выставка «Трансформаторы», компьютерные презентации учащихся, гальванометр, катушка, постоянный магнит, опыты на DVD дисках, аудиомагнитофон, стенгазета «Электромагнитная индукция в современной технике»

Программное обеспечение: приложения MS Power Point, MS Word; Открытая физика 1.1; измерительный комплекс по физике L-Micro.

II. Актуализация знаний. (Фронтальная беседа) Учитель задает вопросы, ученики дают ответы, используя слайды презентации.

– Кто и когда открыл явление ЭМИ?

– В чем заключается явление ЭМИ?

– Что называется магнитным потоком? Какой формулой выражается?

– Правило Ленца; применение правила Ленца для определения индукционного тока;

– Закон ЭМИ;

– От чего зависит ЭДС индукции, возникающая в проводнике, который движется в переменном во времени магнитном поле?

– Что называют самоиндукцией?

– Что называют индуктивностью проводника?

– От каких величин зависит индуктивность?

– Что принимают за единицу индуктивности в СИ?

– Чему равна ЭДС самоиндукции?

– Чему равна энергия магнитного поля тока?

– В чем состояла гипотеза Максвелла?

Учитель: Открытие явлений электромагнитной индукции и самоиндукции сыграло огромную роль в развитии теории электромагнетизма и в практической деятельности человеческого общества. Если Х. Эрстед показал связь электрических явлений с магнитными, то М. Фарадей установил связь магнитных явлений с электрическими. Это привело к созданию общего учения об электромагнитных явлениях, в котором все электрические и магнитные явления рассматриваются с единой точки зрения. Благодаря этим открытиям люди создали множество приборов.

А начиналось все с опытов английского ученого Майкла Фарадея.

Демонстрация опытов Майкла Фарадея на компьютере с помощью программы «Открытая физика»

Учитель. Явление электромагнитной индукции лежит в основе действия разнообразных генераторов тока, трансформаторов, записи и воспроизведения информации, в детекторах и т.д., без которых немыслима современная наука и техника.

Сегодня на уроке мы рассмотрим некоторые примеры использования электромагнитной индукции в современном мире.

Эпиграфом к нашему уроку будут слова «Познай самого себя». Как вы думаете, почему эти слова подходят к нашей деятельности на этом уроке? (Так как к данному уроку были выполнены электронные презентации, самостоятельно подбирали материал, готовили защиту проектов).

Мы с вами в течение некоторого времени занимались над единым проектом «Электромагнитная индукция». Сегодня пришло время для защиты вашей творческой работы. Ваша задача внимательно прослушать выступления своих одноклассников и дать оценку их работам.

(В конце выступления выступающий должен обязательно сделать вывод)

1) Первооткрыватели явления электромагнитной индукции. (Приложение 1)

(Презентация об ученых, которые внесли большой вклад в развитие электромагнитных явлений: М.Фарадей, Э.Х.Ленц, Д.Вебер, Д.Генри, Н.Тесла, Д.К.Максвелл,,)

Явление электромагнитной индукции позволяет считывать видео– и аудиоинформацию с магнитных лент. Магнитная лента – тонкая пластмассовая лента, покрытая слоем ферромагнитного порошка. При записи информации на магнитную ленту сигнал подается на записывающую головку (ферромагнетик С-образной формы с зазором).

Магнитное поле, возникающее в зазоре, ориентирует беспорядочно расположенные домены на движущейся магнитной ленте. При воспроизведении записи остаточная индукция доменов, движущихся вместе с лентой, создает магнитное поле в зазоре головки воспроизведения. Это поле в результате электромагнитной индукции вызывает ЭДС индукции в выходной обмотке головки, подобную записанному сигналу.

Запись и воспроизведение звука на магнитную ленту и на жесткий диск.

Для обнаружения металлических предметов применяются специальные детекторы.

В аэропортах детектор металла фиксирует поля индукционных токов в металлических предметах. Магнитное поле В₀, создаваемое током I₀ передающей катушки, индуцирует в металлических предметах токи, препятствующие (по правилу Ленца) изменению магнитного потока. В свою очередь, магнитное поле В' этих токов индуцирует в катушке-приемнике ток I, запускающий сигнал тревоги.

4) Поезда на магнитной подушке. (Приложение 4)

В поезде на магнитной подушке сверхпроводящие катушки с током, размещенные на дне вагона, индуцируют ток в алюминиевых катушках на полотне дороги.

Отталкивание сверхпроводящих катушек и катушек на полотне дороги приподнимает вагон над землей. Движение поезда вызывается взаимодействием сверхпроводящих катушек, расположенных вдоль стенок вагонов, и катушек внутри ограничительных бортиков полотна дороги.

Демонстрационный опыт. «Поезд на магнитной подушке» (Используется набор из механики)

Левитация. В сверхпроводнике индукционный ток существует достаточно долго, поэтому в результате отталкивания токов в сверхпроводнике и в постоянном магните высокотемпературный проводник зависает над магнитом.

История изобретения трансформатора;

Устройство трансформатора и его работа;

Работа трансформатора на холостом ходу;

Работа трансформатора с нагрузкой;

Использование трансформатора при передаче электрической энергии.

Вопрос: Почему гудят трансформаторы?

6) Генераторы электрического тока. (Приложение 6)

– Объясните принцип работы спидометра.

8) Использование измерительного комплекса по физике L-Micro

Демонстрационный опыт. Определение магнитной индукции катушки с током с помощью измерительного комплекса L-Micro.

IV. Подведение итогов урока.

Сегодня мы с вами повторили явление электромагнитной индукции и выяснили, где оно находит применение в наши дни. Ваша работа проделана не впустую, так как все ученики ознакомились с данными проектами. И, если вы позволите, то эти проекты будут использованы учителями и учениками на других уроках.

На перемене ознакомьтесь с газетой «Электромагнитная индукция в современной технике», которую выпустили учащиеся вашего класса, а также рассмотрите выставку «Трансформаторы».

– Что нового узнали на уроке?

– Чему научились при подготовке к уроку?

– Какие трудности возникли?

– Есть удовлетворение от полученных результатов?

– Актуальна ли данная тема в наши дни?

Повторить § 8-17, выполнить домашнюю к/р, приготовить шпаргалки по теме «Электромагнитная индукция», подготовка к физическому диктанту.