10 класс. Урок №92.1 Тема: Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции.
Цели урока. Обучающие: ознакомить учащихся с явлением электромагнитной индукции; сформулировать закон электромагнитной индукции. Развивающие: развивать умения работать в группе и развивать навыки использования экспериментальных методов познания физических явлений. Воспитательные: формирование научного мировоззрения при изучении фундаментальных законов физики. Ход урока: 1.Организационный момент. 2.Повторение. А. Фронтальный опрос: - в чем заключается гипотеза Ампера? – что такое магнитная проницаемость? – какие вещества называют пара- и диамагнетиками? - что такое ферромагнетики? – что такое ферриты? – где применяются ферриты? –откуда известно, что вокруг Земли существует магнитное поле? – где находится Северный и Южный магнитные полюса Земли? –какова причина существования магнитного поля у Земли? Б. Анализ эксперимента. Эксперимент. 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? ( Все железные предметы находятся в магнитном поле Земли. Под действием этого поля они намагничиваются, нижняя часть железного предмета обнаруживает северный полюс магнита, а верхняя _ южный.) 3. Изучение нового материала: Между движущимися электрическими зарядами действуют магнитные силы. Магнитные взаимодействия описываются на основе представлений 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 1831г. М. Фарадей подтвердил это экспериментально. Он открыл явление электромагнитной индукцией. Сейчас мы воспроизведем этот опыт. Эксперимент1. Гальванометр подсоединяем к катушке, и будем выдвигать из нее постоянный магнит. Наблюдаем отклонение стрелки гальванометра, значит появился ток (индукционный). Ток в проводнике возникает, когда проводник оказывается в области действия переменного магнитного поля. 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= В S cosα, где Ф-магнитный поток. Ф[Вб] Вебер.
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 1833г. Э.Х. Ленцем. Правило Ленца: Индукционный ток имеет всегда такое направление, что его магнитное поле препятствует любым изменениям магнитного потока, вызывающим появление индукционного тока. 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.
Магнитный поток наглядно истолковывается как число линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S. Если за малое время ∆t магнитный поток меняется на ∆Ф , то скорость изменения потока: . Известно, что в цепи появляется электрический ток в том случае, если на свободные заряды проводника действуют сторонние силы. При изменении магнитного потока появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС
Ii =
Сопротивление зависит от изменения магнитного потока.
Закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС
εi = - ( знак минус связан с правилом Ленца)
ЭДС индукции εi в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
4. Обобщение изученного. 1.Какое из выражений характеризует понятие электромагнитной индукции? Укажите все правильные утверждения. А. Явление характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд. Б. Явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного поля. В. Явление возникновения ЭДС в проводнике под действием магнитного поля. 2. С помощью какого правила определяют направление индукционного тока? Укажите все правильные утверждения. А. Правило буравчика. Б. Правило правой руки. В. правило Ленца. 3. Какое математическое выражение служит для определения ЭДС индукции в замкнутом контуре? - А.| . Б. - В.IB∆lsinα 4. Какое математическое выражение служит для определения магнитного потока, пронизывающего контур? Укажите все правильные утверждения. А. В S cosα . Б. В S sinα. В. В S 5. Что определяется скоростью изменения магнитного потока через контур? Укажите все правильные утверждения. А. индуктивность контура. Б. Магнитная индукция. В.ЭДС индукции. 5. Подводиться итог урока. 6. Домашнее задание:§11.1 Задача: За какой промежуток времени магнитный поток изменится на 0, 004 Вб, если в контуре возбуждается ЭДС индукции16 В?
