NODARBĪBAS PLĀNS

Tēma: “Magnētiskā plūsma. Elektromagnētiskās indukcijas fenomens”, 9.kl

Nodarbības mērķi:

Mērķis ir sasniegt izglītības rezultātus.

Personiskie rezultāti:

– kognitīvo interešu, intelektuālo un radošo spēju attīstība;

– patstāvība jaunu zināšanu un praktisko iemaņu apguvē;

– vērtību attieksmes veidošana pret mācīšanās rezultātiem.

Meta priekšmeta rezultāti:

– prasmju apgūšana patstāvīgi apgūt jaunas zināšanas, organizēt izglītojošus pasākumus, izvirzīt mērķus, plānot;

– rīcības metožu apgūšana nestandarta situācijās, problēmu risināšanas heiristisko metožu apgūšana;

– attīstīt prasmes novērot, izcelt galveno, izskaidrot redzēto.

Priekšmeta rezultāti:

– zināt: magnētiskā plūsma, inducētā strāva, elektromagnētiskās indukcijas fenomens;

– saprast: plūsmas jēdziens, elektromagnētiskās indukcijas parādība

– būt spējīgam: noteikt indukcijas strāvas virzienu, atrisināt tipiskas OGE problēmas.

Nodarbības veids: apgūt jaunu materiālu

Nodarbības formāts: stundas mācība

Tehnoloģijas: kritiskās domāšanas tehnoloģijas elementi, problēmbāzētas mācības, IKT, problēmbāzēta dialoga tehnoloģija

Nodarbības aprīkojums: dators, interaktīvā tāfele, spole, statīvs ar kāju, lentes magnēts – 2 gab., demonstrācijas galvanometrs, vadi, iekārta Lenca likuma demonstrēšanai.

Nodarbību laikā

Sākums: 10.30

1. Organizatoriskais posms (5 minūtes).

Sveiki puiši! Šodien es pasniegšu fizikas stundu, mani sauc Inokentijs Innokentjevičs Malgarovs, Kyllakh skolas fizikas skolotājs. Es ļoti priecājos strādāt ar jums, ar vidusskolēniem, ceru, ka šodienas stunda noritēs produktīvi. Šodienas nodarbībā tiek novērtēta uzmanība, neatkarība un atjautība. Mūsu nodarbības moto ir “Viss ir ļoti vienkārši, tikai jāsaprot!” Tagad jūsu galda kaimiņi skatās viens uz otru, novēl veiksmi un paspiež roku. Lai izveidotu atgriezenisko saiti, es dažreiz sasitīšu plaukstas, un jūs atkārtosit. Pārbaudīsim? Apbrīnojami!

Lūdzu, paskatieties uz ekrānu. Ko mēs redzam? Tieši tā, ūdenskritums un stiprs vējš. Kāds vārds (viens!) apvieno šīs divas dabas parādības? Jā, plūsma. Ūdens plūsma un gaisa plūsma. Šodien parunāsim arī par plūsmu. Tikai par pavisam cita rakstura plūsmu. Vai varat uzminēt ko? Ar kādām tēmām jūs iepriekš pievērsāties? Tieši tā, ar magnētismu. Tāpēc savās darba lapās pierakstiet nodarbības tēmu: Magnētiskā plūsma. Elektromagnētiskās indukcijas fenomens.

Sākums: 10.35

2. Zināšanu papildināšana (5 minūtes).

1. vingrinājums. Lūdzu, paskatieties uz ekrānu. Ko jūs varat teikt par šo zīmējumu? Darba lapās jāaizpilda tukšās vietas. Konsultējieties ar savu partneri.

1. Apkārt rodas strāvu nesošais vadītājs magnētiskais lauks. Tas vienmēr ir slēgts;

2. Magnētiskā lauka stipruma raksturlielums ir magnētiskās indukcijas vektors 0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Paskaties uz ekrānu. Pēc analoģijas aizpildiet otro aili ķēdei magnētiskajā laukā.

Lūdzu, apskatiet demonstrācijas tabulu. Uz galda redzat statīvu ar kustīgu šūpuļkrēslu ar diviem alumīnija gredzeniem. Viens ir vesels, bet otram ir slots. Mēs zinām, ka alumīnijam nav magnētisku īpašību. Mēs sākam ievietot magnētu gredzenā ar slotu. Nekas nenotiek. Tagad sāksim ievadīt magnētu visā gredzenā. Lūdzu, ņemiet vērā, ka simts gredzens sāk “aizbēgt” no magnēta. Apturiet magnēta kustību. Arī gredzens apstājas. Tad mēs sākam rūpīgi noņemt magnētu. Tagad gredzens sāk sekot magnētam.

Mēģiniet izskaidrot redzēto (skolēni mēģina paskaidrot).

Lūdzu, paskatieties uz ekrānu. Šeit ir paslēpts mājiens. (Skolēni nonāk pie secinājuma, ka, mainoties magnētiskajai plūsmai, var iegūt elektrisko strāvu).

4. uzdevums. Izrādās, ka, mainot magnētisko plūsmu, ķēdē var iegūt elektrisko strāvu. Jūs jau zināt, kā mainīt plūsmu. Kā? Tieši tā, jūs varat stiprināt vai vājināt magnētisko lauku, mainīt pašas ķēdes laukumu un mainīt ķēdes plaknes virzienu. Tagad es jums pastāstīšu stāstu. Klausieties uzmanīgi un vienlaikus izpildiet 4. uzdevumu.

1821. gadā angļu fiziķis Maikls Faradejs, iedvesmojoties no Orsteda (zinātnieka, kurš atklāja magnētisko lauku ap strāvu nesošo vadītāju) darbu, izvirzīja sev uzdevumu iegūt elektrību no magnētisma. Gandrīz desmit gadus viņš bikšu kabatā nēsāja vadus un magnētus, nesekmīgi mēģinot no tiem radīt elektrisko strāvu. Un kādu dienu pilnīgi nejauši, 1831. gada 28. augustā, viņam tas izdevās. (Sagatavojiet un parādiet demonstrāciju). Faradejs atklāja, ka, ja uz magnēta ātri uzliek (vai noņem no tā) spoli, tajā rodas īslaicīga strāva, ko var noteikt, izmantojot galvanometru. Šo fenomenu sāka saukt elektromagnētiskā indukcija.

Šo strāvu sauc inducētā strāva. Mēs teicām, ka jebkura elektriskā strāva rada magnētisko lauku. Indukcijas strāva rada arī savu magnētisko lauku. Turklāt šis lauks mijiedarbojas ar pastāvīgā magnēta lauku.

Tagad, izmantojot interaktīvo tāfeli, nosakiet indukcijas strāvas virzienu. Kādu secinājumu var izdarīt par inducētās strāvas magnētiskā lauka virzienu?

Sākums: 11.00

5. Zināšanu pielietošana dažādās situācijās (10 minūtes).

Es iesaku jums atrisināt uzdevumus, kas tiek piedāvāti OGE fizikā.

5. uzdevums. Sloksnes magnēts tiek novadīts uz cieta alumīnija gredzena, kas piekārts uz zīda pavediena ar nemainīgu ātrumu (sk. attēlu). Kas šajā laikā notiks ar gredzenu?

1) gredzens paliks miera stāvoklī

2) gredzens tiks piesaistīts magnētam

3) gredzenu atbaidīs magnēts

4) gredzens sāks griezties ap vītni

6. uzdevums.

1) tikai 2.

2) tikai 1.

4) tikai 3.

Sākums: 11.10

5. Pārdomas (5 minūtes).

Ir pienācis laiks novērtēt mūsu nodarbības rezultātus. Ko jaunu esi iemācījies? Vai stundas sākumā izvirzītie mērķi ir sasniegti? Kas tev bija grūti? Kas tev īpaši patika? Kādas sajūtas jūs piedzīvojāt?

6. Informācija par mājas darbiem

Atrodiet savās mācību grāmatās tēmas “Magnētiskā plūsma”, “Elektromagnētiskās indukcijas fenomens”, izlasiet un pārbaudiet, vai varat atbildēt uz pašpārbaudes jautājumiem.

Vēlreiz paldies par sadarbību, interesi un kopumā par ļoti interesanto nodarbību. Es vēlos labi apgūt fiziku un, pamatojoties uz to, izprast pasaules uzbūvi.

"Tas ir ļoti vienkārši, jums tikai jāsaprot!"

Skolēna uzvārds, vārds __________________________________________________________ 9. klases skolēns

Datums "____"____________________2016

DARBA LAPA

Nodarbības tēma:_________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

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

4. uzdevums. Aizpildi tukšumus.

1. Strāvas rašanās parādību slēgtā vadītājā (ķēdē), mainoties magnētiskajam laukam, kas iekļūst šajā ķēdē, sauc par ____________________________;

2. Strāvu, kas rodas ķēdē, sauc par ________________________________;

3. Indukcijas strāvas radītais ķēdes magnētiskais lauks tiks novirzīts __________________ pastāvīgā magnēta magnētiskajam laukam (Lenca noteikums).

https://pandia.ru/text/80/300/images/image006_55.jpg" align="left hspace=12" width="238" height="89"> 6. uzdevums. Ir trīs identiski metāla gredzeni. No pirmā gredzena tiek noņemts magnēts, otrajā gredzenā tiek ievietots magnēts, un trešajā gredzenā atrodas stacionārs magnēts. Kurā gredzenā plūst indukcijas strāva?

1) tikai 2.

2) tikai 1.

Atpakaļ uz priekšu

Uzmanību! Slaidu priekšskatījumi ir paredzēti tikai informatīviem nolūkiem, un tie var neatspoguļot visas prezentācijas funkcijas. Ja jūs interesē šis darbs, lūdzu, lejupielādējiet pilno versiju.

Nodarbības mērķi:

• Izglītojoši– atklāt elektromagnētiskās indukcijas fenomena būtību; Izskaidrojiet studentiem Lenca likumu un iemāciet tos izmantot, lai noteiktu indukcijas strāvas virzienu; izskaidrot elektromagnētiskās indukcijas likumu; iemācīt skolēniem aprēķināt inducēto emf vienkāršākajos gadījumos.
• Attīstošs– attīstīt skolēnu izziņas interesi, spēju domāt loģiski un vispārināt. Attīstīt mācīšanās motīvus un interesi par fiziku. Attīstīt spēju saskatīt saikni starp fiziku un praksi.
• Izglītojoši– audzināt studentu darba mīlestību, prasmi strādāt grupās. Veicināt publiskās uzstāšanās kultūru.

Aprīkojums:

• Mācību grāmata “Fizika - 11” G.Ja.Mjakiševs, B.B.Buhovcevs, V.M.Čarugins.
• G.N. Stepanova.
• "Fizika - 11". Nodarbību plāni mācību grāmatai G.Ya Myakishev, B.B. Bukhovtsev. autors - sastādītājs G.V. Markina.
• Dators un projektors.
• Materiāls "Uzskates līdzekļu bibliotēka".
• Prezentācija nodarbībai.

Nodarbības plāns:

Nodarbības soļi	Laiks min.	Metodes un tehnikas
1. Organizatoriskais brīdis: Ievads Vēsturiskā informācija		Skolotāja vēstījums par stundas tēmu, mērķiem un uzdevumiem. 1. slaids. M. Faradeja dzīve un darbs. (Skolēna ziņa). 2., 3., 4. slaidi.
2. Jaunā materiāla skaidrojums Jēdzienu “elektromagnētiskā indukcija”, “indukcijas strāva” definīcijas. Magnētiskās plūsmas jēdziena ievads. Saistība starp magnētisko plūsmu un indukcijas līniju skaitu. Magnētiskās plūsmas vienības. E.H.Lenca likums. Pētījums par inducētās strāvas (un inducētās emf) atkarību no spoles apgriezienu skaita un magnētiskās plūsmas izmaiņu ātruma. EMR pielietojums praksē.		1. Eksperimentu par EMR demonstrēšana, eksperimentu analīze, video fragmenta “Elektromagnētiskās indukcijas piemēri” skatīšanās, 5., 6. slaidi. 2. Saruna, prezentācijas apskate. 7. slaids. 3. Lenca noteikuma derīguma demonstrēšana. Video fragments “Lenca likums”. 8., 9. slaids. 4. Strādāt burtnīcās, veidot zīmējumus, strādāt ar mācību grāmatu. 5. Saruna. Eksperimentējiet. Noskatieties videoklipu “Elektromagnētiskās indukcijas likums”. Skatīt prezentāciju. 10., 11. slaidi. 6. Apskatīt prezentāciju 12. slaids.
3. Pētītā materiāla konsolidācija	10	1. Uzdevumu Nr.1819,1821(1.3.5) risinājums (Fizikas uzdevumu krājums 10-11. G.N. Stepanova)
4. Rezumējot	2	2.Studentu veiktā pētāmā materiāla apkopojums.
5. Mājas darbs	1	§ 8-11 (mācīt), R. Nr. 902 (b, d, f), 911 (rakstīts piezīmju grāmatiņās)

NODARBĪBU LAIKĀ

I. Organizatoriskais moments

1. Elektrisko un magnētisko lauku ģenerē vieni un tie paši avoti – elektriskie lādiņi. Tāpēc mēs varam pieņemt, ka starp šiem laukiem pastāv noteikta saikne. Šis pieņēmums guva eksperimentālu apstiprinājumu 1831. gadā izcilā angļu fiziķa M. Faradeja eksperimentos, kuros viņš atklāja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu. (1. slaids) .

Epigrāfs:

"Fluke
krīt tikai uz vienu akciju
sagatavots prāts."

L. Pasternaks

2. Īss vēsturisks M. Faradeja dzīves un daiļrades skice. (Skolēna ziņa). (2., 3. slaids).

II. Maiņstrāvas magnētiskā lauka izraisīto parādību 1831. gadā pirmo reizi novēroja M. Faradejs. Viņš atrisināja problēmu: vai magnētiskais lauks var izraisīt elektriskās strāvas parādīšanos vadītājā? (4. slaids).

Elektriskā strāva, sprieda M. Faradejs, var magnetizēt dzelzs gabalu. Vai magnēts savukārt nevarētu izraisīt elektrisko strāvu? Ilgu laiku šo savienojumu nevarēja atklāt. Grūti bija izdomāt galveno, proti: kustīgs magnēts vai mainīgs magnētiskais lauks var ierosināt elektrisko strāvu spolē. (5. slaids).
(skatieties video “Elektromagnētiskās indukcijas piemēri”). (6. slaids).

Jautājumi:

1. Kas, jūsuprāt, izraisa elektriskās strāvas plūsmu spolē?
2. Kāpēc pašreizējais bija īslaicīgs?
3. Kāpēc nav strāvas, kad magnēts atrodas spoles iekšpusē (1. attēls), kad reostata slīdnis nekustas (2. attēls), kad viena spole pārstāj kustēties attiecībā pret otru?

Secinājums: strāva parādās, mainoties magnētiskajam laukam.

Elektromagnētiskās indukcijas fenomens sastāv no elektriskās strāvas iestāšanās vadošā ķēdē, kas atrodas miera stāvoklī laika mainīgā magnētiskajā laukā vai pārvietojas nemainīgā magnētiskajā laukā tā, ka magnētiskās indukcijas līniju skaits iekļūst ķēdes izmaiņas.
Mainīga magnētiskā lauka gadījumā tā galvenais raksturlielums B - magnētiskās indukcijas vektors var mainīties lielumā un virzienā. Bet elektromagnētiskās indukcijas parādība tiek novērota arī magnētiskajā laukā ar konstanti B.

Jautājums: Kas mainās?

Magnētiskā lauka caururbtais laukums mainās, t.i. mainās spēka līniju skaits, kas iekļūst šajā zonā.

Lai raksturotu magnētisko lauku telpas reģionā, tiek ieviests fizisks lielums - magnētiskā plūsma - F(7. slaids).

Magnētiskā plūsma F caur virsmas laukumu S sauc lielumu, kas vienāds ar magnētiskās indukcijas vektora lieluma reizinājumu IN Uz laukumu S un leņķa kosinuss starp vektoriem IN Un n.

Ф = ВS cos

Darbs V cos = V n apzīmē magnētiskās indukcijas vektora projekciju uz normālu n uz kontūras plakni. Tāpēc Ф = В n S.

Magnētiskās plūsmas mērvienība – Wb(Vēbers).

1 Webera (Wb) magnētisko plūsmu rada vienmērīgs magnētiskais lauks ar 1 T indukciju caur virsmu ar laukumu 1 m 2, kas atrodas perpendikulāri magnētiskās indukcijas vektoram.
Galvenais elektromagnētiskās indukcijas fenomenā ir elektriskā lauka ģenerēšana ar mainīgu magnētisko lauku. Slēgtā spolē rodas strāva, kas ļauj reģistrēt parādību (1. attēls).
Iegūtā viena vai otra virziena inducētā strāva kaut kādā veidā mijiedarbojas ar magnētu. Spole, kurai caur to iet strāva, ir kā magnēts ar diviem poliem – ziemeļiem un dienvidiem. Indukcijas strāvas virziens nosaka, kurš spoles gals darbojas kā ziemeļpols. Balstoties uz enerģijas nezūdamības likumu, varam paredzēt, kādos gadījumos spole magnētu pievilks un kādos atvairīs.
Ja magnēts tiek pietuvināts spolei, tad šajā virzienā parādās inducētā strāva, magnēts obligāti tiek atgrūsts. Lai tuvinātu magnētu un spoli, ir jāveic pozitīvs darbs. Spole kļūst kā magnēts, un tā tāda paša nosaukuma pols ir vērsts pret magnētu, kas tai tuvojas. Kā stabi viens otru atgrūž. Noņemot magnētu, tas ir pretējs.

Pirmajā gadījumā magnētiskā plūsma palielinās (5. attēls), bet otrajā - samazinās. Turklāt pirmajā gadījumā spolē radušās indukcijas strāvas radītā magnētiskā lauka indukcijas līnijas B/ iznāk no spoles augšējā gala, jo spole atgrūž magnētu, un otrajā gadījumā tie nonāk šajā galā. Šīs līnijas attēlā ir parādītas tumšākās krāsās. Pirmajā gadījumā spole ar strāvu ir līdzīga magnētam, kura ziemeļpols atrodas augšpusē, bet otrajā - apakšā.
Līdzīgus secinājumus var izdarīt, izmantojot attēlā parādīto eksperimentu (6. attēls).

(Skatīt fragmentu “Lenca likums”)

Secinājums: Inducētā strāva, kas rodas slēgtā ķēdē ar tās magnētisko lauku, neitralizē tās izraisītās magnētiskās plūsmas izmaiņas. (8. slaids).

Lenca likums. Inducētajai strāvai vienmēr ir virziens, kurā notiek pretdarbība cēloņiem, kas to izraisīja.

Algoritms indukcijas strāvas virziena noteikšanai. (9. slaids)

1. Nosakiet ārējā lauka B indukcijas līniju virzienu (tās atstāj N un ieiet S).
2. Nosakiet, vai magnētiskā plūsma caur ķēdi palielinās vai samazinās (ja magnēts iekustas gredzenā, tad ∆Ф>0, ja izkustas, tad ∆Ф<0).
3. Noteikt inducētās strāvas radītā magnētiskā lauka B′ indukcijas līniju virzienu (ja ∆Ф>0, tad līnijas B un B′ ir vērstas pretējos virzienos; ja ∆Ф<0, то линии В и В′ сонаправлены).
4. Izmantojot karkasa likumu (labā roka), nosakiet indukcijas strāvas virzienu.
Faradeja eksperimenti parādīja, ka inducētās strāvas stiprums vadošā ķēdē ir proporcionāls magnētiskās indukcijas līniju skaita izmaiņu ātrumam, kas iekļūst virsmā, ko ierobežo šī ķēde. (10. slaids).
Ikreiz, kad notiek izmaiņas magnētiskajā plūsmā caur vadošu ķēdi, šajā ķēdē rodas elektriskā strāva.
Inducētais emf slēgtā cilpā ir vienāds ar magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumu šīs cilpas ierobežotajā zonā.
Strāvai ķēdē ir pozitīvs virziens, jo ārējā magnētiskā plūsma samazinās.

(Skatīt fragmentu “Elektromagnētiskās indukcijas likums”)

(11. slaids).

Elektromagnētiskās indukcijas EMF slēgtā cilpā ir skaitliski vienāds un pēc zīmes ir pretējs magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam caur virsmu, ko ierobežo šī cilpa.

Elektromagnētiskās indukcijas atklāšana sniedza būtisku ieguldījumu tehniskajā revolūcijā un kalpoja par mūsdienu elektrotehnikas pamatu. (12. slaids).

III. Apgūtā nostiprināšana

1819, 1821(1.3.5) uzdevumu risināšana

(Uzdevumu krājums fizikā 10-11. G.N. Stepanova).

IV. Mājasdarbs:

§8 - 11 (mācīt), R. Nr. 902 (b, d, f), Nr. 911 (rakstīts burtnīcās)

Bibliogrāfija:

1. Mācību grāmata “Fizika – 11” G.Ja.Mjakiševs, B.B.Buhovcevs, V.M.Čarugins.
2. Fizikas uzdevumu krājums 10.-11. G.N. Stepanova.
3. "Fizika - 11". Nodarbību plāni mācību grāmatai G.Ya Myakishev, B.B. Bukhovtsev. autors-sastādītājs G.V. Markina.
4. V/m un video materiāli. Skolas fizikas eksperiments “Elektromagnētiskā indukcija” (sadaļas “Elektromagnētiskās indukcijas piemēri”, “Lenca likums”, “Elektromagnētiskās indukcijas likums”).
5. Fizikas uzdevumu krājums 10.-11. A.P.Rimkevičs.

Šodienas nodarbības tēma ir veltīta svarīgai tēmai - “Magnētiskā plūsma”. Vispirms atcerēsimies, kas ir elektromagnētiskā indukcija. Pēc tam mēs runāsim par to, kā rodas inducētā strāva un kas ir svarīgi, lai šī strāva parādītos. No Faradeja eksperimentiem mēs uzzinām, kā rodas magnētiskā plūsma.

Turpinot mūsu tēmas “Elektromagnētiskā indukcija” izpēti, sīkāk aplūkosim tādu jēdzienu kā magnētiskā plūsma.

Jūs jau zināt, kā noteikt elektromagnētiskās indukcijas fenomenu - ja slēgtu vadītāju šķērso magnētiskās līnijas, šajā vadītājā rodas elektriskā strāva. Šo strāvu sauc par indukciju.

Tagad apspriedīsim, kā šī elektriskā strāva veidojas un kas ir svarīgi, lai šī strāva parādītos.

Vispirms pievērsīsimies Faradeja eksperiments un vēlreiz apskatiet tās svarīgās funkcijas.

Tātad, mums ir ampērmetrs, spole ar lielu apgriezienu skaitu, kas ir īssavienojums ar šo ampērmetru.

Mēs paņemam magnētu un, tāpat kā iepriekšējā nodarbībā, nolaižam šo magnētu spoles iekšpusē. Bultiņa novirzās, tas ir, šajā ķēdē ir elektriskā strāva.

Rīsi. 1.Indukcijas strāvas noteikšanas pieredze

Bet, kad magnēts atrodas spoles iekšpusē, ķēdē nav elektriskās strāvas. Bet tiklīdz jūs mēģināt izņemt šo magnētu no spoles, ķēdē atkal parādās elektriskā strāva, bet šīs strāvas virziens mainās uz pretējo.

Lūdzu, ņemiet vērā arī to, ka elektriskās strāvas vērtība, kas plūst ķēdē, ir atkarīga arī no paša magnēta īpašībām. Ja ņemat citu magnētu un veicat to pašu eksperimentu, strāvas vērtība būtiski mainās, šajā gadījumā strāva kļūst mazāka.

Pēc eksperimentu veikšanas varam secināt, ka elektriskā strāva, kas rodas slēgtā vadītājā (spolē), ir saistīta ar pastāvīgā magnēta magnētisko lauku.

Citiem vārdiem sakot, elektriskā strāva ir atkarīga no dažām magnētiskā lauka īpašībām. Un mēs jau esam ieviesuši šādu raksturlielumu - .

Atgādināsim, ka magnētisko indukciju apzīmē ar burtu, tas ir vektora lielums. Un magnētiskā indukcija tiek mērīta Teslā.

Tesla – par godu Eiropas un Amerikas zinātniecei Nikolai Teslai.

Magnētiskā indukcija raksturo magnētiskā lauka ietekmi uz šajā laukā novietotu strāvu nesošo vadītāju.

Bet, runājot par elektrisko strāvu, mums ir jāsaprot, ka elektriskā strāva, un jūs to zināt no 8. klases, rodas elektriskā lauka ietekmē.

Līdz ar to varam secināt, ka elektriskā indukcijas strāva parādās elektriskā lauka ietekmē, kas savukārt veidojas magnētiskā lauka darbības rezultātā. Un šīs attiecības tiek tieši panāktas caur magnētiskā plūsma.

Kas ir magnētiskā plūsma?

Magnētiskā plūsma apzīmēts ar burtu F un izteikts tādās vienībās kā Weber un apzīmēts ar .

Magnētisko plūsmu var salīdzināt ar šķidruma plūsmu, kas plūst caur ierobežotu virsmu. Ja paņemat cauruli un šajā caurulē plūst šķidrums, tad attiecīgi caur caurules šķērsgriezuma laukumu plūdīs noteikta ūdens plūsma.

Pēc šīs analoģijas magnētiskā plūsma raksturo to, cik magnētisko līniju šķērsos ierobežotu ķēdi. Šī kontūra ir apgabals, ko ierobežo stieples spole vai, iespējams, kāda cita forma, un šī zona noteikti ir ierobežota.

Rīsi. 2. Pirmajā gadījumā magnētiskā plūsma ir maksimālā. Otrajā gadījumā tas ir vienāds ar nulli.

Attēlā parādīti divi pagriezieni. Viens pagrieziens ir stieples spole, caur kuru iet magnētiskās indukcijas līnijas. Kā redzat, šeit ir parādītas četras no šīm rindām. Ja to būtu daudz vairāk, tad mēs teiktu, ka magnētiskā plūsma būtu liela. Ja šo līniju būtu mazāk, piemēram, novilktu vienu līniju, tad varētu teikt, ka magnētiskā plūsma ir diezgan maza, tā ir maza.

Un vēl viens gadījums: kad spole atrodas tā, lai magnētiskās līnijas neiet cauri tās laukumam. Šķiet, ka magnētiskās indukcijas līnijas slīd pa virsmu. Šajā gadījumā mēs varam teikt, ka nav magnētiskās plūsmas, t.i. nav līniju, kas iekļūst šīs kontūras virsmā.

Magnētiskā plūsma raksturo visu magnētu kopumā (vai citu magnētiskā lauka avotu). Ja magnētiskā indukcija raksturo darbību vienā punktā, tad magnētiskā plūsma raksturo visu magnētu. Var teikt, ka magnētiskā plūsma ir otra ļoti svarīga magnētiskā lauka īpašība. Ja magnētisko indukciju sauc par spēku, kas raksturīgs magnētiskajam laukam, tad magnētiskā plūsma ir magnētiskā lauka enerģijas raksturlielums.

Atgriežoties pie eksperimentiem, varam teikt, ka katru spoles pagriezienu var attēlot kā atsevišķu slēgtu pagriezienu. Tā pati ķēde, caur kuru izies magnētiskās indukcijas vektora magnētiskā plūsma. Šajā gadījumā tiks novērota induktīvā elektriskā strāva.

Tādējādi tieši magnētiskās plūsmas ietekmē slēgtā vadītājā tiek izveidots elektriskais lauks. Un šis elektriskais lauks nerada neko vairāk kā elektrisko strāvu.

Apskatīsim eksperimentu vēlreiz, un tagad, zinot, ka pastāv magnētiskā plūsma, aplūkosim attiecības starp magnētisko plūsmu un inducētās elektriskās strāvas vērtību.

Paņemsim magnētu un diezgan lēni izlaidīsim to cauri spolei. Elektriskās strāvas vērtība mainās ļoti maz.

Ja mēģināt ātri izvilkt magnētu, elektriskās strāvas vērtība būs lielāka nekā pirmajā gadījumā.

Šajā gadījumā nozīme ir magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam. Ja magnēta ātruma izmaiņas ir pietiekami lielas, tad arī inducētā strāva būs nozīmīga.

Šāda veida eksperimentu rezultātā tika atklāti šādi modeļi.

Rīsi. 3. No kā ir atkarīga magnētiskā plūsma un inducētā strāva?

1. Magnētiskā plūsma ir proporcionāla magnētiskajai indukcijai.

2. Magnētiskā plūsma ir tieši proporcionāla ķēdes virsmas laukumam, caur kuru iet magnētiskās indukcijas līnijas.

3. Un, treškārt, magnētiskās plūsmas atkarība no ķēdes leņķa. Mēs jau esam vērsuši uzmanību uz to, ka, ja ķēdes laukums ir vienā vai otrā veidā, tas ietekmē magnētiskās plūsmas klātbūtni un lielumu.

Tādējādi mēs varam teikt, ka inducētās strāvas stiprums ir tieši proporcionāls magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam.

∆ Ф ir magnētiskās plūsmas izmaiņas.

∆ t ir laiks, kurā mainās magnētiskā plūsma.

Attiecība ir tieši magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrums.

Pamatojoties uz šo atkarību, varam secināt, ka, piemēram, inducētu strāvu var radīt diezgan vājš magnēts, taču šī magnēta kustības ātrumam jābūt ļoti lielam.

Pirmais, kurš saņēma šo likumu, bija angļu zinātnieks M. Faradejs. Magnētiskās plūsmas jēdziens ļauj dziļāk aplūkot elektrisko un magnētisko parādību vienoto raksturu.

Papildliteratūras saraksts:

Pamatfizikas mācību grāmata. Ed. G.S. Landsbergs, T. 2. M., 1974 Yavorsky B.M., Pinsky A.A., Fundamentals of Physics, 2. sēj., M. Fizmatlit., 2003 Vai plūsmas jums ir tik pazīstamas? - 2009. - Nr.3. - P. 32-33. Aksenovičs L. A. Fizika vidusskolā: teorija. Uzdevumi. Pārbaudījumi: Mācību grāmata. pabalsts vispārējās izglītības iestādēm. vide, izglītība / L. A. Aksenoviča, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P.344.

Nodarbības tēma:

Elektromagnētiskās indukcijas atklāšana. Magnētiskā plūsma.

Mērķis: Iepazīstināt studentus ar elektromagnētiskās indukcijas fenomenu.

Nodarbību laikā

I. Organizatoriskais moments

II. Zināšanu atjaunināšana.

1. Frontālā aptauja.

• Kāda ir Ampera hipotēze?
• Kas ir magnētiskā caurlaidība?
• Kādas vielas sauc par para- un diamagnētiskām?
• Kas ir ferīti?
• Kur tiek izmantoti ferīti?
• Kā mēs zinām, ka ap Zemi ir magnētiskais lauks?
• Kur atrodas Zemes ziemeļu un dienvidu magnētiskie poli?
• Kādi procesi notiek Zemes magnetosfērā?
• Kāds ir iemesls magnētiskā lauka pastāvēšanai pie Zemes?

2. Eksperimentu analīze.

1. eksperiments

Magnētiskā adata uz statīva tika nogādāta statīva apakšējā un pēc tam augšējā galā. Kāpēc bultiņa pagriežas uz statīva apakšējo galu no abām pusēm ar dienvidu polu un uz augšējo galu ar ziemeļu galu?(Visi dzelzs priekšmeti atrodas Zemes magnētiskajā laukā. Šī lauka ietekmē tie tiek magnetizēti, objekta apakšējā daļa nosaka ziemeļu magnētisko polu, bet augšējā daļa – dienvidu.)

2. eksperiments

Lielā korķa spraudnī izveidojiet nelielu rievu stieples gabalam. Ievietojiet korķi ūdenī un novietojiet stiepli uz augšu, novietojot to paralēli. Šajā gadījumā vads kopā ar spraudni tiek pagriezts un uzstādīts gar meridiānu. Kāpēc?(Vads ir magnetizēts un ir uzstādīts Zemes laukā kā magnētiska adata.)

III. Jauna materiāla apgūšana

Magnētiskie spēki darbojas starp kustīgiem elektriskajiem lādiņiem. Magnētiskās mijiedarbības ir aprakstītas, pamatojoties uz ideju par magnētisko lauku, kas pastāv ap kustīgiem elektriskiem lādiņiem. Elektrisko un magnētisko lauku ģenerē vieni un tie paši avoti – elektriskie lādiņi. Var pieņemt, ka starp tām pastāv saikne.

1831. gadā M. Faradejs to eksperimentāli apstiprināja. Viņš atklāja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu (1.,2. slaidi).

1. eksperiments

Mēs savienojam galvanometru ar spoli, un mēs no tā pagarināsim pastāvīgo magnētu. Novērojam galvanometra adatas novirzi, ir parādījusies strāva (indukcija) (3. slaids).

Strāva vadītājā rodas, kad vadītājs atrodas mainīga magnētiskā lauka darbības zonā (4-7 slaids).

Faradejs attēloja mainīgu magnētisko lauku kā izmaiņas spēka līniju skaitā, kas iekļūst virsmā, ko ierobežo noteikta kontūra. Šis skaitlis ir atkarīgs no indukcijas IN magnētiskais lauks no ķēdes laukuma S un tā orientācija noteiktā jomā.

Ф=BS cos a - magnētiskā plūsma.

F [Wb] Vēbers (8. slaids)

Inducētajai strāvai var būt dažādi virzieni, kas ir atkarīgi no tā, vai magnētiskā plūsma, kas iet caur ķēdi, samazinās vai palielinās. Noteikums indukcijas strāvas virziena noteikšanai tika formulēts 1833. gadā. E. X. Lencs.

2. eksperiments

Mēs iebīdām pastāvīgo magnētu vieglā alumīnija gredzenā. Gredzens tiek atgrūsts no tā, un, izstiepts, tas tiek piesaistīts magnētam.

Rezultāts nav atkarīgs no magnēta polaritātes. Atgrūšanās un pievilcība ir izskaidrojama ar indukcijas strāvas parādīšanos tajā.

Iespiežot magnētu, palielinās magnētiskā plūsma caur gredzenu: gredzena atgrūšanās parāda, ka tajā inducētajai strāvai ir virziens, kurā tā magnētiskā lauka indukcijas vektors ir pretējs ārējā indukcijas vektoram. magnētiskais lauks.

Lenca noteikums:

Inducētajai strāvai vienmēr ir tāds virziens, ka tās magnētiskais lauks novērš jebkādas izmaiņas magnētiskajā plūsmā, kas izraisa inducētās strāvas parādīšanos(9. slaids).

IV. Laboratorijas darbu veikšana

Laboratorijas darbs par tēmu “Lenca likuma eksperimentālā pārbaude”

Ierīces un materiāli:miliammetrs, spole-spole, lokveida magnēts.

Progress

1. Sagatavo tabulu.

Klase: 9

Mērķis: izmantojot magnētiskās plūsmas un inducētās emf jēdzienus un formulas, radīs skolēnu izpratni par inducētās strāvas virziena noteikšanas noteikumiem.

Aprīkojums:

• interaktīvā tāfele SMART
• L-micro programmatūra, sadaļa “Elektrodinamika”,
• datora koordinācijas vienība,
• "Osciloskopa" pielikums,
• induktors un statīvs,
• sloksnes magnēti,

NODARBĪBU LAIKĀ

U: Atcerēsimies, kas ir magnētiskā plūsma.

D:
1) formula; Ф = В S Cosα;
2) lauka līniju skaits visā vietnē

U: Lai visiem būtu skaidrs, uzzīmējiet, kā jūs saprotat, kas ir magnētiskā plūsma.

D: Izmantojot interaktīvās tāfeles rīkus, mēs zīmējam lauka līnijas, kas iet cauri kontūras laukumam (1. att., 2. att.).

U: Kurš var palielināt magnētisko plūsmu? Parādi man kā. ( D: palielināt magnētiskās indukcijas līniju skaitu, palielināt gredzena laukumu) (3. attēls, 4. attēls)

U: Tas nozīmē, ka, lai samazinātu magnētisko plūsmu, kas nepieciešama...
D: Samaziniet līniju skaitu, samaziniet gredzena laukumu. Tas ir, lai “kontrolētu” magnētisko plūsmu, jūs varat mainīt magnētiskā lauka lielumu un ķēdes laukumu.
U: Uzzīmējiet magnētisko plūsmu
D: Tā nemaz nebūs!
- Nē būs! Lauka līnijas tiek vilktas nepārtraukti un aptver visu magnētu. Ērtības labad mēs uzzīmējam tikai daļu no tiem.
– Laboratorijas darbu laikā zāģskaidas tika savāktas gan Ziemeļpolā, gan Dienvidpolā. Tātad arī šeit būs magnētiskā plūsma.
U: Tad kā magnēta pagriešana ietekmēja magnētisko plūsmu?
D: Droši vien nekādi. Ja ņemam magnētu un laukumu kā iepriekšējā attēlā, tad izmērs nemainīsies. Ф = ВS
U: Kā mēs varam parādīt, ka magnēts ir apgriezies?
D: Novietojiet zīmi “–”.
U: Novietojiet gredzenu un magnētu tā, lai plūsma caur gredzenu būtu 0.
D: 5. attēls

U: Magnētiskās plūsmas formulā ir cosα. No matemātikas uzziņu grāmatas

Kur attēlā ir šis leņķis, starp kuriem diviem virzieniem? Plūsma var būt vienāda ar 0, ja leņķis ir 90 o, tas ir perpendikulārs. Un mūsu gredzens un magnēts ir paralēli (6. att.).
D: Lauka līnijām ir virziens, bet apgabalam nav.
U: Atcerieties, kā šis leņķis ir iestatīts saskaņā ar rokasgrāmatas tekstu.
D: Tur ir uzzīmēts perpendikuls rāmim
Tas nozīmē leņķi starp magnētiskā lauka vektoru un normālo. (7. att.)

U: Pārbaudi sevi – uzzīmē maksimālo plūsmu, uz tāfeles saliec visus iespējamos variantus. (8. attēls)

D: Otrais un trešais nav piemērots. Tur plūsma izrādās negatīva.

D: Nu ko? Līniju skaits ir vienāds, kas nozīmē, ka plūsma ir vienāda. Eksperimentos ar magnētiem zāģu skaidām bija vienalga, pie kura pola tās pieķērās – ziemeļos vai dienvidos.
U: Tad vispār, kāpēc mums jāzina plūsmas zīme, leņķis. Plūsma joprojām skaidra, kur ir maksimums?
D: ?
U: Faradeja eksperimenta ar spoli un magnētu demonstrācija.
D: Faradeja eksperimentos! Mēs redzējām, ka strāvas virziens mainās atkarībā no tā, kā mēs ievedam vai izņemam magnētu.
U: Uzrakstiet Faradeja likumu matemātiskā izteiksmē.
D: E = – ,
U: Mēģināsim saprast zīmes šajā likumā. Ja vēlamies iegūt “pozitīvu” strāvas virzienu, tad...
D: Plūsmai jāsamazinās. Tad ∆Ф< 0 и в итоге получиться плюс.
D: Tas var augt, bet ar mīnusa zīmi
U: Uzzīmējiet, kā magnētam jāpārvietojas.

D: Mēs ievietojam magnētu spolē, līniju skaits palielinās, kas nozīmē, ka plūsma palielinās tikai ar pretēju zīmi. To var pārbaudīt ar cipariem (9. att.).
D: Mēs noņemam magnētu no spoles tā, lai plūsma būtu pozitīva un plūsmas izmaiņas būtu negatīvas.
U: Eksperimentā abos gadījumos strāvas virziens ir vienāds. Tas nozīmē, ka mūsu formulu analīze ir pareiza.
U: Izmantosim modernas iekārtas, kas ļauj redzēt, kā straumes virziens laika gaitā mainās ne tikai virzienā, bet arī lielumā.
Tiek sniegta informācija par “L-micro” mērīšanas kompleksa iespējām, īss skaidrojums par instrumentu un ierīču mērķi.

Demonstrāciju palaišana

Induktors tika nostiprināts, izmantojot statīvu. Magnētiskā plūsma tika mainīta, pārvietojot lentes pastāvīgo magnētu attiecībā pret induktors. Induktīvais emfs, kas rodas induktivitātes spolē, tika padots uz oscilogrāfa pievienojuma ieeju, kas caur saskaņošanas bloku pārraidīja uz datoru laika mainīgu elektrisko signālu un tika ierakstīts monitorā. Osciloskops tika iedarbināts no pētāmā signāla “gaidstāves” slaucīšanas režīmā signāla līmenī, kas ir par lielumu zemāks par inducētās emf maksimālo vērtību. Tas ļāva gandrīz pilnībā novērot inducēto emf no brīža, kad magnētiskā plūsma sāka mainīties.
Izmetam caur spoli nav atzīmēts magnēts. Uz ekrāna tiek uzzīmēts EML vērtības un laika grafiks. Bet strāvas un laika grafiks darbosies līdzīgi.
Skolēni redz, ka magnēts, kas lido caur spoli, izraisa indukcijas strāvas parādīšanos tajā. (10. att.)

U: Uzzīmējiet diagrammas diagrammu savā piezīmju grāmatiņā.

Mājasdarbs: pierakstiet, kas notika ar magnētisko plūsmu trīs posmos: magnēts uzlido līdz spolei, pārvietojas tajā un izlido no tās. Ieskicējiet savu eksperimenta versiju, norādot kustīga magnēta polus.