Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета: «Физика».
Класс: 11
УМК: Физика. 11 класс. /Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин; под.ред. Н.А. Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2010.
Уровень обучения: базовый.
Тема урока: «Направление индукционного тока. Правило Ленца».
Общее количество часов, отведённое на изучение темы: 12
Место урока в системе уроков по теме:
Данный урок, в системе уроков раздела «Магнитное поле», представляет ступеньку продвижения обучающихся к полному усвоению учебного материала, к овладению опытом поисковой и творческой деятельности. Учитель в системе таких уроков обеспечивает обучающихся дифференцированными заданиями, помогает им овладевать знаниями на разных уровнях сложности, опытом самообучения и самообразования. Определение направления индукционного тока по правилу Ленца является одним из самых сложных моментов для восприятия обучающихся.
Цель урока: объяснение сущности правила Ленца; формирование умения пользоваться правилом Ленца для определения направления индукционного тока.
Задачи урока:
Дидактическая – создавать условия для усвоения нового учебного материала через проблемно-деятельностный подход.
Образовательная – выработать умение определять направление индукционного тока с помощью правила Ленца.
Развивающая – развивать познавательную активность и логическое мышление обучающихся при решении задач на нахождение направления индукционного тока в конуре.
Воспитательная – воспитывать ответственность за результаты учебного труда, понимание его значимости.
Планируемые результаты.
Обучающиеся должны:
понимать смысл правила Ленца;
формулировать правило Ленца;
уметь применять правило Ленца для определения направления индукционного тока, возникающего в замкнутом контуре.
Техническое обеспечение урока:
1. Компьютер, проектор, экран, документ-камера.
2. Оборудование по физике: гальванометр, катушка, магнит, прибор Петроевского.
Демонстрации: а) опыта с прибором Петроевского, б) опыта, подтверждающего справедливость правила Ленца (с катушкой, гальванометром и магнитом).
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока:
1. Карточки-задания.
Содержание урока:
I.Организационный момент (1 мин.). Мобилизующее начало урока («исходная мотивация». Позитивный настрой на урок.
II.Проверка домашнего задания (7 мин).
2.1. Индивидуальные задания:
А) Задача №1. Какой магнитный поток пронизывает круглую поверхность радиусом 8 см, расположенной под углом 300 к вектору индукции, при индукции поля 0,5 Тл?
Б) Задача №2. Определить магнитную индукцию магнитного поля, если магнитный поток через площадь 300 см2, ограниченную контуром, составил 0,008 Вб. Угол между вектором магнитной индукции и плоскостью контура составляет 600.
В) Тест (См. Приложение 1.).
2.2. Фронтальный опрос:
Как было открыто явление электромагнитной индукции М. Фарадеем?
Показать опыты Фарадея по обнаружению электромагнитной индукции.
В чём состоит сущность явления электромагнитной индукции?
Укажите способы определения направления вектора магнитной индукции.
От чего зависит величина индукционного тока в контуре?
Что называют магнитным потоком?
В каких единицах измеряется магнитный поток?
Как изменяется магнитный поток при включении (выключении) тока в цепи или изменении силы тока реостатом?
На доске сделать чертеж и вывести формулу для вычисления магнитного потока.
III. Актуализация знаний (3 мин).
3.1. Создание проблемной ситуации.
При рассмотрении явления электромагнитной индукции мы не обращали особого внимания на направление индукционного тока в контуре. Остановимся теперь на этом вопросе. Как вы думаете от чего зависит направление индукционного тока в контуре?
3.2. Формулирование темы урока и основной его задачи.
IV. Изучение нового материала (15 мин.)
4.1. Историческая справка.
В 1831 году, исследовав все важные стороны электромагнитной индукции, Фарадей установил несколько правил для определения направления индукционного тока в различных частных случаях. Однако общего правила ему установить не удалось.
Оно было установлено в 1834 году русским учёным Э.Х.Ленцем.
Эмилий Христианович Ленц (1804-1865) - российский физик и электротехник, академик Петербургской АН (1830), ректор Санкт-Петербургского университета (с 1863). Установил (1833) правило, названное его именем, экспериментально обосновал закон Джоуля- Ленца (1842). Дал методы расчета электромагнитов (совместно с Б. С. Якоби), открыл обратимость электрических машин.
4.2. Демонстрация опыта
Если к катушке, в которой может возникнуть индукционный ток, подсоединить гальванометр, то можно заметить, что стрелка отклоняется в разные стороны в зависимости от того приближается магнит к катушке или удаляется; зависит отклонение стрелки гальванометра и от полюса магнита.
Значит, индукционный ток меняет свое направление. Катушка с протекающим током подобна магниту с южным и северным полюсом. Можно предсказать в каком случае катушка будет притягивать магнит, а когда отталкивать.
4.3. Взаимодействие магнита с индукционным током.
Для того чтобы сблизить магнит и катушку надо совершить работу. Так как при приближении магнита к катушке на ближайшем конце у катушки возникает одноименный полюс, то магнит с катушкой отталкиваются. Если бы они притягивались, то был бы нарушен закон сохранения энергии. Доказать это положение. Подтвердить вывод с помощью прибора, изображенного на рисунке. Хорошо видно, как при приближении магнита к замкнутому кольцу, оно будет отталкиваться от магнита. При удалении магнита от кольца оно начинает притягиваться к магниту.
С разрезанным кольцом ничего не происходит, так как в нем не создается индукционный ток.
Отталкивает или притягивает катушка магнит, зависит от направления индукционного тока. На основании закона сохранения энергии получили правило, позволяющее определять направление индукционного тока.
На первом рисунке видим, что при приближении магнита к катушке магнитный поток пронизывающий витки катушки увеличивается, а во втором случае – уменьшается.
На первом рисунке вновь созданные линии индукции выходят из верхнего конца катушки (катушка отталкивает магнит), на втором рисунке все наоборот.
4.4. Правило Ленца. Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.
4.5. Применение правила Ленца.
По правилу Ленца можно:
показать направление вектора В внешнего магнитного поля;
определить увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур;
показать направление вектора Вi магнитного поля индукционного тока ( при уменьшении магнитного потока вектора В внешнего магнитного поля и Вi магнитного поля индукционного тока должны быть направлены одинаково, а при увеличении магнитного потока В и Вi должны быть направлены противоположно);
по правилу буравчика определить направление индукционного тока в контуре.
4.6. Алгоритм использования правила Ленца для решения задач.
1. Определить направление вектора магнитной индукции внешнего магнитного поля В.
2. Установить уменьшается или увеличивается магнитный поток пронизывающий контур, т. е. ∆Ф<0 или ∆Ф>0.
3. Если магнитный поток, пронизывающий контур увеличивается, то согласно правилу Ленца линии магнитной индукции поля будут препятствовать (противоположно направлены) изменению магнитного потока. Если магнитный поток уменьшается, то линии магнитной индукции будут сонаправлены изменению магнитного потока.
4. С помощью правила буравчика (для кругового тока) или правила правой руки (для прямого тока) определяем направление индукционного тока.
V. Закрепление изученного материала (15 мин).
5.1. Вопросы:
Как определить направление индукционного тока?
Что произойдет в кольце, когда в него введут магнит, если кольцо сделано из: а) не проводника; б) проводника; в) сверхпроводника?
Что определяется скоростью изменения магнитного потока через контур?
5.2. Решение качественных задач:
№610 из «Сборника задач по физике» Н.А.Парфентьевой.
№914, №915, №916, №917, №918 из «Задачника» А.П.Рымкевича
VI. Подведение итогов урока. Рефлексия (3 мин.).
1. Что вам более всего удалось во время урока, какие виды деятельности были выполнены наиболее успешно?
2. Что мы делали нерационально?
3. В чем вы видите собственное приращение?
VII. Задание на дом (1 мин.).: § 10, упр. 2 № 1,2.
Список литературы и Интернет-источников:
1. Балдина Е.А. Применение правила Ленца. [Электронный ресурс] // «Классная физика». – М., 2004-2016.- URL: http://class-fizika.narod.ru/10_17.htm
2. Иоффе А.Ф. О физике и физиках.- Л.: Наука, 1985.- 544 с.
3. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; Физика. 11 класс. / под.ред. Н.А. Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2014.- 206 с.
4. Парфентьева Н.А. Сборник задач по физике. 10-11 классы. – М.: Просвещение, 2010. - 448 с.
5. Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 классы. - М.: «Дрофа», 2013. - 192 с.
6. Тюменцева О.Н. Тест по физике на тему «Электромагнитная индукция» http://www.metod-kopilka.ru/test_po_fizike_na_temu_elektromagnitnaya_indukciya-56396.htm
7. Хрестоматия по физике /под ред. Б. И. Спасского; сост. А. С. Енохович. – М.: : Просвещение, 1987. - 288 с.
Приложение 1.
Тест по теме «Электромагнитная индукция. Магнитный поток»
1. Кто открыл явление электромагнитной индукции?
А. Эрстед.
Б. Кулон.
В. Вольта.
Г. Фарадей.
2. Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит возникновение ЭДС электромагнитной индукции в катушке?
1. В катушку вставляется постоянный магнит.
2. Из катушки вынимается постоянный магнит.
3. Постоянный магнит вращается вокруг своей продольной оси внутри катушки.
А. Только в случае 1. Б. Только в случае 2. В. Только в случае 3. Г. В случаях 1 и 2.
Д. В случаях 1, 2 и 3.
3.Как называется физическая величина, равная произведению модуля В индукции магнитного поля на площадь S поверхности, пронизываемой магнитным полем, и косинус
угла а между вектором В индукции и нормалью п к этой поверхности?
А. Индуктивность. Б. Магнитный поток. В. Магнитная индукция. Г. Самоиндукция. Д. Энергия магнитного поля.
4. При вдвигании полосового магнита в металлическое кольцо и выдвигании из него в кольце возникает индукционный ток. Этот ток создает магнитное поле. Каким полюсом обращено магнитное поле тока в кольце к: 1) вдвигаемому северному полюсу магнита и 2) выдвигаемому северному полюсу магнита.
A. 1 — северным, 2 — северным. Б. 1 — южным, 2 — южным.
B. 1 — южным, 2 — северным. Г. 1 — северным, 2 — южным.
5. Как называется единица измерения магнитного потока?
А. Тесла. Б. Вебер. В. Гаусс. Г. Фарад. Д. Генри.
6. Ниже перечислены свойства различных полей. Какими из них обладает электростатическое поле?
1. Линии напряженности обязательно связаны с электрическими зарядами.
2. Линии напряженности не связаны с электрическими зарядами.
3. Поле обладает энергией.
4. Поле не обладает энергией.
5. Работа сил по перемещению электрического заряда по замкнутому пути может быть не равна нулю.
6. Работа сил по перемещению электрического заряда по любому замкнутому пути равна нулю.
А. 1, 4, 6. Б. 1, 3, 5. В. 1, 3, 6. Г. 2, 3, 5. Д. 2, 3, 6. Е. 2, 4, 6.
7. Контур площадью 1000 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, угол между вектором В индукции и нормалью к поверхности контура 60°. Каков магнитный поток через контур?
А. 250 Вб. Б. 1000 Вб. В. 0,1 Вб. Г. 2,5 · 10-2 Вб. Д. 2,5 Вб.
Автор(ы): Долгова В. М.
Скачать: Физика 11кл - Конспект.docx
