Продолжите всякое изменение магнитного потока
Перейти к содержимому

Продолжите всякое изменение магнитного потока

  • автор:

Открытый урок «Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Закон Ленца»

Оборудование: разборный школьный трансформатор, гальванометр, постоянный магнит, аккумулятор, источник переменного тока, реостат, ключ, замкнутый виток с низковольтной лампой, соединительные провода, стержень с двумя алюминиевыми кольцами на концах, одно из которых сплошное, другое с разрезом, портрет М.Фарадея, телевизор, в/ф «Явление электромагнитной индукции», карточки-задания, кроссворды, ребус, криптограмма, оборудование для опытов.

I. Оргмомент.

II. Мотивация учебной деятельности

Учитель. Мы с вами прошли тему «Электромагнетизм». Сегодня нам предстоит выяснить, как вы усвоили этот материал. Обобщим знания о магнитном поле, будет совершенствовать умения объяснять магнитные явления. Раскроем особенные и общие черты магнитного и электрического полей, проведем контроль знаний, продолжим формирование умений наблюдать, обобщать, синтезировать изученное.

III. Практическая работа -КМД-

Класс делится на 4 группы. Они работают так:

Первая группа – пишет физический диктант. (Приложение 1.)
Вторая группа – решает кроссворд. (Приложение 2.)
Третья группа – решает качественные задачи. (Приложение 3.)

И получают баллы за каждую работу. Потом обмениваются между собой заданиями.

Четвертая группа – четверо играют в карты.

Пока они готовятся, желающие получить жетоны, правильно отвечают на поставленные вопросы:

– В каком месте Земли магнитная стрелка обоими концами показывает на юг? (На северном географическом полюсе)

– Если поднести несколько раз к часам сильный магнит, то показания часов будут неправильными. Как объяснить это? (Стальная пружина и другие стальные детали часов, намагничиваясь, взаимодействуют друг с другом, вследствие чего правильный ход часов нарушается)

– Правильно ли указано направление тока?

Учитель. А вот, что написал о магнитных явлениях Д.И. Менделеев, мы сможем сказать, если расшифруем, что здесь написано. (Приложение 3). К доске идет.

Решение задач.

IV. Изучение нового материала

Учитель. Ранее в электродинамике изучались явления, связанные или обусловленные существованием постоянных во времени (статических и стационарных) электрических и магнитных полей. Появляются ли новые явления при наличии переменных полей? Впервые явление, вызванное переменным магнитным полем, наблюдал в 1831году М.Фарадей. Он решал ПРОБЛЕМУ: может ли магнитное поле вызвать появление электрического тока в проводнике? А теперь посмотрим опыты и послушаем объяснение их.

По итогам зачета объявляются оценки и комментируются.

Учитель. А сейчас переходим к изучению новой темы. Цель урока мы узнаем, если разгадаем ребус. (Приложение 2) Да, да! Именно эти слова записал Майкл Фарадей в своем дневнике в 1822 году. «Превратить магнетизм в электричество». После открытия Эрстедом в 1820 году магнитного поля, было установлено, что магнитное поле и эл.ток всегда существуют одновременно. Фарадей, зная о тесной связи между током и магнитном полем, был уверен, что с помощью магнитного поля можно создать в замкнутом проводнике эл.ток. Он провёл многочисленные опыты и доказал это, открыв в 1831году явление электромагнитной индукции.
С биографией М.Фарадея нас познакомит студент .

V. Демонстрация опытов Фарадея.

Учитель. Рассмотрим опыты Фарадея, с помощью которых он открыл явление электромагнитной индукции.

1. Возьмем соленоид, соединенный с гальванометром (рис. 1), и будем вдвигать в него постоянный магнит. Оказывается, что при движении магнита стрелка гальванометра отклоняется. Если же магнит останавливается, то стрелка гальванометра возвращается в нулевое положение. То же самое получается при выдвижении магнита из соленоида или при надевании соленоида на неподвижный магнит. Такие опыты показывают, что индукционный ток возникает в соленоиде только при относительном перемещении соленоида и магнита.

2. Будем опускать в соленоид В катушку с током А (рис. 2). Оказывается, что и в этом случае в соленоиде В возникает индукционный ток только при относительном перемещении соленоида В и катушки А.

3. Вставим катушку А в соленоид В и закрепим их неподвижно (рис. 3). При этом тока в соленоиде нет. Но в моменты замыкания или размыкания цепи катушки А в соленоиде В появляется индукционный ток. То же самое

получается в моменты усиления или ослабления тока в катушке А с помощью изменения сопротивления R.
В дальнейшем цепь катушки А, соединенную с источником электрической энергии, будем называть первичной, а цепь соленоида В, в которой возникает индукционный ток, – вторичной. Эти же названия будем применять и к самим катушкам.

4. Включим первичную катушку в сеть переменного тока, а вторичную катушку соединим с лампой накаливания (рис. 4). Оказывается, лампа непрерывно горит, пока в первичной катушке течет переменный ток.
Нетрудно заметить, что общим для всех описанных опытов является изменение магнитного поля в соленоиде, которое и создает в нем индукционный ток.
Выясним теперь, всякое ли изменение магнитного поля вокруг замкнутого контура наводит в нем индукционный ток. Возьмем плоский контур в виде рамки, соединенной с гальванометром. Поместим рядом с рамкой магнит так, чтобы его линии индукции не проходили внутри рамки, а находились в ее плоскости (рис. 5а).

Оказывается, что при перемещении рамки или магнита вдоль плоскости рисунка стрелка гальванометра не отклоняется. Если же рамку поворачивать вокруг оси 00′ (рис. 5б), то в ней возникает индукционный ток.

На основании описанных опытов можно сделать следующий вывод: индукционный ток (и э. д. с. индукции) в замкнутом контуре появляется только в том случае, когда изменяется магнитный поток, который проводит через площадь, охваченную контуром.
С помощью этого явления может получится эл. ток практически любой мощности, а это позволяет широко использовать эл. энергию в промышленности. Получается она в основном с помощью индукционных генераторов, принцип работы которых основан на явлении эл-магнитной индукции. Поэтому Фарадей по праву считается одним из основателей электротехники.

Рассмотрим подробнее явление электромагнитной индукции.

Пусть в однородном магнитном поле с индукцией В находится прямолинейный металлический проводник длиной L.
Приведем этот проводник в движение со скоростью так, что бы угол между векторами В и составлял 90 градусов, то вместе с проводником будут направленно двигаться и его собственные электроны, так как их движение происходит в магнитном поле, то на них должна действовать сила Лоренца.
С помощью правила левой руки можно установить, что свободные электроны будут смещаться к концу А. И тогда между А и В возникает напряжение U , которое создаст в нем эл. силу Fэл., которая уравновесит Fл. Fэл.= Fл., в этом случае смещение электронов прекратится.
Fэл.= Е . q = U/L . q, а Fл.= В . . q . sinU/L . q = В . . q . sinU = В . . L . sin, но напряжение на полюсах при разомкнутой цепи = Е.
Еинд.= В . . L . sin

А если проводник включить в цепь, то в ней возникает индукционный ток.

Направление индукционного тока, возникающего в прямолинейном проводнике при его движении в магнитном поле, определяется по правилу правой руки (рис. 7): если правую руку расположить вдоль проводника так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а отогнутый большой палец показывал направление движения проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока в проводнике.

VI. Закон Ленца.

Учитель. В катушке, замкнутой на гальванометр, при перемещении магнита, возникает индукционный ток. Как определить направление индукционного тока? По правилу правой руки? (А переломов не бойтесь!) Давайте определим это!
Индукционный ток создает собственное магнитное поле. Связь между направлением индукционного тока в контуре и индуцирующим магнитным полем была установлена Ленцем.
Пусть имеется катушка, вокруг катушки существует изменяющееся магнитное поле и оно пронизывает витки другой катушки. А при всяком изменении магнитного поля, пронизывающего контур замкнутого проводника, в нем наводится индукционный ток. А как определить направление индукционного тока? По правилу правой руки?
Обратимся к опыту. Почему кольцо отталкивается от магнита? А с прорезью нет? (U – тока нет.)

Значит в кольце возник ток (инд.), магнитное поле. И можно определить поле. Поменяем полюса магнита. И видим: что взаимодействие между полюсами всегда препятствует движению магнита. Ленцу удалось обобщить эту закономерность: эту связь называют законом Ленца.

Определение: индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором его магнитное поле противодействует причине его вызывающей.

Eщё раз повторим правило Ленца.

Вернемся к опыту. Стрелка гальванометра отклоняется тем дальше, чем быстрее вдвигается в соленоид магнит или катушка с током.

Э.д.с. индукции, возникающая в какой-либо цепи, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока – время, за которое происходит изменение магнитного потока. Знак минус показывает, что когда магнитный поток уменьшается ( – отриц.), э.д.с. создает индукционный ток, увеличивающий магнитный поток и наоборот.
Исходя из формулы:

VII. Закрепление материала.

Просмотр видеофильма «Электромагнитная индукция». Решение задач.

VIII. Задание на дом.

§ 23(2-6). № 18.10, № 18.12, № 14. Повторить «Эл.ток в газах»

IX. Итог урока.

Учитель. Спасибо вам за урок!.

Приложение 1.

Физический диктант

1. Напишите формулы для расчетов:

а) силы Лоренца;
б) магнитной проницаемости среды;
в) модуля вектора магнитной индукции;
г) магнитного потока;
д) силы Ампера;

2. Дополните следующие определения:

а) сила Лоренца – это .
б) сила Ампера – это .
в) температура Кюри – это .
г) магнитная проницаемость среды характеризует .

3. Какая физическая величина измеряется в теслах? Чему равна 1Тл?

4. Какими способами можно получить магнитное поле?

5. Какие величины характеризуют это поле?

6. Какую физическую величину измеряют в веберах? Чему равен 1Вб?

7. Дополните предложения:

а) У диамагнетиков они обладают свойством .
б) У ферромагнетиков их отличительные свойства .
в) У парамагнетиков для них характерно .
г) Сила Ампера применяется .
д) Электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы состоят из . действуют они так:
е) Сила Лоренца используется .

Приложение 2.

По вертикали в выделенных клетках: катушка проводов с железным сердечником внутри. В каждую клетку включая нумерованную напишите по букве так чтобы по горизонтали получить слова:

1. Ученый, впервые обнаруживший взаимодействие электрического тока и магнитные стрелки.
2. Место магнита, где наблюдаются наиболее сильные магнитные действия.
3. Устройство, работающее на слабых токах, при помощи которого можно управлять электрической цепью с сильными токами.
4. Изобретатель первого в мире телеграфного аппарата, печатающего буквы.
5 и 6. Приборы, совместное пользование которыми позволяет передавать звук на далекие расстояния.
7. Изобретатель электромагнитного телеграфа и азбуки из точек и тире.
8. Ученый, объяснивший намагниченность молекул железа электрическим током.
9. Прибор, служащий для ориентации на местности, основной частью которого является магнитная стрелка.
10. Русский ученый, который изобрел электрический телеграф с магнитными стрелками.
11. Одна из основных частей приборов 5 и 6, названных выше.
12. Приемник тока, служащий для превращения электрической энергии в механическую.
13. Вещество, из которого делают постоянные магниты.

Приложение 3.

Прочитайте слова английского физика, которыми он определил поставленную перед собой задачу. Назовите ученого, год, когда эта задача была решена, и явление которое им было открыто.

Отгадайте слово по буквам, каждую из которых надо определить, решив задачу

1. Мысленно поставьте стрелку по направлению тока на участке проводника НМ.
2. Каков номер в алфавите второй буквы слова, покажет после включения тока северный конец магнитной стрелки.
3. Поставьте знак направления тока в кружке изображающем сечение проводника, и из двух подсчетов выберите тот, который содержит этот знак.
4. Мысленно поставьте стрелку, указывающую направление магнитных линий внутри катушки с током.
5. Нужная буква стоит у северного конца магнитной стрелки.
6. Выберите букву, которая стоит у положительного полюса источника тока.

Всё что нужно знать о магнитном потоке

Магнитным потоком называется одна из того множества физических концепций, что остаются вне поля зрения большинства обывателей и ассоциируются у них в лучшем случае либо с чем-то занудным и бесполезным, когда-то пройденным в школе, либо и вовсе с какой-нибудь псевдонаучной теорией. Тем не менее, данный термин напрямую связан с явлением, наделённым исключительной ролью в современной физике, технике и быту — электромагнитной индукцией, и не может рассматриваться отдельно от нее.

Характеристики МП

Характеристики МП

Краткая история открытия

Понятие под названием «магнитный поток» было сформулировано самым выдающимся учёным эпохи королевы Виктории — Майклом Фарадеем. Ещё до него датчанин Ганс Кристиан Эрстед открыл то, что электричество порождает магнитную силу, а французы Био и Савар вывели закономерности, действующие при этом. Фарадей же искал обратное решение, веря, что магнитные силы способны возбудить электрический ток.

Размышляя над этой проблемой, экспериментатор придумал и провел несколько опытов, на первый взгляд доступных даже школьнику, но в то время бывших прорывом. Он намотал две катушки, которые, как известно, способны генерировать магнитное поле. Запитав их, Фарадей ожидал, что при включении одной катушки в другой начнется соответствующее электрическое движение. Первые опыты, однако, успехом не увенчались.

Позже по случайности было замечено, что ток возникает лишь в моменты включения или выключения первой катушки. Фарадей понял, что появлению тока способствует изменение магнитного поля или, точнее говоря, изменение магнитного потока. Понятие «магнитный вектор или поток» исследователь ввел позже, пытаясь создать строгие формулировки для найденного им феномена.

Что называют магнитным потоком

Наглядно магнитный поток можно представить, как проекцию пучка или потока силовых линий магнитного поля — линий магнитной индукции В (совокупность этих линий ещё называют плотностью магнитного потока) на перпендикуляр, приложенный к определенной площади пространства. Чем отвеснее падает вектор B на плоскость, тем больше его проекция на перпендикуляр — магнитный поток, который обозначается буквой Ф.

Определение магнитного потока

Определение магнитного потока

Более строго магнитный поток Ф определяется именно как поток вектора магнитной индукции, проходящий через некую поверхность. Плотность магнитного потока вычисляется как интеграл, то есть, сумма потоков, бегущих через бесконечно малые площади на этой поверхности. Благодаря такому представлению достигается нужная точность вычислений.

Интегральная формула

Интегральная формула

Интегральное счисление используется чаще всего для сложных кривых форм. Если рассматриваемая площадь — это простая плоскость и магнитное влияние на нее одинаково во всех точках, тогда используется такая формула магнитного потока:

Вычисление потока

Вычисление потока

На основании данной формулы можно понять, от чего зависит магнитный поток. Это такие характеристики, как индукция, площадь и угол между линиями индукции и плоскостью. Чем больше площадь, угол и индукция магнитного поля, тем сильнее магнитный поток.

Расширенное определение магнитного потока

Расширенное определение магнитного потока

Нам известно, в чем измеряется магнитная индукция и площадь — это тесла и метр квадратный. Следовательно, единицей измерения магнитного потока в СИ является Тл·м 2 , получившая название вебер (Вб или Wb). 1 Вебер равен 1 В·с. Согласно определению, магнитный поток, который меняется на 1 Вебер в секунду, вызовет в проводнике электродвижущую силу, равную 1 Вольту. Если продолжить разложение единицы измерения, принятой для магнитного потока в СИ до основных, то 1 Вебер = 1 кг · м 2 · с -2 · А -1 .

В более старой системе СГС используется такая единица измерения, как максвелл, сокращенное обозначение которой Мкс: 1 Мкс равен 10 -8 Вб.

Зависимости, связанные с магнитным потоком

Магнитный поток фигурирует во многих выражениях. Прежде всего, с ним связано такое понятие, как электромагнитная индукция.

Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции

Величину ЭДС электромагнитного поля можно найти с помощью довольно простой формулы:

Формула ЭДС

Формула ЭДС

Как видим, ЭДС равна отношению изменения магнитного потока dФ к промежутку времени dt, в течение которого оно совершается. Это один из ключевых законов электродинамики и физики в целом.

Вторая формула менее популярна, однако приложение теории Гаусса к магнетизму довольно просто говорит о любопытном факте:

Формула для замкнутой поверхности

Формула для замкнутой поверхности

Формулировка, в которой указано, что магнитный поток через любую замкнутую поверхность равен нулю, на первый взгляд непонятна. Но что такое замкнутая поверхность? Это любая гипотетическая сфера, коробка и другое вместилище. Значит, внутри него не может находиться никакого точечного источника магнитного поля, от которого бы расходились незамкнутые линии, пронзающие эту поверхность. Только магнитный вихрь жизнеспособен. Это противопоставляет магнитные явления электрическим, где всегда можно найти точечный положительный и отрицательный заряды, распространяющие в пространство свои линии напряжённости. Это объясняет, почему никогда нельзя получить один полюс магнита — их всегда два, на сколько кусков не разломай его. Магнитный поток всегда замыкается на двух полюсах.

На практике возникают ситуации, когда линии магнитной индукции проходят через поверхность, ограниченную не одним контуром, а несколькими. Например, это могут быть витки соленоида. Они имеют одинаковую площадь и расположены параллельно друг другу. Поэтому магнитный поток соленоида или катушки индуктивности вычисляется по формуле:

Расчет потока для катушки

Расчет потока для катушки

Магнитный поток, проходящий через какую-либо поверхность, ограниченную контуром, можно изменить несколькими способами.

Способы позволяющие изменить величину магнитного потока

Способы позволяющие изменить величину магнитного потока

Применение в быту

Трудно переоценить значение магнитного потока. Именно явление электромагнитной индукции тока позволяет получать удобную, эффективную форму энергии, без которой человечество не приобрело бы нынешнего облика — электроэнергию. Изменение магнитного потока из-за вращения ротора генераторов самых разнообразных станций, работающих на химическом или ядерном топливе, силе текущей воды и ветра, позволяет генерировать переменный ток, легко передающийся по проводам на любое расстояние.

План урока по физике на тему «Электромагнитная индукция» (11 класс)

изучение физических особенностей электромагнитных явлений, разъяснить суть явления электромагнитной индукции в опытах и в теории.

Развивающая:

вовлечение учащихся в процесс изучения новой темы, развитие логического мышления путём создания проблемной ситуации; продолжить работу над формированием представлений о современной физической картине мира, расширением кругозора учащихся.

Воспитательная:

создание условий для дальнейшего формирования внимательности, усидчивости, положительного отношения к знаниям, учиться видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни.

Оборудование: дроссельная катушка, гальванометр, постоянный магнит, презентация «электромагнитная индукция», презентация «применение», презентация «сегодня на уроке», медиа-проектор , карточки домашнего задания, лист контроля, тестовые задания.

МПС: математика, электротехника, спецтехнология.

Тип урока: изучение нового материала.

Структура урока:

I . Организационный момент. — 1 мин

II . Сообщение цели и темы урока. — 7 мин

III . Изучение нового материала: — 42 мин

ü объяснение материала (презентация 1);

ü просмотр фрагментов видеофильма : «электромагнитная индукция»;

ü применение электромагнитной индукции (презентация 2);

ü просмотр видеофильма : «генератор»;

VI . Закрепление: — 13мин

ü просмотр видеофильма: «явление электромагнитной индукции»;

ü тест достижений;

ü коррекция знаний;

VII . Подведение итогов: — 5мин

ü подведение итогов урока (презентация 3);

ü выставление оценок;

ü рефлексия;

VIII . Задание на дом: — 2мин

ü выполнить задание по правилу Ленца;

ü выучить материал конспекта в тетради.

Ход урока:

I . Организационный момент.

II . Сообщение цели и темы урока:

Введение в ход урока : Сегодня у нас открытый урок – слайд 1

И я проведу классический урок изучения нового материала. Смотрим, что он собой представляет — слайд 2

На всех этапах урока я надеюсь на вашу внимательность и активность. Желаю вам творческого настроя и успешной работы.

Постановка проблемного вопроса :

— Какой раздел физики мы изучаем? (Магнитное поле)

— Чем создаётся магнитное поле? (Электрическим током)

Вывод: если по проводнику протекает электрический ток, то вокруг него создаётся магнитное поле.

Тогда закономерно возникает вопрос:

если электрический ток создает магнитное поле, то может ли магнитное поле создать электрический ток?слайд 3

Опыт : дроссельная катушка, гальванометр, соединительные провода, постоянный магнит. Задача: получить электрический ток.

(Любой ученик пробует выполнить у доски практическое задание)

— Это явление, когда магнитное поле порождает электрический ток, называется электромагнитной индукцией, а появившийся ток индукционным, (лат. inductio – наведение).

Запись темы в тетради : (билет 17 первый вопрос) – слайд 4

III . Изучение нового материала:

Сегодня на уроке вы сделали открытие. Эту задачу пытались решить многие учёные 19 века. Но первый решающий вклад в открытии электромагнитных взаимодействий был сделан Майклом Фарадеем — слайд 5, 6

Запись в тетради : — слайд 7

М. Фарадей (англ. уч.)
28.08.1831г.

Постановка проблемного вопроса : — слайд 8

«…Превратить магнетизм в электричество» — записал в своём дневнике Фарадей в 1821 году. И только через 10 лет он смог решить эту задачу. Мы с вами откроем то, что Фарадей не мог открыть 10 лет в течение урока. Фарадей не мог понять одного: что только движущийся магнит вызывает ток. Покоящийся магнит тока в катушке не вызывает. Почему?

Введение понятия «магнитный поток»:

— Что создаётся вокруг постоянного магнита? (Магнитное поле)

— С помощью чего изображается магнитное поле?

(Линий магнитной индукции)

— Как направлены линии магнитной индукции?

(От северного полюса к южному) — слайд 9

Совокупность линий магнитной индукции называется магнитным потоком. И магнитный поток пронизывает некий замкнутый контур.

(Показать листом бумаги)

Запись в тетради : — слайд 10 (и можно показать увеличенный слайд 11)

Ф — магнитный поток – совокупность линий

магнитной индукции, Вб (Вебер).

слайд 12. Некий замкнутый контур находится на разных расстояниях от постоянного магнита. Что особенного можно заметить? (Разное количество линий пронизывает контур).

— А это есть магнитный поток. Тогда этот магнитный поток через контур меняется при движении.

Вывод: когда двигаем магнит через замкнутый контур, то магнитный поток изменяется. Всякое изменение магнитного потока порождает ток, который называется индукционным. Тогда, что такое электромагнитная индукция?

Запись в тетради : слайд 13

Электромагнитная индукция – явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при всяком изменении магнитного потока через этот контур.

Вывод: слайд 14

— А когда изменяется магнитный поток?

Вывод: Магнитный поток, пронизывающий катушку, может изменяться:

за счет изменения магнитного поля, в котором находится неподвижная катушка;

за счет движения самой катушки в магнитном поле — слайд 15

Просмотр видеофильма : индукция 2слайд 16

— Прежде чем появляется ток, появляется ЭДС, называемая ЭДС индукции.

Запись в тетради: слайд 17

Опытами Фарадея было установлено, что ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потоказакон электромагнитной индукции

— закон электромагнитной индукции.

— скорость изменения магнитного потока, Вб/с — слайд 18, 19

Запись в тетради: слайд 20

Знак минус означает, что ЭДС индукции вызывает индукционный ток, магнитное поле которого противодействует изменению магнитного потокаправило Ленцаслайд 21

Просмотр видеофильма : индукция 3слайд 22

Объяснение правила Ленца: слайд 2329

Возникающий индукционный ток в замкнутом контуре переменный, стрелка отклоняется в разные стороны. И это происходит только при движении магнита или катушки, то есть меняется магнитное поле.

Вывод: Переменное магнитное поле порождает переменный индукционный ток.

Применение электромагнитной индукции: слайд 1, 2

Однажды после лекции Фарадея в Королевском обществе, где он демонстрировал свои опыты, к нему подошел богатый коммерсант 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.

Просмотр видеофильма : индукция 1слайд 3

Постановка проблемного вопроса: Давайте попробуем ответить на этот вопрос. Где нам может пригодиться электромагнитная индукция? слайд 4

· Принцип действия генераторов — слайд 5

Просмотр видеофильма : «генератор» — слайд 6

· Принцип действия трансформаторов — слайд 7, 8, 9

· Запись на магнитный диск и считывание с него происходит на основе явления электромагнитной индукции (жесткий диск компьютера, диски CD- и DVD-ROM, флэш-карты) — слайд 10

· обнаружение металлических предметов – специальные детекторы — слайд 11

· поезда на магнитных подушках — слайд 1217

Запись в тетради: — слайд 18

Вывод: 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 сегодняшний день трудно представить без генератора, трансформатора, компьютера.

Без всего этого немыслима современная наука и техника.

VI . Закрепление:

просмотр видеофрагмента «явление электромагнитной индукции»

тест достижений

Выполняют тест, состоящий из 10 вопросов по новой теме.

Критерий оценки: «5» — 10,9 «4» — 8,7 «3» — 6,5 «2» — 4-0

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

А. явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при всяком изменении ЭДС в этом контуре

В. явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при всяком изменении тока в этом контуре

С. явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при всяком изменении напряжения в этом контуре

D . явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при всяком изменении магнитного потока через этот контур

Е. явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при всяком изменении сопротивления контура

2. ФОРМУЛА МАГНИТНОГО ПОТОКА

А. В. С. D . Е.

3. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ

А. электродвигатель В. трансформатор С. генератор

D . конденсатор Е. аккумулятор

4. ЕДИНИЦА ЭДС ИНДУКЦИИ

А. Вебер В. Фарад С. Вольт D . Ампер Е. Ватт

5. ПРАВИЛО ЛЕНЦА

А. ЭДС индукции вызывает индукционный ток, магнитное поле которого противодействует изменению сопротивления

В. ЭДС индукции вызывает индукционный ток, магнитное поле которого противодействует скорости изменения магнитного потока

С. явление возникновения индукционного тока при всяком изменении магнитного потока

D . совокупность линий магнитной индукции создаёт магнитный поток

Е. ЭДС индукции вызывает ток

6. ФОРМУЛА ЗАКОНА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

А. В. С. D . Е.

7. МАГНИТНЫЙ ПОТОК

А. способность проводника накапливать заряд

В. вид материи, осуществляющий взаимодействия между зарядами

С. вектор магнитной индукции

D . совокупность линий магнитной индукции

Е. явление возникновения индукционного тока при всяком изменении магнитного потока

8. ЕДИНИЦА МАГНИТНОГО ПОТОКА

А. Ватт В. Ампер С. Вольт D . Вебер Е. Фарад

9. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ

А. аккумулятор В. электродвигатель С. конденсатор

D . генератор Е. трансформатор

10. ОБОЗНАЧЕНИЕ ЭДС ИНДУКЦИИ

А. S В. I С. Ei D. B Е . Ф

коррекция знаний: изучение протокола тестирования (сравнивают свои ответы с эталоном). Выставляют оценку в лист контроля и количество правильных ответов.

Фамилия и имя ___________________

Оценка за тест _________

Количество верных ответов________

Оценка за участие на уроке:

учителя _______ самооценка_______

Оцените свою мыслительную деятельность на уроке:

на уроке понял всё________________

что было не понятно:

-не запомнились формулы________

вообще ничего не понял:__________

— не слушал на уроке______________

— было не интересно______________

Совместно определяем оценки (поднятая рука).

VII . Подведение итогов:

Подведение итогов урока : слайд 1

Сегодня на уроке мы с вами

· изучили явление электромагнитной индукции и условия его возникновения;

· сделали вывод, что переменное магнитное поле порождает переменный индукционный ток;

· показали практическое применение явления электромагнитной индукции;

· новый материал применим в профессиональной деятельности.

· «Живёт природа по своим законам.слайд 2

Мы изучаем их, стремясь понять.

И очень важно знать и понимать основы,

Чтоб эти знания в жизни применять!»

выставление оценок за урок: оценивание степени участия на уроке: самооценка и оценка учителя.

рефлексия: учащиеся оценивают свою мыслительную деятельность на уроке: на уроке понял всё, что было не понятно (суть явления, кто открыл, не запомнились формулы, где применяется), вообще ничего не понял (не слушал на уроке, было не интересно).

VIII . Задание на дом:

► выполнить задание по правилу Ленца;

► выучить материал конспекта в тетради;

► пожелание учащимся: «Скажи мне – и я забуду, покажи – и я запомню, дай мне сделать самому – и я пойму» слайд 3

Методическая разработка урока «Закон электромагнитной индукции» в 11 классе

Электромагнитная индукция. Магнитный потокМайкл Фарадей 1791—1867 11 класс

5 слайд Магнитный поток
Магнитным потоком Ф через некоторую поверхность называют скалярную физическую величину, равную произведению модуля В вектора магнитной индукции на площадь поверхности S и косинус угла между векторами нормали к плоскости контура и магнитной индукции.
Вильгельм Вебер
1804—1891
Ф = [Вб]

Способы изменения магнитного потока?

6 слайд Способы изменения магнитного потока
?

Способы изменения магнитного потока:Изменение индукции магнитного поля, в кот.

7 слайд Способы изменения магнитного потока:
Изменение индукции магнитного поля, в котором находится контур.
1
�� 1
�� 2
�� 1 < �� 2
�� 1 = �� 2 ;
⟹ Ф 1 < Ф 2

Способы изменения магнитного потока:Изменение размеров контура (S).2 �� 1= �� 2.

8 слайд Способы изменения магнитного потока:
Изменение размеров контура (S).
2
�� 1= �� 2
�� 1 > �� 2 ;
⟹ Ф 1 > Ф 2
�� 1
�� 2

Способы изменения магнитного потока:Изменение ориентации контура в магнитном.

9 слайд Способы изменения магнитного потока:
Изменение ориентации контура в магнитном поле (изменение угла)
3
Ф = Фmax, если… ?

Магнитный поток через контур изменяется, если изменяется число линий магнитно.

10 слайд Магнитный поток через контур изменяется, если изменяется число линий магнитной индукции, пронизывающих контур.
ВЫВОД:
СМ. ОПЫТ (видео)

ВЫВОДЫ из опытов:Индукционный ток в контуре (катушке) возникает :1. При перем.

11 слайд ВЫВОДЫ из опытов:
Индукционный ток в контуре (катушке) возникает :
1. При перемещении постоянного магнита относительно катушки
2. При перемещении электромагнита относительно катушки
3. При перемещении сердечника относительно электромагнита, вставленного в катушку
4. При изменении (регулировании) тока в цепи электромагнита
5. При замыкании и размыкании цепи.

Майкл Фарадей 1791—1867При любом изменении магнитного потока, пронизывающего.

12 слайд Майкл Фарадей
1791—1867
При любом изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур, в этом контуре возникает индукционный ток, существующий в течение всего времени изменения магнитного потока.
Явление электромагнитной индукции (явление ЭМИ)
Мне удалось превра-тить магнетизм в электричество!!
29 августа 1831 г.

Электромагнитная индукция. Магнитный потокИндукционный ток возникает в зам.

13 слайд Электромагнитная индукция. Магнитный поток
Индукционный ток
возникает в замкнутом проводящем контуре при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих этот контур.

Электромагнитная индукция. Магнитный потокИндукционный ток возникает в зам.

14 слайд Электромагнитная индукция. Магнитный поток
Индукционный ток
возникает в замкнутом проводящем контуре при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих этот контур.

Б. С. ЯкобиЭ. Х. ЛенцИ. ПиксиМ. И. Доливо-Добровольский

15 слайд Б. С. Якоби
Э. Х. Ленц
И. Пикси
М. И. Доливо-Добровольский

Электромагнитная индукция. Магнитный поток Д/З: § 7, стр. 34 (задания в рамке)

16 слайд Электромагнитная индукция. Магнитный поток

Д/З: § 7, стр. 34 (задания в рамке)

Получите профессию

HR-менеджер

за 6 месяцев Пройти курс
Рабочие листы
к вашим урокам Скачать Выбранный для просмотра документ 2. ОК. ЭМИ.docx

11 кл. ОК «Магнитный поток. Явление и закон электромагнитной индукции. Правило Ленца» § 7, 8 · Основная характеристика магнитного поля — магнитная индукция , измеряется в Тл (тесла), характеризует поле в ДАННОЙ точке · МАГНИТНЫЙ ПОТОК – характеристика магнитного поля внутри контура Магнитный поток через контур обозначается Ф, измеряется в Вб (вебер) Изменение магнитного потока: ∆Ф = Ф2— Ф1 Скорость изменения магнитного потока: Индукционный (наведенный) магнитный поток: Ф i Явление электромагнитной индукции · 29 августа 1831 г. М.Фарадей ; суть явления электромагнитной индукции: В замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока ∆Ф через контур возникает индукционный ток Ii . (Индукция — появление, возникновение, наведение). Индукционный ток в катушке возникает: 1. при перемещении постоянного магнита относительно катушки (рис); 2. при перемещении электромагнита относительно катушки; 3. при перемещении сердечника относительно электромагнита, вставленного в катушку; 4. при изменении (регулировании) тока в цепи электромагнита; 5. при замыкании и размыкании цепи (рис) Закон электромагнитной индукции Причиной возникновения индукционного тока является ЭДС индукции. Сила индукционного тока зависит от свойств контура (т.е. от сопротивления контура R ): (закон Ома) ЭДС индукции e i не зависит от свойств контура, а зависит от скорости изменения магнитного потока: ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.

Появление индукционного тока свидетельствует о действии в контуре сторонних сил (о возникно­вении ЭДС индукции e i ). (Помнить: e = [В] ) Основные применения электромагнитной индукции: индукционные генераторы на всех электростанциях, динамомашины, трансформаторы. Правило Ленца: 37Возникновение индукционного тока — следствие закона сохранения энергии! В случае 1 рис. слева): При приближении магнита (или увеличении тока, или замыкании цепи): магнитный поток Ф нарастает Þ DF >0; ;. Чтобы компенсировать это изменение (увеличение) внешнего поля, в контуре возникает индукционное магнитное поле, направленное в сторону, противоположную внешнему полю (характеристика поля – магнитная индукция): В случае 2 ( рис. справа): при удалении магнита (или уменьшении тока, или размыкании цепи): магнитный поток Ф убывает Þ DF . Чтобы компенсировать это изменение (уменьшение), в контуре возникает индукционное магнитное поле, поддерживающее внешнее поле: .

Магнитное поле всегда порождается электрическим током. Поэтому: Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток Ii имеет такое направление, что созданный им индукционный магнитный поток Ф i стремится компенсиро­вать любое изменение внешнего магнитного потока ∆Ф, вызывающее данный ток (правило Ленца).
Направление инд. тока и ЭДС в контуре считают отрицательным ( ), если противоположно (т.е. DF >0). Направление инд. тока и ЭДС положительно, если совпа­дает с , (т.е. DF <0). Поэтому с учетом правила Ленца (знака) выражение для закона электромагнитной индукции записывается так: Формула справедлива для СИ (коэффициент пропорциональности равен 1).
Если контур (например, катушка) состоит из нескольких витков, то, где n – количество витков
! В произвольном случае закон записывается через производную: , где e – мгновенное значение ЭДС индукции.

Безымянный

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1. В замкнутом витке проволоки сопротивлением 2·10 -2 Ом возникает индукционный ток величиной 5 А. Определите ЭДС индукции. 2. Зависимость магнитного потока от времени представлена на графике. Определите, как меняется магнитный поток на участках I , II , III . Подсчитайте ЭДС индукции на каждом участке. 3. За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно убывает с 7 мВб до 3 мВб. Определите ЭДС индукции. 4. Виток площадью 2 см 2 расположен перпендикулярно линиям индукции. Чему равна возникающая в витке ЭДС, если за 0,05 с магнитная индукция равномерно убывает с 0,5 Тл до 0,1 Тл? 5. Квадратная рамка помещена в однородное магнитное поле . Нормаль к плоскости рамки образует с направлением вектора магнитной индукции угол 60 0 . Определите изменение магнитной индукции ∆В, если при кратковременном включении тока в течение 0,01 с в рамке возникает ЭДС индукции, среднее значение которой 50 мВ. 6. Сколько витков провода должна содержать обмотка с поперечным сечением 50 см 2 , чтобы в ней при изменении магнитной индукции от 0,1 Тл до 1,1 Тл в течение 5 мс возбуждалась ЭДС индукции 100 В? 7. В однородном магнитном поле находится плоский проволочный виток площадью 10 см 2 и сопротивлением 1 Ом, расположенный перпендикулярно линиям индукции. Определите ЭДС индукции и силу индукционного тока, возникающего в витке, если магнитная индукция в течение 4 с равномерно убывала по закону В = 0,05 t .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *