ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

Тема «Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции», 9 класс

Цели урока:

Цель – достичь образовательных результатов.

Личностные результаты:

– развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей;

– самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений;

– формирование ценностных отношений к результатам обучения.

Метапредметные результаты:

– овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования;

– освоение приемов действий в нестандартных ситуациях, овладение эвристическими методами решения проблем;

– формирование умений наблюдать, выделять главное, объяснять увиденное.

Предметные результаты:

– знать: магнитный поток, индукционный ток, явление электромагнитной индукции;

– понимать: понятие потока, явление электромагнитной индукции

– уметь: определять направление индукционного тока, решать типовые задачи ОГЭ.

Тип урока: изучение нового материала

Форма урока: урок-исследование

Технологии: элементы технологии критического мышления, проблемное обучение, ИКТ, технология проблемного диалога

Оборудование урока: компьютер, интерактивная доска, катушка, штатив с лапкой, полосовой магнит – 2 шт., демонстрационный гальванометр, провода, прибор для демонстрации правила Ленца.

Ход урока

Начало: 10.30

1. Организационный этап (5 минут).

Здравствуйте, ребята! Сегодня урок физики проведу я, меня зовут Иннокентий Иннокентьевич Малгаров, учитель физики Кыллахской школы. Очень рад работать с вами, с гимназистами, надеюсь, сегодняшний урок пройдет продуктивном ритме. На сегодняшнем уроке оценивается внимательность, самостоятельность, находчивость. Девиз нашего с вами урока «Все очень просто, нужно лишь понять!». Теперь, соседи по парте посмотрите друг на друга, пожелайте удачи и пожмите руки. Для наладки обратной связи я иногда буду хлопать в ладоши, а вы будете повторять. Проверим? Замечательно!

Посмотрите, пожалуйста, на экран. Что мы видим? Правильно, водопад и сильный ветер. Какое слово (одно!) объединяет эти два природных явления? Да, поток . Поток воды и поток воздуха. Сегодня также мы будем говорить о потоке. Только о потоке совсем другой природы. Вы догадываетесь о чем? С чем связаны темы, которые вы ранее проходили? Правильно, с магнетизмом. Поэтому, запишите тему урока в своих рабочих листах: Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции.

Начало: 10.35

2. Актуализация знаний (5 минут).

Задание 1. Посмотрите, пожалуйста, на экран. Что можно сказать о данном рисунке? Следует заполнить пропуски в рабочих листах. Посоветуйтесь с напарником.

1. Вокруг проводника с током возникает магнитное поле . Оно всегда замкнуто;

2. Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции 0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Посмотрите на экран. По аналогии заполните второй столбец для контура в магнитном поле.

Посмотрите, пожалуйста, на демонстрационный стол. На столе вы видите стойку с подвижным коромыслом с двумя алюминиевыми кольцами. Одно целое, а другое – с прорезью. Мы знаем, что алюминий не проявляет магнитных свойств. Начинаем вводить магнит в кольцо с прорезью. Ничего не происходит. А теперь начнем вводить магнит в целое кольцо. Обратите внимание, сто кольцо начинает «убегать» от магнита. Останавливаем движение магнита. Кольцо тоже останавливается. Потом начинаем осторожно убирать магнит. Теперь кольцо начинает следовать за магнитом.

Попробуйте объяснить увиденное (учащиеся пытаются объяснить).

Посмотрите, пожалуйста, на экран. Здесь скрыта подсказка. (Учащиеся приходят к выводу, что при изменении магнитного потока можно получить электрический ток).

Задание 4. Оказывается, если изменить магнитный поток, то можно получить электрический ток в контуре. Как изменить поток вы уже знаете. Как? Правильно, можно усилить или ослабить магнитное поле, изменить площадь самого контура и изменить направление плоскости контура. Теперь я расскажу одну историю. Вы внимательно слушайте и параллельно выполните задание 4.

В 1821 году английский физик Майкл Фарадей вдохновившись работами Эрстеда (того ученого, который открыл магнитное поле вокруг проводника с током) поставил перед собой задачу получить электричество из магнетизма. Почти целых десять лет он носил в кармане брюк провода и магниты, безуспешно пытаясь получить из них электрический ток. И однажды, совершенно случайно, 28 августа 1831 года у него это получилось. (Подготовить и показать демонстрацию). Фарадей установил, что если катушку быстро надевать на магнит (или снимать с него) то в ней возникает кратковременный ток, который можно обнаружить с помощью гальванометра. Данное явление стали называть электромагнитной индукцией .

Данный ток называют индукционным током . Мы говорили, что любой электрический ток порождает магнитное поле. Индукционный ток тоже создает свое магнитное поле. Причем данное поле взаимодействует с полем постоянного магнита.

Теперь, используя интерактивную доску, определите направление индукционного тока. Какой вывод можно сделать относительно направления магнитного поля индукционного тока?

Начало: 11.00

5. Применение знаний в различных ситуациях (10 минут).

Я вам предлагаю решить задания, которые предлагаются в ОГЭ по физике.

Задание 5. К сплошному алюминиевому кольцу, подвешенному на шёлковой нити, подносят с постоянной скоростью полосовой магнит (см. рисунок). Что будет происходить с кольцом в это время?

1) кольцо останется в покое

2) кольцо будет притягиваться к магниту

3) кольцо будет отталкиваться от магнита

4) кольцо начнёт поворачиваться вокруг нити

Задание 6.

1) Только во 2.

2) Только в 1.

4) Только в 3.

Начало: 11.10

5. Рефлексия (5 минут).

Пришло время оценить результаты нашего урока. Что вы нового узнали? Достигнуты ли цели, которые были поставлены в начале урока? Что для вас было трудным? Что особенно понравилось? Какие чувства вы испытали?

6. Информация о домашнем задании

Найдите в своих учебниках тему «Магнитный поток», «Явление электромагнитной индукции» прочитайте и проверьте, сможете ли вы ответить на вопросы для самопроверки.

Еще раз спасибо за сотрудничество, за интерес и, в общем, за очень интересный урок. Желаю хорошо изучить физику и на ее основе познавать устройство мира.

«Все очень просто, нужно лишь понять!»

Фамилия, имя учащегося_______________________________________ученик(ца) 9 класса

Дата «____»________________2016 г.

РАБОЧИЙ ЛИСТ

Тема урока:___________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

644 " style="width:483.25pt;border-collapse:collapse;border:none">

Задание 4. Заполните пропуски.

1. Явление возникновения тока в замкнутом проводнике (контуре) при изменении магнитного поля, пронизывающего этот контур называется _______________________;

2. Ток, который при этом возникает в контуре называется ___________________________;

3. Созданное индукционным током магнитное поле контура будет направлено __________________ магнитного поля постоянного магнита (Правило Ленца).

https://pandia.ru/text/80/300/images/image006_55.jpg" align="left hspace=12" width="238" height="89">Задание 6. Имеются три одинаковых металлических кольца. Из первого кольца выводится магнит, во второе кольцо вводится магнит, в третьем кольце находится неподвижный магнит. В каком кольце течет индукционный ток?

1) Только во 2.

2) Только в 1.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока:

• Образовательные – раскрыть сущность явления электромагнитной индукции; разъяснить учащимся правило Ленца и научить их пользоваться им для определения направления индукционного тока; разъяснить закон электромагнитной индукции; научить учащихся производить расчет ЭДС индукции в простейших случаях.
• Развивающие – развивать познавательный интерес учащихся, умение логически мыслить и обобщать. Развивать мотивы учения и интерес к физике. Развивать умение видеть связь между физикой и практикой.
• Воспитательные – воспитывать любовь к ученическому труду, умение работать в группах. Воспитывать культуру публичных выступлений.

Оборудование:

• Учебник «Физика – 11» Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин.
• Г.Н. Степанова.
• «Физика – 11». Поурочные планы к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева. автор – составитель Г.В. Маркина.
• Компьютер и проектор.
• Материал «Библиотека наглядных пособий».
• Презентация к уроку.

План урока:

Этапы урока	Время мин.	Методы и приемы
1. Организационный момент: Введение Исторические сведения		Сообщение учителем темы, целей и задач урока. Слайд 1. Жизнь и деятельность М.Фарадея. (Сообщение учащегося). Слайды 2, 3, 4.
2. Объяснение нового материала Определение понятий «электромагнитная индукция», «индукционный ток». Введение понятия магнитного потока. Связь магнитного потока с числом линий индукции. Единицы магнитного потока. Правило Э.Х.Ленца. Изучение зависимости индукционного тока (и ЭДС индукции) от числа витков в катушке и скорости изменения магнитного потока. Применение ЭМИ на практике.		1. Демонстрация опытов по ЭМИ, анализ опытов, просмотр видеофрагмента «Примеры электромагнитной индукции», Слайды 5, 6. 2. Беседа, просмотр презентации. Слайд 7. 3. Демонстрация справедливости правила Ленца. Видеофрагмент «Правило Ленца». Слайды 8, 9. 4. Работа в тетрадях, выполнение рисунков, работа с учебником. 5. Беседа. Эксперимент. Просмотр видеофрагмента «Закон электромагнитной индукции». Просмотр презентации. Слайды 10, 11. 6. Просмотр презентации Слайд 12.
3. Закрепление изученного материала	10	1. Решение задач № 1819,1821(1.3.5) (Сборник задач по физике 10-11. Г.Н. Степанова)
4. Подведение итогов	2	2.Обобщение изученного материала учащимися.
5. Домашнее задание	1	§ 8-11 (учить), Р. №902(б,г,е),911 (письменно в тетрадях)

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

1. Электрические и магнитные поля порождаются одними и теми же источниками – электрическими зарядами. Поэтому можно сделать предположение о том, что между этими полями существует определенная связь. Это предположение нашло экспериментальное подтверждение в 1831 году в опытах выдающегося английского физика М. Фарадея, в которых он открыл явление электромагнитной индукции. (слайд 1).

Эпиграф:

«Счастливая случайность
выпадает лишь на одну долю
подготовленного ума».

Л.Пастернак

2. Краткий исторический очерк о жизни и деятельности М.Фарадея. (Сообщение учащегося). (Слайды 2, 3).

II. Впервые явление, вызванное переменным магнитным полем, наблюдал в 1831 году М.Фарадей. Он решил проблему: может ли магнитное поле вызывать появление электрического тока в проводнике? (Слайд 4).

Электрический ток, рассуждал М.Фарадей, может намагнитить кусок железа. Не может ли магнит, в свою очередь, вызвать появление электрического тока? Долгое время эту связь обнаружить не удавалось. Трудно было додуматься до главного, а именно: движущийся магнит, или меняющееся магнитное поле, может возбудить электрический ток в катушке. (Слайд 5).
(просмотр видеофрагмента «Примеры электромагнитной индукции» ). (Слайд6).

Вопросы:

1. Как вы думаете, что приводит к возникновению электрического тока в катушке?
2. Почему ток был кратковременным?
3. Почему тока нет, когда магнит находится внутри катушки (Рисунок 1), когда не перемещается ползунок реостата (Рисунок 2), когда одна катушка перестает двигаться относительно другой?

Вывод: ток появляется при изменении магнитного поля.

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур меняется.
В случае изменяющегося магнитного поля его основная характеристика В – вектор магнитной индукции может меняться по величине и направлению. Но явление электромагнитной индукции наблюдается и при магнитном поле с постоянной В.

Вопрос: Что же при этом меняется?

Изменяется площадь, которую пронизывает магнитное поле, т.е. изменяется число силовых линий, которые пронизывают эту площадь.

Для характеристики магнитного поля в области пространства вводят физическую величину – магнитный поток – Ф (Слайд 7).

Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведения модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла между векторами В и n .

Ф = ВS cos

Произведение В cos = В n представляет собой проекцию вектора магнитной индукции на нормаль n к плоскости контура. Поэтому Ф = В n S.

Единица магнитного потока – Вб (Вебер).

Магнитный поток в 1 вебер (Вб) создается однородным магнитным полем с индукцией 1Тл через поверхность площадью 1м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.
Главное в явлении электромагнитной индукции состоит в порождении электрического поля переменным магнитным полем. В замкнутой катушке возникает ток, что и позволяет регистрировать явление (Рисунок 1).
Возникающий индукционный ток того или иного направления как-то взаимодействует с магнитом. Катушка с проходящим по ней током подобно магниту с двумя полюсами – северным и южным. Направление индукционного тока определяет, какой конец катушки выполняет роль северного полюса. На основании закона сохранения энергии можно предсказать, в каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать.
Если магнит приближать к катушке, то в ней появляется индукционный ток такого направления, магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту. Одноименные полюса отталкиваются. При удалении магнита наоборот.

В первом случае магнитный поток увеличивается (Рисунок 5), а во втором случае уменьшается. Причем в первом случае линии индукции В/ магнитного поля, созданного возникшим в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, т.к. катушка отталкивает магнит, а во втором случае входят в этот конец. Эти линии на рисунке изображены более темным цветом. В первом случае катушка с током аналогична магниту, северный полюс которого находится сверху, а во втором случае – снизу.
Аналогичные выводы можно сделать с помощью опыта показанного на рисунке (Рисунок 6).

(Просмотр фрагмента «Правило Ленца»)

Вывод: Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым вызван. (Слайд 8).

Правило Ленца. Индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором возникает противодействие причинам, его породившим.

Алгоритм определения направления индукционного тока . (Слайд 9)

1. Определить направление линий индукции внешнего поля В (выходят из N и входят в S).
2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то ∆Ф>0, если выдвигается, то ∆Ф<0).
3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф>0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф<0, то линии В и В′ сонаправлены).
4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока.
Опыты Фарадея показали, что сила индукционного тока в проводящем контуре пропорциональна скорости изменения числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. (Слайд 10).
При всяком изменении магнитного потока через проводящий контур в этом контуре возникает электрический ток.
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.
Ток в контуре имеет положительное направление при убывании внешнего магнитного потока.

(Просмотр фрагмента «Закон электромагнитной индукции» )

(Слайд 11).

ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Открытие электромагнитной индукции внесло существенный вклад в техническую революцию и послужило основой современной электротехники. (Слайд 12).

III. Закрепление изученного

Решение задач № 1819, 1821(1.3.5)

(Сборник задач по физике 10-11. Г.Н. Степанова ).

IV. Домашнее задание:

§8- 11 (учить), Р. № 902(б, г, е), № 911 (письменно в тетрадях)

Список литературы:

1. Учебник «Физика – 11» Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин .
2. Сборник задач по физике 10-11. Г.Н. Степанова .
3. «Физика – 11». Поурочные планы к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева. автор-составитель Г.В. Маркина .
4. В/м и видеоматериалы. Школьный физический эксперимент «Электромагнитная индукция» (разделы: «Примеры электромагнитной индукции», «Правило Ленца», «Закон электромагнитной индукции»).
5. Сборник задач по физике 10-11. А.П.Рымкевич .

Тема сегодняшнего занятия посвящена важной теме - «Магнитный поток». Для начала мы вспомним, что такое электромагнитная индукция. После поговорим, за счет чего возникает индукционный ток и что является главным для того, чтобы этот ток появился. На опытах Фарадея мы узнаем, как возникает магнитный поток.

Продолжая изучение темы «Электромагнитная индукция» давайте подробнее остановиться на таком понятии, как магнитный поток .

Вы уже знаете, как обнаружить явление электромагнитной индукции - если замкнутый проводник пересекают магнитные линии, в этом проводнике возникает электрический ток. Такой ток называется индукционным.

Теперь давайте обсудим, за счет чего образуется этот электрический ток и что является главным для того, чтобы этот ток появился.

Прежде всего, обратимся к опыту Фарадея и посмотрим еще раз на его важные особенности.

Итак, у нас в наличии есть амперметр, катушка с большим числом витков, которая накоротко прикреплена к этому амперметру.

Берем магнит, и точно так же, как на предыдущем уроке, опускаем этот магнит внутрь катушки. Стрелка отклоняется, то есть в данной цепи существует электрический ток.

Рис. 1. Опыт по обнаружению индукционного тока

А вот когда магнит находится внутри катушки электрического тока в цепи нет. Но стоит только попытаться этот магнит достать из катушки, как в цепи вновь появляется электрический ток, но направление этого тока изменяется на противоположное.

Обратите внимание также на то, что значение электрического тока, который протекает в цепи, зависит еще и от свойств самого магнита. Если взять другой магнит и проделать тот же эксперимент, значение тока существенно меняется, в данном случае ток становится меньше.

Проведя эксперименты, можно сделать вывод о том, что электрический ток, который возникает в замкнутом проводнике (в катушке), связан с магнитным полем постоянного магнита.

Иными словами, электрический ток зависит от какой-то характеристики магнитного поля. А мы уже ввели такую характеристику - .

Напомним, что магнитная индукция обозначается буквой , это - векторная величина. И измеряется магнитная индукция в теслах.

Тесла - в честь европейского и американского ученого Николы Тесла.

Магнитная индукция характеризует действие магнитного поля на проводник с током, помещенный в это поле.

Но, когда мы говорим об электрическом токе, то должны понимать, что электрический ток, и это вы знаете из 8 класса, возникает под действием электрического поля.

Следовательно, можно сделать вывод о том, что электрический индукционный ток появляется за счет электрического поля, который в свою очередь образуется в результате действия магнитного поля. И такая взаимосвязь как раз осуществляется за счет магнитного потока .

Что же такое магнитный поток?

Магнитный поток обозначается буквой Ф и выражается в таких единицах, как вебер, и обозначается .

Магнитный поток можно сравнить с потоком жидкости, протекающей через ограниченную поверхность. Если взять трубу, и в этой трубе протекает жидкость, то, соответственно, через площадь сечения трубы будет протекать определенный поток воды.

Магнитный поток по такой аналогии характеризует, какое количество магнитных линий будет проходить через ограниченный контур. Этот контур это и есть площадка, ограниченная проволочным витком или, может быть, какой-либо другой формой, при этом обязательно эта площадь - ограниченная.

Рис. 2. В первом случае магнитный поток максимален. Во втором случае - равен нулю.

На рисунке изображены два витка. Один виток - это проволочный виток, через который проходят линии магнитной индукции. Как видите, этих линий здесь изображено четыре. Если бы их было гораздо больше, то мы бы говорили, что магнитный поток будет большой. Если бы этих линий было меньше, например, мы бы нарисовали одну линию, то тогда бы мы могли сказать, что магнитный поток достаточно мал, он небольшой.

И еще один случай: тогда, когда виток располагается таким образом, что через его площадь не проходят магнитные линии. Такое впечатление, что линии магнитной индукции скользят по поверхности. В этом случае можно сказать, что магнитный поток отсутствует, т.е. нет линий, которые пронизывали бы поверхность этого контура.

Магнитный поток характеризует весь магнит в целом (либо другой источник магнитного поля). Если магнитная индукция характеризует действие в какой-то одной точке, то магнитный поток - весь магнит целиком. Можно сказать о том, что магнитный поток - это вторая очень важная характеристика магнитного поля. Если магнитную индукцию называют силовой характеристикой магнитного поля, то магнитный поток - это энергетическая характеристика магнитного поля.

Вернувшись к экспериментам, можно сказать о том, что каждый виток катушки можно представить как отдельный замкнутый виток. Тот самый контур, через который и будет проходить магнитный поток вектора магнитной индукции. В этом случае будет наблюдаться индукционный электрический ток.

Т.о., именно под действием магнитного потока создается электрическое поле в замкнутом проводнике. А уже это электрическое поле создает не что иное, как электрический ток.

Давайте посмотрим еще раз на эксперимент, и теперь, уже зная, что существует магнитный поток, посмотрим на связь магнитного потока и значение индукционного электрического тока.

Возьмем магнит и достаточно медленно пропустим его через катушку. Значение электрического тока меняется очень незначительно.

Если же попытаться вытащить магнит быстро, то значение электрического тока будет больше, чем в первом случае.

В данном случае роль играет скорость изменения магнитного потока. Если изменение скорости магнита будет достаточно большим, значит, и индукционный ток тоже будет значительным.

В результате такого рода экспериментов были выявлены следующие закономерности.

Рис. 3. От чего зависят магнитный поток и индукционный ток

1. Магнитный поток пропорционален магнитной индукции.

2. Магнитный поток прямо пропорционален площади поверхности контура, через который проходят линии магнитной индукции.

3. И третье - зависимость магнитного потока от угла расположения контура. Мы уже обращали внимание на то, что, если площадь контура тем или иным образом, это оказывает влияние на наличие и величину магнитного потока.

Таким образом, можно сказать, что сила индукционного тока прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

∆ Ф - это изменение магнитного потока.

∆ t - это время, в течение которого изменяется магнитный поток.

Отношение - это как раз и есть скорость изменения магнитного потока.

Исходя из этой зависимости, можно сделать вывод, что, например, индукционный ток может быть создан и достаточно слабым магнитом, но при этом скорость движения этого магнита должна быть очень большой.

Первым человеком, который этот закон получил, был английский ученый М. Фарадей. Понятие магнитного потока позволяет глубже взглянуть на единую природу электрических и магнитных явлений.

Список дополнительной литературы:

Элементарный учебник физики. Под ред. Г.С. Ландсберга, Т. 2. М., 1974 Яворский Б.М., Пинский А.А., Основы физики, т.2., М. Физматлит., 2003 А так ли хорошо знакомы вам потоки?// Квант. — 2009. — № 3. — С. 32-33. Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C.344.

Тема урока:

Открытие электромагнитной индукции. Магнитный поток.

Цель: ознакомить учащихся с явлением электромагнитной индукции.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний.

1. Фронтальный опрос.

• В чем заключается гипотеза Ампера?
• Что такое магнитная проницаемость?
• Какие вещества называют пара- и диамагнетиками?
• Что такое ферриты?
• Где применяются ферриты?
• Откуда известно, что вокруг Земли существует магнитное поле?
• Где находится Северный и Южный магнитные полюса Земли?
• Какие процессы происходят в магнитосфере Земли?
• Какова причина существования магнитного поля у Земли?

2. Анализ экспериментов.

Эксперимент 1

Магнитную стрелку на подставке поднесли к нижнему, а затем к верхнему концу штатива. Почему стрелка поворачивается к нижнему концу штатива с любой стороны южным полюсом, а к верхнему концу - северным концом? (Все железные предметы находятся в магнитном поле Земли. Под действием этого поля они намагничиваются, причем нижняя часть предмета обнаруживает северный магнитный полюс, а верхняя - южный.)

Эксперимент 2

В большой корковой пробке сделайте небольшой желобок для куска проволоки. Пробку опустите в воду, а сверху положите проволоку, располагая ее по параллели. При этом проволока вместе с пробкой поворачивается и устанавливается по меридиану. Почему? (Проволока была намагничена и устанавливается в поле Земли как магнитная стрелка.)

III. Изучение нового материала

Между движущимися электрическими зарядами действуют магнитные силы. Магнитные взаимодействия описываются на основе представления о магнитном поле, существующем вокруг движущихся электрических зарядов. Электрические и магнитные поля порождаются одними и теми же источниками - электрическими зарядами. Можно предположить, что между ними есть связь.

В 1831 г. М. Фарадей подтвердил этот экспериментально. Он открыл явление электромагнитной индукции (слайды 1,2) .

Эксперимент 1

Гальванометр подсоединяем к катушке, и будем выдвигать из нее постоянный магнит. Наблюдаем отклонение стрелки гальванометра, появился ток (индукционный) (слайд 3).

Ток в проводнике возникает, когда проводник оказывается в области действия переменного магнитного поля (слайд 4-7) .

Переменное магнитное поле Фарадей представлял как изменение числа силовых линий, пронизывающих поверхность, ограниченную данным контуром. Это число зависит от индукции В магнитного поля, от площади контура S и его ориентации в данном поле.

Ф=BS cos a - магнитный поток.

Ф [Вб] Вебер (слайд 8)

Индукционный ток может иметь разные направления, которые зависят от того, убывает или возрастает магнитный поток, пронизывающий контур. Правило, позволяющее определить направление индукционного тока, было сформулировано в 1833,г. Э. X. Ленцем.

Эксперимент 2

В легкое алюминиевое кольцо вдвигаем постоянный магнит. Кольцо отталкивается от него, а при выдвигании притягивается к магниту.

Результат не зависит от полярности магнита. Отталкивание и притягивание объясняется возникновением в нем индукционного тока.

При вдвигании магнита магнитный поток через кольцо возрастает: отталкивание кольца при этом показывает, что индукционный ток в нем имеет такое направление, при котором вектор индукции его магнитного поля противоположен по направлению вектору индукции внешнего магнитного поля.

Правило Ленца:

Индукционный ток имеет всегда такое направление, что его магнитное поле препятствует любым изменениям магнитного потока, вызывающим появление индукционного тока (слайд 9) .

IV. Проведение лабораторной работы

Лабораторная работа по теме «Опытная проверка правила Ленца»

Приборы и материалы: миллиамперметр, катушка-моток, магнит дугообразный.

Ход работы

1. Приготовьте таблицу.

Класс: 9

Цель: через понятия и формулы магнитного потока и ЭДС индукции подвести учащихся к пониманию правила определения направления индукционного тока.

Оборудование:

• доска интерактивная SMART
• программное обеспечение L-микро, раздел «Электродинамика»,
• блок согласования с компьютером,
• приставка «Осциллограф»,
• катушка индуктивности и штатив,
• полосовые магниты,

ХОД УРОКА

У: Вспомним, что такое магнитный поток.

Д:
1)формула; Ф = В S Cosα;
2) число линий поля через площадку

У: Чтобы стало всем понятно, нарисуйте, как вы поняли, что такое магнитный поток.

Д: Используя инструменты интерактивной доски, изображаем линии поля, проходящие через площадь контура (рис.1, рис 2).

У: Кто может увеличть магнитный поток? Покажите как. (Д: увеличивают число линий магнитной индукции, увеличивают площадь кольца) (рис 3, рис 4)

У: Значит, чтобы уменьшить магнитный поток нужно…
Д: Уменьшить число линий, уменьшить площадь кольца. То есть, для «управления» магнитным потоком можно изменять по величине магнитное поле и площадь контура.
У: Нарисуйте магнитный поток
Д: Его вообще не будет!
– Нет будет! Линии поля рисуюся непрерывно, и охватывают весь магнит. Мы же для удобства рисуем только их часть.
– На лабораторной работе опилки собирались и у северного полюса и у южного. Так что магнитный поток здесь тоже будет.
У: Тогда как переворот магнита повлиял на магнитный поток?
Д: Наверное ни как. Если магнит и площадь взять как и на предыдущем рисунке то по величине ни чег не изменится. Ф = ВS
У: Как же показать, что магнит развернулся?
Д: Поставить знак «–»
У: Расположите кольцо и магнит так, что бы поток через кольцо был равен 0.
Д: рис 5

У: В формуле магнитного потока стоит соsα. Из справочника по математике

Где этот угол на рисунке, между какими двумя направлениями? Поток может быть равен 0, если угол будет 90 o , это же перпендикуляр. А у нас кольцо и магнит параллельны (рис. 6).
Д: У линий поля есть направление, а у площади нет.
У: Вспомните, как задается этот угол по тексту в пособии.
Д: Там нарисован перпендикуляр к рамке
Значит угол между вектором магнитного поля и нормалью. (рис. 7)

У: Проверьте себя – нарисуйте максимальный поток, выносим все возможные варианты на доску. (рис 8)

Д: Второй и третий не подходят. Там поток получается отрицательный.

Д: Ну и, что? Число линий то одинаково, значит и поток одинаковый. В опытах с магнитами, опилкам было все равно к какому полюсу приставать – к северному или южному.
У: Тогда, вообще, зачем нам знать знак потока, угол. Поток все равно понятно, где максимальный?
Д: ?
У: Демонстрация опыта Фарадея с катушкой и магнитом.
Д: В опытах Фарадея! Мы же видели, что направление тока меняется, в зависимости от того, как вносим или выносим магнит.
У: Запишите закон Фарадея математическим выражением.
Д: E = – ,
У: Давайте попытаемся разобраться со знаками в этом законе. Если мы хотим получить «положительное» направление тока, то …
Д: Поток должен убывать. Тогда ∆Ф < 0 и в итоге получиться плюс.
Д: Он может и нарастать, но со знаком минус
У: Нарисуйте, как должен двигаться магнит.

Д: Магнит вставляем в катушку, число линий увеличивается, значит поток нарастает только с противоположным знаком. Можно проверить на числах (рис. 9).
Д: Магнит вынимаем из катушки так, чтобы поток был положительный, а изменение потока будет отрицательно.
У: В эксперименте направление тока в обоих случаях совпадает. Значит, наш анализ формул верен.
У: Воспользуемся современным оборудованием, которое позволяет посмотреть как меняется направление тока не только по направлению, но и по величине со временем.
Даётся информация о возможностях измерительного комплекса «L-микро», краткое объяснение назначения приборов и устройств.

Выполнение демонстраций

Катушку индуктивности закрепляли с помощью штатива. Изменение магнитного потока проводилось с помощью перемещения полосового постоянного магнита относительно катушки индуктивности. Возникающая в катушке индуктивности ЭДС индукции подавалась на вход приставки «Осциллограф», которая через блок согласования передавала изменяющийся во времени электрический сигнал на компьютер и фиксировалась на мониторе. Запуск осциллографа осуществлялся от исследуемого сигнала в режиме развертки «ждущая» при уровне сигнала на порядок меньшим, чем максимальное значение ЭДС индукции. Это позволяло наблюдать ЭДС индукции практически полностью от момента начала изменения магнитного потока.
Сквозь катушку кидаем не маркированный магнит. На экране вычерчивается график зависимости величины ЭДС от времени. Но аналогично будет вести себя и график зависимости тока от времени.
Учащиеся видят, что магнит, пролетая сквозь катушку, вызывает в ней появление индукционного тока. (рис. 10)

У: Зарисуйте схематично график в тетрадь.

Домашнее задание: записать, что происходило с магнитным потоком на трех этапах: магнит подлетает к катушке, движется внутри, вылетает из неё. Зарисовать свой вариант опыта, с указанием полюсов движущегося магнита.