TUNTISUUNNITELMA

Aihe: "Magneettivuo. Sähkömagneettisen induktion ilmiö", 9. luokka

Oppitunnin tavoitteet:

Tavoitteena on saavuttaa koulutustuloksia.

Omat tulokset:

– kognitiivisten etujen, älyllisten ja luovien kykyjen kehittäminen;

– itsenäisyys uuden tiedon ja käytännön taitojen hankkimisessa;

– arvoasenteiden muodostuminen oppimistuloksia kohtaan.

Meta-aiheen tulokset:

– uuden tiedon itsenäisen hankkimisen, koulutustoiminnan järjestämisen, tavoitteiden asettamisen, suunnittelun taitojen hallinta;

– toimintatapojen hallitseminen epätyypillisissä tilanteissa, heurististen ongelmanratkaisumenetelmien hallinta;

– kehittää taitoja tarkkailla, korostaa pääasiaa ja selittää nähtyä.

Aiheen tulokset:

– tietää: magneettivuo, indusoitunut virta, sähkömagneettisen induktion ilmiö;

– ymmärtää: vuon käsite, sähkömagneettisen induktion ilmiö

– pystyä: määrittää induktiovirran suunnan, ratkaista tyypilliset OGE-ongelmat.

Oppitunnin tyyppi: uuden materiaalin oppiminen

Oppitunnin muoto: oppitunnin opiskelu

Tekniikat: kriittisen ajattelun teknologian elementit, ongelmalähtöinen oppiminen, ICT, ongelmapohjainen dialogitekniikka

Oppitunnin varusteet: tietokone, interaktiivinen taulu, kela, jalusta jalustalla, nauhamagneetti – 2 kpl, esittelygalvanometri, johdot, laite Lenzin säännön esittelyyn.

Tuntien aikana

Alkaa: 10.30

1. Organisaatiovaihe (5 minuuttia).

Hei kaverit! Tänään opetan fysiikan oppitunnin, nimeni on Innokenty Innokentyevich Malgarov, Kyllakhin koulun fysiikan opettaja. Olen erittäin iloinen saadessani työskennellä kanssasi, lukiolaisten kanssa, toivon tämän päivän oppitunnin etenevän tuottavasti. Tämän päivän oppitunnilla arvioidaan tarkkaavaisuutta, itsenäisyyttä ja kekseliäisyyttä. Tuntimme motto on "Kaikki on hyvin yksinkertaista, sinun täytyy vain ymmärtää!" Nyt pöytänaapurit katsovat toisiaan, toivottavat onnea ja kättelevät. Palautteen saamiseksi taputan joskus käsiäni ja sinä toistat. Tarkastetaanko? Hämmästyttävä!

Katso näyttöä. Mitä me näemme? Aivan oikein, vesiputous ja kova tuuli. Mikä sana (yksi!) yhdistää nämä kaksi luonnonilmiötä? Joo, virtaus. Veden virtaus ja ilman virtaus. Tänään puhumme myös virtauksesta. Vain täysin erilaisesta virtauksesta. Arvaatko mitä? Mitä aiheita olet aiemmin käsitellyt? Aivan oikein, magnetismin kanssa. Siksi kirjoita oppitunnin aihe laskentataulukoihisi: Magneettivuo. Sähkömagneettisen induktion ilmiö.

Alkaa: 10.35

2. Tietojen päivittäminen (5 minuuttia).

Harjoitus 1. Katso näyttöä. Mitä voit sanoa tästä piirroksesta? Työarkkien tyhjät kohdat tulee täyttää. Keskustele kumppanisi kanssa.

1. Ympärillä on virtaa kuljettava johdin magneettikenttä. Se on aina suljettu;

2. Magneettikentän voimakkuusominaisuus on magneettinen induktiovektori 0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Katso näyttöä. Täytä analogisesti toinen sarake piirille magneettikentässä.

Ole hyvä ja katso demotaulukko. Pöydällä näet telineen, jossa on liikkuva keinu, jossa on kaksi alumiinirengasta. Toinen on kokonainen ja toisessa on aukko. Tiedämme, että alumiinilla ei ole magneettisia ominaisuuksia. Aloitamme magneetin työntämisen renkaaseen uralla. Mitään ei tapahdu. Aloitetaan nyt magneetin tuominen koko renkaaseen. Huomaa, että sadan rengas alkaa "karkaa" magneetista. Pysäytä magneetin liike. Myös rengas pysähtyy. Sitten alamme poistaa varovasti magneettia. Rengas alkaa nyt seurata magneettia.

Yritä selittää, mitä näit (oppilaat yrittävät selittää).

Katso näyttöä. Tässä on vihje piilossa. (Oppilaat tulevat siihen tulokseen, että kun magneettivuo muuttuu, voidaan saada sähkövirta).

Tehtävä 4. Osoittautuu, että jos muutat magneettivuon, voit saada sähkövirran piiriin. Tiedät jo, kuinka virtausta muutetaan. Miten? Aivan oikein, voit vahvistaa tai heikentää magneettikenttää, muuttaa itse piirin pinta-alaa ja muuttaa piiritason suuntaa. Nyt kerron sinulle tarinan. Kuuntele tarkasti ja suorita tehtävä 4 samanaikaisesti.

Vuonna 1821 englantilainen fyysikko Michael Faraday Oerstedin (tiedemies, joka löysi magneettikentän virtaa kuljettavan johtimen ympäriltä) työn innoittamana asetti itselleen tehtävän hankkia sähköä magnetismista. Lähes kymmenen vuoden ajan hän kantoi johtoja ja magneetteja housujen taskussaan yrittäen tuottaa niistä sähkövirtaa epäonnistuneesti. Ja eräänä päivänä, täysin vahingossa, 28. elokuuta 1831, hän onnistui. (Valmista ja näytä esittely). Faraday havaitsi, että jos kela asetetaan nopeasti magneetin päälle (tai poistetaan siitä), siihen syntyy lyhytaikainen virta, joka voidaan havaita galvanometrillä. Tätä ilmiötä alettiin kutsua elektromagneettinen induktio.

Tätä virtaa kutsutaan indusoitunut virta. Sanoimme, että mikä tahansa sähkövirta synnyttää magneettikentän. Induktiovirta luo myös oman magneettikentän. Lisäksi tämä kenttä on vuorovaikutuksessa kestomagneetin kentän kanssa.

Määritä nyt interaktiivisen taulun avulla induktiovirran suunta. Mitä johtopäätöstä voidaan tehdä indusoidun virran magneettikentän suunnasta?

Aloitus: 11.00

5. Tiedon soveltaminen eri tilanteissa (10 minuuttia).

Suosittelen sinua ratkaisemaan OGE:ssä fysiikan tehtäviä.

Tehtävä 5. Nauhamagneetti tuodaan tasaisella nopeudella kiinteään alumiinirenkaaseen, joka on ripustettu silkkilangalle (katso kuva). Mitä sormukselle tapahtuu tänä aikana?

1) rengas pysyy levossa

2) rengas vetää puoleensa magneettia

3) magneetti hylkii rengasta

4) rengas alkaa pyöriä langan ympäri

Tehtävä 6.

1) Vain klo 2.

2) Vain kohdassa 1.

4) Vain klo 3.

Alkaa: 11.10

5. Heijastus (5 minuuttia).

On aika arvioida oppituntimme tuloksia. Mitä uutta olet oppinut? Onko oppitunnin alussa asetetut tavoitteet saavutettu? Mikä oli sinulle vaikeaa? Mistä pidit erityisesti? Millaisia ​​tunteita koit?

6. Tietoja kotitehtävistä

Etsi oppikirjoistasi aiheet "Magneettivuo", "Sähkömagneettisen induktion ilmiö", lue ja katso, voitko vastata itsetestin kysymyksiin.

Kiitos vielä kerran yhteistyöstäsi, mielenkiinnostasi ja yleisesti ottaen erittäin mielenkiintoisesta oppitunnista. Haluan opiskella fysiikkaa hyvin ja sen pohjalta ymmärtää maailman rakennetta.

"Se on hyvin yksinkertaista, sinun täytyy vain ymmärtää!"

Sukunimi, oppilaan etunimi __________________________________________________________ 9. luokan oppilas

Päivämäärä "________"____________________2016

TYÖLHV

Oppitunnin aihe:_________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

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

Tehtävä 4. Täytä aukot.

1. Ilmiötä virran esiintymisestä suljetussa johtimessa (piirissä), kun tähän piiriin läpäisevä magneettikenttä muuttuu, kutsutaan nimellä ___________________________;

2. Virta, joka syntyy piirissä on nimeltään ________________________________;

3. Induktiovirran synnyttämä piirin magneettikenttä suunnataan __________________ kestomagneetin magneettikenttään (Lenzin sääntö).

https://pandia.ru/text/80/300/images/image006_55.jpg" align="left hspace=12" width="238" height="89"> Tehtävä 6. Siinä on kolme samanlaista metallirengasta. Magneetti poistetaan ensimmäisestä renkaasta, magneetti työnnetään toiseen renkaaseen ja kiinteä magneetti sijaitsee kolmannessa renkaassa. Missä renkaassa induktiovirta kulkee?

1) Vain klo 2.

2) Vain kohdassa 1.

Takaisin eteenpäin

Huomio! Diojen esikatselut ovat vain tiedoksi, eivätkä ne välttämättä edusta kaikkia esityksen ominaisuuksia. Jos olet kiinnostunut tästä työstä, lataa täysversio.

Oppitunnin tavoitteet:

• Koulutuksellinen– paljastaa sähkömagneettisen induktion ilmiön olemuksen; Selitä oppilaille Lenzin sääntö ja opeta heitä käyttämään sitä määrittämään induktiovirran suunta; selittää sähkömagneettisen induktion laki; opettaa opiskelijoita laskemaan indusoitunut emf yksinkertaisimmissa tapauksissa.
• Kehittäviä– kehittää opiskelijoiden kognitiivista kiinnostusta, kykyä ajatella loogisesti ja yleistää. Kehitä oppimismotiiveja ja kiinnostusta fysiikkaan. Kehitä kykyä nähdä fysiikan ja käytännön välinen yhteys.
• Koulutuksellinen– kasvattaa rakkautta opiskelijatyöhön, kykyä työskennellä ryhmässä. Edistää julkisen puhumisen kulttuuria.

Laitteet:

• Oppikirja "Fysiikka - 11" G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, V.M. Charugin.
• G.N. Stepanova.
• "Fysiikka - 11". Tuntisuunnitelmat oppikirjalle G.Ya Myakishev, B.B. Bukhovtsev. kirjoittaja - kääntäjä G.V. Markina.
• Tietokone ja projektori.
• Materiaali "Käyttövälinekirjasto".
• Esitys oppitunnille.

Tuntisuunnitelma:

Oppitunnin vaiheet	Aika min.	Menetelmät ja tekniikat
1. Organisaatiohetki: Johdanto Historiallista tietoa		Opettajan viesti oppitunnin aiheesta, tavoitteista ja tavoitteista. Dia 1. M. Faradayn elämä ja työ. (Oppilasviesti). Diat 2, 3, 4.
2. Uuden materiaalin selitys Käsitteiden "sähkömagneettinen induktio", "induktiovirta" määritelmä. Magneettivuon käsitteen esittely. Magneettivuon ja induktiolinjojen lukumäärän välinen suhde. Magneettivuon yksiköt. E.H. Lenzin sääntö. Tutkimus indusoidun virran (ja indusoidun emf:n) riippuvuudesta kelan kierrosten lukumäärästä ja magneettivuon muutosnopeudesta. EMR:n soveltaminen käytännössä.		1. EMR-kokeiden demonstrointi, kokeiden analyysi, videofragmentin "Esimerkkejä sähkömagneettisesta induktiosta" katselu, Diat 5, 6. 2. Keskustelu, esityksen katselu. Dia 7. 3. Lenzin säännön pätevyyden osoittaminen. Videofragmentti "Lenzin sääntö". Diat 8, 9. 4. Työskentele vihkoissa, piirrä piirroksia, työskentele oppikirjan kanssa. 5. Keskustelu. Koe. Katso videoleike "Sähkömagneettisen induktion laki". Katso esitys. Diat 10, 11. 6. Katso esitys Dia 12.
3. Tutkitun aineiston konsolidointi	10	1. Tehtävän ratkaisu nro 1819,1821(1.3.5) (Fysiikan tehtäväkokoelma 10-11. G.N. Stepanova)
4. Yhteenveto	2	2. Opiskelijoiden yhteenveto opiskelusta.
5. Kotitehtävät	1	§ 8-11 (opeta), R. nro 902 (b, d, f), 911 (kirjoitettu muistivihkoon)

TUTKIEN AIKANA

I. Organisatorinen hetki

1. Sähkö- ja magneettikentät synnyttävät samat lähteet - sähkövaraukset. Siksi voimme olettaa, että näiden kenttien välillä on tietty yhteys. Tämä oletus sai kokeellisen vahvistuksen vuonna 1831 erinomaisen englantilaisen fyysikon M. Faradayn kokeissa, joissa hän löysi sähkömagneettisen induktion ilmiön. (dia 1) .

Epigrafi:

"Fluke
kuuluu vain yhteen osakkeeseen
valmis mieli."

L. Pasternak

2. Lyhyt historiallinen luonnos M. Faradayn elämästä ja työstä. (Oppilasviesti). (Diat 2, 3).

II. Vaihtuvan magneettikentän aiheuttaman ilmiön havaitsi ensimmäisen kerran vuonna 1831 M. Faraday. Hän ratkaisi ongelman: voiko magneettikenttä aiheuttaa sähkövirran ilmaantumisen johtimeen? (Dia 4).

Sähkövirta, M. Faraday perusteli, voi magnetoida raudanpalan. Eikö magneetti puolestaan ​​voisi aiheuttaa sähkövirtaa? Pitkään aikaan tätä yhteyttä ei voitu löytää. Oli vaikeaa selvittää pääasiaa, nimittäin: liikkuva magneetti tai muuttuva magneettikenttä voi virittää sähkövirran kelassa. (Dia 5).
(katso video "Esimerkkejä sähkömagneettisesta induktiosta"). (Dia6).

Kysymyksiä:

1. Mikä mielestäsi aiheuttaa sähkövirran kulkua kelassa?
2. Miksi nykyinen oli lyhytikäinen?
3. Miksi ei ole virtaa, kun magneetti on kelan sisällä (kuva 1), kun reostaattiliuku ei liiku (kuva 2), kun yksi kela lakkaa liikkumasta toiseen nähden?

Johtopäätös: virta tulee näkyviin, kun magneettikenttä muuttuu.

Sähkömagneettinen induktioilmiö muodostuu sähkövirran esiintymisestä johtavassa piirissä, joka joko on levossa ajassa muuttuvassa magneettikentässä tai liikkuu jatkuvassa magneettikentässä siten, että magneettisen induktiolinjojen määrä läpäisee piirin muutokset.
Muuttuvan magneettikentän tapauksessa sen pääominaisuus B - magneettinen induktiovektori voi muuttua suuruuden ja suunnan suhteen. Mutta sähkömagneettisen induktion ilmiö havaitaan myös magneettikentässä, jolla on vakio B.

Kysymys: Mitä muutoksia?

Magneettikentän lävistetty alue muuttuu, ts. tämän alueen läpäisevien voimalinjojen määrä muuttuu.

Magneettikentän karakterisoimiseksi avaruuden alueella otetaan käyttöön fysikaalinen suure - magneettivuo - F(Dia 7).

Magneettinen virtaus F pinta-alan läpi S kutsua määrää, joka on yhtä suuri kuin magneettisen induktiovektorin suuruuden tulo SISÄÄN Aukiolle S ja vektorien välisen kulman kosini SISÄÄN Ja n.

Ф = ВS cos

Tehdä työtä V cos = V n edustaa magneettisen induktiovektorin projektiota normaaliin nääriviivatasolle. Siksi Ф = В n S.

Magneettivuon yksikkö – Wb(Weber).

1 Weberin (Wb) magneettivuo luodaan tasaisella magneettikentällä, jonka induktio on 1 T, pinnan läpi, jonka pinta-ala on 1 m 2 ja joka sijaitsee kohtisuorassa magneettisen induktiovektorin kanssa.
Pääasia sähkömagneettisen induktion ilmiössä on sähkökentän synnyttäminen vaihtuvalla magneettikentällä. Suljetussa kelassa syntyy virta, joka mahdollistaa ilmiön tallentamisen (kuva 1).
Tuloksena oleva yhden tai toisen suunnan indusoitunut virta on jotenkin vuorovaikutuksessa magneetin kanssa. Kela, jonka läpi kulkee virta, on kuin magneetti, jossa on kaksi napaa - pohjois- ja etelänapa. Induktiovirran suunta määrittää, mikä kelan pää toimii pohjoisnavana. Energian säilymisen lain perusteella voimme ennustaa, missä tapauksissa kela vetää magneettia puoleensa ja missä hylkii sitä.
Jos magneetti tuodaan lähemmäksi käämiä, siihen ilmestyy indusoitunut virta tähän suuntaan, magneetti hylätään. Magneetin ja kelan saattamiseksi lähemmäksi toisiaan on tehtävä positiivista työtä. Kelasta tulee kuin magneetti, jonka samanniminen napa on kohti sitä lähestyvää magneettia. Kuin pylväät hylkivät toisiaan. Kun magneettia irrotetaan, asia on päinvastoin.

Ensimmäisessä tapauksessa magneettivuo kasvaa (kuva 5), ​​ja toisessa tapauksessa se pienenee. Lisäksi ensimmäisessä tapauksessa kelaan syntyvän induktiovirran synnyttämän magneettikentän induktiolinjat B/ tulevat ulos kelan yläpäästä, koska kela hylkii magneettia, ja toisessa tapauksessa ne tulevat tähän päähän. Nämä viivat on esitetty kuvassa tummemmilla väreillä. Ensimmäisessä tapauksessa käämi virralla on samanlainen kuin magneetti, jonka pohjoisnapa sijaitsee yläosassa ja toisessa tapauksessa alaosassa.
Samanlaiset johtopäätökset voidaan tehdä käyttämällä kuvassa näkyvää koetta (Kuva 6).

(Katso fragmentti "Lenzin sääntö")

Johtopäätös: Suljetussa piirissä magneettikentällä syntyvä indusoitunut virta vastustaa aiheuttamaansa magneettivuon muutosta. (Dia 8).

Lenzin sääntö. Indusoituneella virralla on aina suunta, jossa on vastavaikutus sen aiheuttaneille syille.

Algoritmi induktiovirran suunnan määrittämiseksi. (Dia 9)

1. Määritä ulkoisen kentän B induktiolinjojen suunta (ne lähtevät N:stä ja tulevat S:iin).
2. Selvitä, kasvaako vai pieneneekö piirin läpi kulkeva magneettivuo (jos magneetti liikkuu renkaaseen, niin ∆Ф>0, jos se liikkuu ulos, niin ∆Ф<0).
3. Määritä indusoidun virran synnyttämän magneettikentän B′ induktiolinjojen suunta (jos ∆Ф>0, niin suorat B ja B′ ovat vastakkaisiin suuntiin; jos ∆Ф<0, то линии В и В′ сонаправлены).
4. Määritä induktiovirran suunta käyttämällä gimlet-sääntöä (oikea käsi).
Faradayn kokeet osoittivat, että indusoidun virran voimakkuus johtavassa piirissä on verrannollinen tämän piirin rajaaman pinnan läpäisevien magneettisten induktiolinjojen lukumäärän muutosnopeuteen. (Dia 10).
Aina kun johtavan piirin läpi kulkevassa magneettivuossa tapahtuu muutos, tässä piirissä syntyy sähkövirta.
Suljetussa silmukassa indusoitunut emf on yhtä suuri kuin tämän silmukan rajoittaman alueen läpi kulkevan magneettivuon muutosnopeus.
Virralla virtapiirissä on positiivinen suunta ulkoisen magneettivuon pienentyessä.

(Katso fragmentti "Sähkömagneettisen induktion laki")

(Dia 11).

Suljetun silmukan sähkömagneettisen induktion EMF on numeerisesti yhtä suuri ja etumerkillisesti vastakkainen tämän silmukan rajaaman pinnan läpi kulkevan magneettivuon muutosnopeuden kanssa.

Sähkömagneettisen induktion löytäminen vaikutti merkittävästi tekniseen vallankumoukseen ja toimi perustana nykyaikaiselle sähkötekniikalle. (Dia 12).

III. Opitun lujittaminen

Ratkaisutehtävät nro 1819, 1821(1.3.5)

(Fysiikan tehtäväkokoelma 10-11. G.N. Stepanova).

IV. Kotitehtävät:

§8 - 11 (opettaa), R. nro 902 (b, d, f), nro 911 (kirjoitettu muistivihkoon)

Bibliografia:

1. Oppikirja "Fysiikka - 11" G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, V.M. Charugin.
2. Fysiikan tehtäväkokoelma 10-11. G.N. Stepanova.
3. "Fysiikka - 11". Tuntisuunnitelmat oppikirjalle G.Ya Myakishev, B.B. Bukhovtsev. kirjoittaja-kääntäjä G.V. Markina.
4. V/m ja videomateriaalit. Koulun fysiikan koe "Sähkömagneettinen induktio" (osat: "Esimerkkejä sähkömagneettisesta induktiosta", "Lenzin sääntö", "Sähkömagneettisen induktion laki").
5. Fysiikan tehtäväkokoelma 10-11. A. P. Rymkevitš.

Tämän päivän oppitunnin aihe on omistettu tärkeälle aiheelle - "Magneettivuo". Ensin muistellaan, mitä sähkömagneettinen induktio on. Jälkeenpäin puhumme siitä, miten indusoitunut virta syntyy ja mikä on tärkeää tämän virran esiintymiselle. Faradayn kokeista opimme kuinka magneettivuo syntyy.

Jatkamme aiheen "Sähkömagneettinen induktio" tutkimusta, katsotaanpa tarkemmin sellaista käsitettä kuin magneettinen virtaus.

Tiedät jo kuinka havaita sähkömagneettisen induktion ilmiö - jos suljetun johtimen ylittävät magneettiset linjat, tässä johtimessa syntyy sähkövirta. Tätä virtaa kutsutaan induktioksi.

Keskustellaan nyt siitä, kuinka tämä sähkövirta muodostuu ja mikä on tärkeää tämän virran esiintymiselle.

Ensinnäkin, käännytään asiaan Faradayn kokeilu ja tarkastella uudelleen sen tärkeitä ominaisuuksia.

Joten meillä on ampeerimittari, kela, jossa on suuri määrä kierroksia, joka on oikosuljettu tähän ampeerimittariin.

Otamme magneetin ja kuten edelliselläkin tunnilla, laskemme tämän magneetin kelan sisään. Nuoli poikkeaa, eli tässä piirissä on sähkövirta.

Riisi. 1. Induktiovirran havaitsemiskokemus

Mutta kun magneetti on kelan sisällä, piirissä ei ole sähkövirtaa. Mutta heti kun yrität poistaa tämän magneetin kelasta, piiriin ilmestyy jälleen sähkövirta, mutta tämän virran suunta muuttuu päinvastaiseksi.

Huomaa myös, että piirissä virtaavan sähkövirran arvo riippuu myös itse magneetin ominaisuuksista. Jos otat toisen magneetin ja teet saman kokeen, virran arvo muuttuu merkittävästi, tässä tapauksessa virta pienenee.

Kokeiden suorittamisen jälkeen voimme päätellä, että suljetussa johtimessa (kelassa) syntyvä sähkövirta liittyy kestomagneetin magneettikenttään.

Toisin sanoen sähkövirta riippuu jostakin magneettikentän ominaisuudesta. Ja olemme jo ottaneet käyttöön sellaisen ominaisuuden - .

Muistakaamme, että magneettista induktiota merkitään kirjaimella, se on vektorisuure. Ja magneettinen induktio mitataan Teslassa.

Tesla - eurooppalaisen ja amerikkalaisen tiedemiehen Nikola Teslan kunniaksi.

Magneettinen induktio kuvaa magneettikentän vaikutusta tähän kenttään sijoitettuun virtaa kuljettavaan johtimeen.

Mutta kun puhumme sähkövirrasta, meidän on ymmärrettävä, että sähkövirta, ja tiedät tämän 8. luokasta lähtien, syntyy sähkökentän vaikutuksesta.

Tästä syystä voimme päätellä, että sähköinen induktiovirta ilmenee sähkökentästä, joka puolestaan ​​​​muodostuu magneettikentän toiminnan seurauksena. Ja tämä suhde saavutetaan juuri sen kautta magneettinen virtaus.

Mikä on magneettivuo?

Magneettinen virtaus merkitty kirjaimella F ja ilmaistu yksiköissä, kuten weber ja merkitty .

Magneettivirtaa voidaan verrata nesteen virtaukseen, joka virtaa rajatun pinnan läpi. Jos otat putken ja neste virtaa tässä putkessa, putken poikkileikkausalueen läpi virtaa vastaavasti tietty vesivirta.

Tämän analogian mukaan magneettivuo kuvaa, kuinka monta magneettista linjaa kulkee rajoitetun piirin läpi. Tämä ääriviiva on alue, jota rajoittaa lankakela tai kenties jokin muu muoto, ja tämä alue on välttämättä rajoitettu.

Riisi. 2. Ensimmäisessä tapauksessa magneettivuo on suurin. Toisessa tapauksessa se on yhtä suuri kuin nolla.

Kuvassa on kaksi kierrosta. Yksi kierros on lankakela, jonka läpi magneettiset induktiolinjat kulkevat. Kuten näet, tässä on neljä näistä riveistä. Jos niitä olisi paljon enemmän, sanoisimme, että magneettivuo olisi suuri. Jos näitä viivoja olisi vähemmän, esimerkiksi piirrettäisiin yksi viiva, niin voitaisiin sanoa, että magneettivuo on melko pieni, se on pieni.

Ja vielä yksi tapaus: kun kela on sijoitettu siten, että magneettiset linjat eivät kulje sen alueen läpi. Näyttää siltä, ​​että magneettisen induktion viivat liukuvat pintaa pitkin. Tässä tapauksessa voidaan sanoa, että magneettivuoa ei ole, ts. ei ole viivoja, jotka läpäisevät tämän ääriviivan pinnan.

Magneettinen virtaus luonnehtii koko magneettia kokonaisuutena (tai muulle magneettikentän lähteelle). Jos magneettinen induktio luonnehtii toimintaa yhdessä kohdassa, niin magneettivuo luonnehtii koko magneettia. Voimme sanoa, että magneettivuo on magneettikentän toinen erittäin tärkeä ominaisuus. Jos magneettista induktiota kutsutaan magneettikentän ominaisvoimaksi, niin magneettivuo on magneettikentän energiaominaisuus.

Palaten kokeisiin voidaan sanoa, että jokainen kelan kierros voidaan esittää erillisenä suljettuna kierroksena. Sama piiri, jonka läpi magneettisen induktiovektorin magneettivuo kulkee. Tässä tapauksessa havaitaan induktiivinen sähkövirta.

Siten magneettivuon vaikutuksesta syntyy sähkökenttä suljettuun johtimeen. Ja tämä sähkökenttä ei luo muuta kuin sähkövirran.

Katsotaanpa koetta uudelleen, ja nyt, tietäen, että magneettivuo on olemassa, tarkastellaan magneettivuon ja indusoidun sähkövirran arvon välistä suhdetta.

Otetaan magneetti ja viedään se kelan läpi melko hitaasti. Sähkövirran arvo muuttuu hyvin vähän.

Jos yrität vetää magneettia nopeasti ulos, sähkövirran arvo on suurempi kuin ensimmäisessä tapauksessa.

Tässä tapauksessa magneettivuon muutosnopeudella on merkitystä. Jos magneetin nopeuden muutos on riittävän suuri, myös indusoitunut virta on merkittävä.

Tällaisten kokeiden tuloksena paljastettiin seuraavat mallit.

Riisi. 3. Mistä magneettivuo ja indusoitu virta riippuvat?

1. Magneettivuo on verrannollinen magneettiseen induktioon.

2. Magneettivuo on suoraan verrannollinen sen piirin pinta-alaan, jonka läpi magneettiset induktiolinjat kulkevat.

3. Ja kolmanneksi magneettivuon riippuvuus piirin kulmasta. Olemme jo kiinnittäneet huomiota siihen, että jos piirin pinta-ala on tavalla tai toisella, tämä vaikuttaa magneettivuon olemassaoloon ja suuruuteen.

Siten voidaan sanoa, että indusoidun virran voimakkuus on suoraan verrannollinen magneettivuon muutosnopeuteen.

∆ Ф on magneettivuon muutos.

∆ t on aika, jonka aikana magneettivuo muuttuu.

Suhde on juuri magneettivuon muutosnopeus.

Tämän riippuvuuden perusteella voidaan päätellä, että esimerkiksi melko heikko magneetti voi luoda indusoituneen virran, mutta tämän magneetin liikenopeuden on oltava erittäin suuri.

Ensimmäinen henkilö, joka sai tämän lain, oli englantilainen tiedemies M. Faraday. Magneettivuon käsite antaa meille mahdollisuuden tarkastella syvällisemmin sähköisten ja magneettisten ilmiöiden yhtenäistä luonnetta.

Luettelo lisäkirjallisuudesta:

Fysiikan perusoppikirja. Ed. G.S. Landsberg, T. 2. M., 1974 Yavorsky B.M., Pinsky A.A., Fundamentals of Physics, vol 2., M. Fizmatlit., 2003 Onko virtaukset niin tuttuja sinulle? - 2009. - nro 3. - s. 32-33. Aksenovich L. A. Fysiikka lukiossa: teoria. Tehtävät. Testit: Oppikirja. yleissivistävää koulutusta tarjoaville oppilaitoksille. ympäristö, koulutus / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P.344.

Oppitunnin aihe:

Sähkömagneettisen induktion löytäminen. Magneettinen virtaus.

Kohde: Tutustuttaa opiskelijat sähkömagneettisen induktion ilmiöön.

Tuntien aikana

I. Organisatorinen hetki

II. Tietojen päivittäminen.

1. Frontaalinen tutkimus.

• Mikä on Amperen hypoteesi?
• Mikä on magneettinen permeabiliteetti?
• Mitä aineita kutsutaan para- ja diamagneettisiksi?
• Mitä ferriitit ovat?
• Missä ferriittejä käytetään?
• Mistä tiedämme, että maapallon ympärillä on magneettikenttä?
• Missä ovat maapallon pohjois- ja etelämagneettiset navat?
• Mitä prosesseja tapahtuu maan magnetosfäärissä?
• Mikä on syy magneettikentän olemassaoloon lähellä maapalloa?

2. Kokeiden analyysi.

Koe 1

Jalustan magneettineula tuotiin jalustan ala- ja sitten yläpäähän. Miksi nuoli kääntyy jalustan alapäähän molemmin puolin etelänavan kanssa ja yläpäähän pohjoispään kanssa?(Kaikki rautaesineet ovat Maan magneettikentässä. Tämän kentän vaikutuksesta ne magnetisoituvat siten, että kohteen alaosa havaitsee pohjoisen magneettinavan ja yläosa etelän.)

Koe 2

Tee isoon korkkitulppaan pieni ura langanpalalle. Aseta korkki veteen ja aseta lanka päälle asettamalla se yhdensuuntaisesti. Tässä tapauksessa johtoa yhdessä pistokkeen kanssa käännetään ja asennetaan pituuspiiriä pitkin. Miksi?(Johto on magnetisoitu ja asennettu Maan kenttään kuin magneettinen neula.)

III. Uuden materiaalin oppiminen

Magneettiset voimat vaikuttavat liikkuvien sähkövarausten välillä. Magneettisia vuorovaikutuksia kuvataan ajatuksen perusteella liikkuvien sähkövarausten ympärillä olevasta magneettikentästä. Sähkö- ja magneettikentät syntyvät samoista lähteistä - sähkövarauksesta. Voidaan olettaa, että niiden välillä on yhteys.

Vuonna 1831 M. Faraday vahvisti tämän kokeellisesti. Hän löysi sähkömagneettisen induktion ilmiön (diat 1,2).

Koe 1

Yhdistämme galvanometrin kelaan ja ojennamme siitä kestomagneetin. Tarkkailemme galvanometrin neulan taipumista, virta (induktio) on ilmaantunut (dia 3).

Johtimessa oleva virta syntyy, kun johdin on vaihtuvan magneettikentän toiminta-alueella (dia 4-7).

Faraday edusti vaihtuvaa magneettikenttää tietyn ääriviivan rajoittaman pinnan läpäisevien voimalinjojen lukumäärän muutoksena. Tämä luku riippuu induktiosta SISÄÄN magneettikenttä piirin alueelta S ja sen suuntautuminen tietyllä alalla.

Ф=BS cos a - magneettinen virtaus.

F [Wb] Weber (dia 8)

Indusoituneella virralla voi olla eri suuntia, jotka riippuvat siitä, väheneekö vai kasvaako piirin läpi kulkeva magneettivuo. Sääntö induktiovirran suunnan määrittämiseksi muotoiltiin vuonna 1833. E. X. Lentz.

Koe 2

Liu'utamme kestomagneetin kevyeen alumiinirenkaaseen. Rengas irtoaa siitä ja vedettynä se vetää magneettiin.

Tulos ei riipu magneetin napaisuudesta. Repulsio ja vetovoima selittyvät induktiovirran esiintymisellä siinä.

Kun magneetti työnnetään sisään, magneettivuo renkaan läpi kasvaa: renkaan repulsio osoittaa, että siinä indusoituneella virralla on suunta, jossa sen magneettikentän induktiovektori on vastakkainen ulkoisen induktiovektorin suuntaan. magneettikenttä.

Lenzin sääntö:

Indusoituneella virralla on aina sellainen suunta, että sen magneettikenttä estää magneettivuon muutokset, jotka aiheuttavat indusoidun virran ilmaantumisen(dia 9).

IV. Laboratoriotöiden suorittaminen

Laboratoriotyö aiheesta "Lenzin säännön kokeellinen verifiointi"

Laitteet ja materiaalit:milliametri, kela-kela, kaaren muotoinen magneetti.

Edistyminen

1. Valmista pöytä.

Luokka: 9

Kohde: magneettivuon ja indusoidun emf:n käsitteiden ja kaavojen avulla saa opiskelijat ymmärtämään indusoidun virran suunnan määrittämisen säännöt.

Laitteet:

• interaktiivinen SMART-levy
• L-micro-ohjelmisto, osio "Elektrodynamiikka",
• tietokoneen koordinointiyksikkö,
• "Oskilloskooppi" -liitin,
• kela ja kolmijalka,
• nauhamagneetit,

TUTKIEN AIKANA

U: Muistetaan, mikä on magneettivuo.

D:
1) kaava; Ф = В S Cosα;
2) kenttäviivojen lukumäärä sivuston poikki

U: Jotta se olisi kaikille selvää, piirrä, kuinka ymmärrät, mikä magneettivuo on.

D: Interaktiivisen taulun työkalujen avulla piirrämme ääriviiva-alueen läpi kulkevia kenttäviivoja (kuva 1, kuva 2).

U: Kuka voi lisätä magneettivirtaa? Näytä minulle miten. ( D: lisää magneettisten induktiolinjojen määrää, suurenna rengasaluetta) (Kuva 3, Kuva 4)

U: Tämä tarkoittaa, että tarvitsemasi magneettivuon vähentämiseksi...
D: Vähennä rivien määrää, pienennä renkaan pinta-alaa. Eli magneettivuon "ohjaamiseksi" voit muuttaa magneettikentän suuruutta ja piirin pinta-alaa.
U: Piirrä magneettivuo
D: Sitä ei tule olemaan ollenkaan!
- Ei tule! Kenttäviivat piirretään jatkuvasti ja peittävät koko magneetin. Mukavuuden vuoksi piirrämme niistä vain osan.
– Laboratoriotyössä sahanpurua kerättiin sekä pohjoisnavalta että etelänavalla. Joten magneettivuo tulee olemaan myös täällä.
U: Miten magneetin kääntäminen sitten vaikutti magneettivuon?
D: Ei varmaan mitenkään. Jos otamme magneetin ja alueen kuten edellisessä kuvassa, mikään ei muutu koosta. Ф = ВS
U: Kuinka voimme osoittaa, että magneetti on kääntynyt?
D: Aseta "–"-merkki
U: Aseta rengas ja magneetti siten, että vuo renkaan läpi on 0.
D: kuva 5

U: Magneettivuon kaavassa on cosα. Matematiikan hakuteoksesta

Missä tämä kulma on kuvassa, minkä kahden suunnan välillä? Virtaus voi olla 0, jos kulma on 90 o, tämä on kohtisuorassa. Ja renkaamme ja magneetti ovat rinnakkain (kuva 6).
D: Kenttälinjoilla on suunta, mutta alueella ei.
U: Muista, kuinka tämä kulma asetetaan ohjekirjan tekstin mukaan.
D: Sinne on piirretty kohtisuora kehykseen nähden
Tämä tarkoittaa magneettikenttävektorin ja normaalin välistä kulmaa. (Kuva 7)

U: Testaa itsesi - piirrä maksimivirtaus, laita kaikki mahdolliset vaihtoehdot taululle. (Kuva 8)

D: Toinen ja kolmas eivät sovellu. Siellä virtaus osoittautuu negatiiviseksi.

D: Mitä sitten? Rivien määrä on sama, mikä tarkoittaa, että virtaus on sama. Magneeteilla tehdyissä kokeissa sahanpuru ei välittänyt kumpaan napaan se tarttui - pohjoiseen vai etelään.
U: Sitten yleisesti, miksi meidän täytyy tietää virtauksen merkki, kulma. Virtaus on edelleen selvä, missä on maksimi?
D: ?
U: Demonstraatio Faradayn kokeesta kelalla ja magneetilla.
D: Faradayn kokeissa! Näimme, että virran suunta muuttuu riippuen siitä, kuinka tuomme tai poistamme magneetin.
U: Kirjoita Faradayn laki matemaattisesti.
D: E = – ,
U: Yritetään ymmärtää tämän lain merkit. Jos haluamme saada "positiivisen" virran suunnan, niin...
D: Virtauksen tulee pienentyä. Sitten ∆Ф< 0 и в итоге получиться плюс.
D: Se voi kasvaa, mutta miinusmerkillä
U: Piirrä kuinka magneetin tulee liikkua.

D: Asetamme magneetin kelaan, juovien määrä kasvaa, mikä tarkoittaa, että vuo kasvaa vain päinvastaisella merkillä. Voit tarkistaa sen numeroilla (kuva 9).
D: Poistamme magneetin kelasta niin, että vuo on positiivinen ja vuon muutos negatiivinen.
U: Kokeessa virran suunta on molemmissa tapauksissa sama. Tämä tarkoittaa, että analyysimme kaavoista on oikea.
U: Käytämme nykyaikaisia ​​laitteita, joiden avulla voimme nähdä, kuinka virran suunta muuttuu paitsi suunnassa, myös suuruudessa ajan myötä.
Tietoa ”L-micro”-mittauskompleksin ominaisuuksista, lyhyt selostus instrumenttien ja laitteiden tarkoituksesta.

Demot käynnissä

Induktori kiinnitettiin kolmijalkalla. Magneettivuoa muutettiin siirtämällä liuskakestomagneettia kelaan nähden. Induktanssikäämiin muodostuva induktiivinen emf syötettiin Oscillograph-liittimen tuloon, joka välitti ajassa vaihtelevan sähköisen signaalin tietokoneelle sovitusyksikön kautta ja kirjattiin monitoriin. Oskilloskooppi laukaistiin tutkittavasta signaalista "valmiustilassa" pyyhkäisytilassa signaalitasolla, joka on suuruusluokkaa pienempi kuin indusoidun emf:n maksimiarvo. Tämä mahdollisti indusoidun emf:n havainnoinnin lähes kokonaan siitä hetkestä lähtien, kun magneettivuo alkoi muuttua.
Heitämme kelan läpi ei merkitty magneetti. Kuvaaja EMF-arvosta ajan funktiona piirretään näytölle. Mutta virran ja ajan kaavio käyttäytyy samalla tavalla.
Oppilaat näkevät, että kelan läpi lentävä magneetti aiheuttaa siihen induktiovirran. (Kuva 10)

U: Piirrä kaavio kaaviosta muistikirjaasi.

Kotitehtävät: Kirjoita muistiin, mitä magneettivuolle tapahtui kolmessa vaiheessa: magneetti lentää kelaan, liikkuu sen sisällä ja lentää siitä ulos. Piirrä oma versiosi kokeesta osoittamalla liikkuvan magneetin navat.