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. В.А. Касьянов (базовый уровень), 2014 год
Уровень обучения
базовый
Тема урока
Электромагнитная индукция.
Общее количество часов, отведённое на изучение темы
1
Место урока в системе уроков по теме
2 урок по теме «Электромагнетизм» ,6 часов
Цель урока
Сформировать у обучающихся необходимые знания о явлении электромагнитной индукции, законе электромагнитной индукции и правиле Ленца.
Задачи урока
Обучающие: раскрыть сущность явления электромагнитной индукции; показать практическую значимость изучаемого явления.
Развивающие: способствовать развитию умений работать в паре, высказывать собственные суждения и аргументировать свою точку зрения.
Воспитательные: воспитывать материалистическое мировоззрение при объяснении результатов опытов.
Планируемые результаты
Давать определения понятиям: электромагнитная индукция, индукционный ток; формулировать правило Ленца.
Техническое обеспечение урока
2 катушки, полосовой магнит, гальванометр, реостат, ключ, источник тока, компьютер, мультимедийный проектор. «Открытая физика 1.1»; модель для демонстрации правила Ленца.
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока
Физика. 11 класс: дидактические материалы/ А.Е. Марон, Е.А. Марон. – М.: Дрофа, 2010.
Волков В.А. Поурочные разработки по физике 11 кл. – М.:ВАКО, 2010
Содержание урока
1. Организационный этап.
Приветствие, проверка присутствующих, организация внимания учащихся.
2. Актуализация знаний.
Обучающиеся выполняют самостоятельную работу (приложение).
3. Постановка цели урока.
- Что является источником магнитного поля?
- Какая физическая величина служит характеристикой магнитного поля?
- Как с помощью магнитного поля (без источника тока) получить в катушке электрический ток? (заслушиваются ответы обучающихся)
Учитель с помощью опыта подтверждает ответы обучающихся.
Опыт: В катушку соединенную с гальванометром вводится и выводится постоянный магнит.
- Итак, сегодня на уроке изучим явление электромагнитной индукции.
Тема урока: «Явление электромагнитной индукции».
Цель урока: Изучить явление электромагнитной индукции, сформулировать закон электромагнитной индукции и правило Ленца.
4. Первичное усвоение новых знаний.
Объяснение учителя.
В первой половине XIX в. английский физик М. Фарадей задался целью превратить магнитную энергию в электрическую. В течение 10 лет проводил эксперименты, думая, как используя магнит, получить ток.
Эксперимент 1.(На партах у учащихся лежит оборудование. Работа в паре.)
Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.
-Какие именно движения катушки и магнита порождают в цепи ток? (в моменты внесения и вынесения магнита;
-в моменты внесения и вынесения самой катушки в постоянном поле магнита)
-А всегда ли удаётся получить электрический ток в замкнутой цепи при движении магнита? катушки?
-магнит приводится в движения за пределами катушки, т.е. не пересекает проводящий контур;
- перемещая катушку в однородном поле магнита, так, чтобы линии индукции всё время были перпендикулярны плоскости контура, гальванометр не зафиксирует наличие тока.
Эксперимент 2.
Вставляйте и вынимайте дугообразный магнит из катушки с различной скоростью и для каждого случая замечайте максимальную силу индукционного тока.
- От чего зависит ток индукции?
- угол отклонения стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость движения магнита;
-при изменении направления движения магнита на противоположное, направление тока тоже меняется на противоположное.
Эксперимент 3.
Катушку соедините с миллиамперметром, наденьте на катушку с железным сердечником и подключите последнюю через реостат и ключ замыкания тока к источнику питания.
Изменяйте силу тока в катушке электромагнита при помощи реостата с различной скоростью и для каждого случая замечайте максимальную силу индукционного тока.
- Как получить ток в катушке, соединённой с гальванометром, если вместо магнита использовать проводник с током (катушку с током)?
(- в моменты включения или выключения тока;
- в моменты увеличения или уменьшения его с помощью реостата наблюдается отклонение стрелки гальванометра)
Демонстрация: опыты Фарадея. «Открытая физика 1.1»
Три основных опыта, раскрывающих суть явления электромагнитной индукции рисую на доске, а учащиеся переносят в свои рабочие тетради.
Продолжая анализировать опыты, выделяем общее:
Проводящий контур - либо покоится, либо движется
Магнитное поле - пронизывает контур
магнитный поток - изменяется с течением времени
Направление индукционного тока (так же как и величина ЭДС индукции) считается положительным, если оно совпадает с выбранным направлением обхода контура, и отрицательным, если оно противоположно направлению обхода контура.
В чём заключается явление электромагнитной индукции?
Учащимися даётся определение явления, используя фиксированные записи.
Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.
Закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС, так как по модулю производная от магнитного потока по времени равна ЭДС индукции, возникающей в контуре.
Ф ́=
= ̶ Ф ́
=
= ̶
Правило определения индукционного тока было установлено Э.Х.Ленцем.
Правило Ленца.
Индукционный ток в контуре имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
Работа учащихся с учебником с. 71. Разбор правила Ленца.
Индукционный ток в массивных проводниках называют токами Фуко.
Опыт взаимодействия алюминиевого кольца и магнита, для демонстрации индукционных токов.
- Почему сплошное кольцо взаимодействует с магнитом в момент приближения и удаления, а с разрезанным кольцом таких действий не происходит?
Применение: плавка металлов в вакууме, в бытовых микроволновых СВЧ – печах, генераторы, трансформаторы.
Вредное действие: бесполезная потеря энергии в сердечниках трансформаторов и в генераторах.
5. Первичная проверка понимания. Фронтальный опрос.
Почему закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС, а не для силы тока?
Как формулируется закон электромагнитной индукции?
Почему в законе электромагнитной индукции стоит знак «минус»?
Что можно сказать о зависимости силы индукционного тока и ЭДС-индукции от скорости изменения магнитного потока через катушку?
6. Первичное закрепление. Работа в парах.
Решение задач.
1. За какой промежуток времени магнитный поток изменяется на 0,004 Вб, если в контуре возбуждается ЭДС индукции 16 В? (Ответ: Δt = 2,5 мс.)
2. Соленоид содержит 100 витков проволоки. Найти ЭДС индукции, если в этом соленоиде за 5 мс магнитный поток равномерно изменяется от 3 мВб до 1,5 мВб. (Ответ: 30В.)
3. В обмотке на стальном сердечнике с площадью поперечного сечения 100 см2 в течение 0,01 с возбуждается ЭДС индукции 150 В при изменении магнитной индукции от 0,3 Тл До 1,3 Тл. Сколько витков в обмотке? (Ответ: 150.)
4. Проволочная прямоугольная рамка со сторонами 18 см и 5 см расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно к силовым линиям. Определите индукцию этого поля, если при его исчезновении за 0,015 с в рамке возникает ЭДС = 4,510¯3 В. (Ответ: 7,510¯3Тл.)
7. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
§21, задачи 2,3
8. Рефлексия
Я научился …
Я узнал …
Я понял …
Приложение
Вариант 1
1. Пылинка с зарядом в Кл и массой 1 мг влетает в однородное магнитное поле и движется по окружности. Определите период обращения пылинки, если модуль индукции магнитного поля равен 1 Тл.
2. Два параллельных проводника, сила тока в которых по 100А, находятся в вакууме. Определите расстояние между проводниками, если вследствие их взаимодействия на отрезок проводника длиной 75 см действует сила 0,05 Н.
Вариант 2
1. Пылинка, заряд которой Кл и масса 1 мг, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл и движется по окружности. Сколько оборотов сделает пылинка за 3,14с?
2. Какова сила тока в двухпроводной линии постоянного тока, если сила взаимодействия между проводами на каждый метр длины равна Н, а расстояние между проводами 20 см?
Вариант 3
1. Электрон движется со скоростью 2∙м/с в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, с индукцией 0, 1 Тл. Определите радиус траектории движения электрона ( = 9,1∙ кг, е = - 1,6∙ Кл).
2. Два параллельных длинных проводника расположены в вакууме на расстоянии 4 см друг от друга. В одном из них сила тока 25А, а в другом – 5 А. Найдите длину участка проводника, на который будет действовать сила 0,0012 Н.
Вариант 4
1. Протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость движения протона ( = 1,67∙ кг, = 1,6∙ Кл).
2. Определите силу тока в проводнике, если он притягивает к себе параллельный проводник длиной 2,8 м, сила тока в котором 58А, с силой 3,4∙ Н. Расстояние между проводниками 12 см.
Автор(ы): Дубова О. П.
Скачать: Физика 11кл - Конспект.doc
