Явление электромагнитной индукции конспект

Обновлено: 07.07.2024

Великому английскому физику Майклу Фарадею потребовалось почти $10$ лет, чтобы ответить в $1831$ году на вопрос: как превратить магнетизм в электричество?

Электрический ток в замкнутом контуре, возникающий при изменении магнитного поля, называется индукционным .

Индукционный ток , так же как и ток от гальванического элемента или аккумулятора, представляет собой упорядоченное движение электронов .

Многочисленные опыты М. Фарадея привели к выводу, что индукционный ток в контуре, замкнутом на гальванометр, возникает при изменении :

На рисунке $4$ представлен пример отсутствия появления индукционного тока при вращении магнита вокруг вертикальной оси.

В России электротехника развивалась интенсивно с поддержки Николая I. Развитие электротехники в Европе отозвалось открытиями и изобретениями в России.

В $1833$ году русский учёный Эмилий Христианович Ленц доказал, что электрическая машина может работать как электродвигатель и как генератор электричества . Такое свойство назвали обратимостью электрических машин .

В $1834$ году Борис Семёнович Якоби построил действующий "магнитный аппарат" вращательного движения — классический электродвигатель ; послал описание в Парижскую академию наук.

В $1888$ году Михаил Осипович Доливо-Добровольский изобрёл трёхфазный генератор переменного тока, в $1889$ году — электродвигатель переменного тока, в $1890$ году — трансформатор трёхфазного тока. На Всемирной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне ($1891$) представил изобретённую систему передачи трёхфазного тока на расстояние $170$ км (рис. $5$).

Принцип работы индукционной плиты основан на явлении электромагнитной индукции. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают не только в проволочных контурах, но и в массивных образцах металла. Эти токи называют вихревыми токами, или токами Фуко. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание. Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет $20$ –$60$ кГц . В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит.

Электромагнитная индукция – явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем.

На одну непроводящую основу были намотаны две катушки: витки первой катушки были расположены между витками второй. Витки одной катушки были замкнуты на гальванометр, а второй – подключены к источнику тока. При замыкании ключа и протекании тока по второй катушке в первой возникал импульс тока. При размыкании ключа также наблюдался импульс тока, но ток через гальванометр тек в противоположном направлении.
Первая катушка была подключена к источнику тока, вторая, подключенная к гальванометру, перемещалась относительно нее. При приближении или удалении катушки фиксировался ток.
Катушка замкнута на гальванометр, а магнит движется – вдвигается (выдвигается) – относительно катушки.

Опыты показали, что индукционный ток возникает только при изменении линий магнитной индукции. Направление тока будет различно при увеличении числа линий и при их уменьшении.

Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. Может изменяться само поле, или контур может перемещаться в неоднородном магнитном поле.

Объяснения возникновения индукционного тока

Ток в цепи может существовать, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура равна ЭДС. Значит, при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляется ЭДС, которую называют ЭДС индукции.

Электроны в неподвижном проводнике могут приводиться в движение только электрическим полем. Это электрическое поле порождается изменяющимся во времени магнитным полем. Его называют вихревым электрическим полем. Представление о вихревом электрическом поле было введено в физику великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1861 году.

Свойства вихревого электрического поля:

источник – переменное магнитное поле;
обнаруживается по действию на заряд;
не является потенциальным;
линии поля замкнутые.

Работа этого поля при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна ЭДС индукции в неподвижном проводнике.

Магнитный поток

Магнитным потоком через площадь $ S $ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции $ B $ , площади поверхности $ S $ , пронизываемой данным потоком, и косинуса угла $ \alpha $ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности):

Обозначение – $ \Phi $ , единица измерения в СИ – вебер (Вб).

Магнитный поток в 1 вебер создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции:

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла $ \alpha $ магнитный поток может быть положительным ( $ \alpha $ $ \alpha $ > 90°). Если $ \alpha $ = 90°, то магнитный поток равен 0.

Изменить магнитный поток можно меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея):

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Если контур состоит из $ N $ витков, то ЭДС индукции:

Сила индукционного тока в замкнутом проводящем контуре с сопротивлением $ R $ :

При движении проводника длиной $ l $ со скоростью $ v $ в постоянном однородном магнитном поле с индукцией $ \vec $ ЭДС электромагнитной индукции равна:

где $ \alpha $ – угол между векторами $ \vec $ и $ \vec $ .

Возникновение ЭДС индукции в движущемся в магнитном поле проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае роль сторонней силы.

Движущийся в магнитном поле проводник, по которому протекает индукционный ток, испытывает магнитное торможение. Полная работа силы Лоренца равна нулю.

Количество теплоты в контуре выделяется либо за счет работы внешней силы, которая поддерживает скорость проводника неизменной, либо за счет уменьшения кинетической энергии проводника.

Важно!
Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:

магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле. Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители заряда, движутся в магнитном поле;
вторая причина изменения магнитного потока, пронизывающего контур, – изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре. В этом случае возникновение ЭДС индукции уже нельзя объяснить действием силы Лоренца. Явление электромагнитной индукции в неподвижных проводниках, возникающее при изменении окружающего магнитного поля, также описывается формулой Фарадея.

Таким образом, явления индукции в движущихся и неподвижных проводниках протекают одинаково, но физическая причина возникновения индукционного тока оказывается в этих двух случаях различной:

в случае движущихся проводников ЭДС индукции обусловлена силой Лоренца;
в случае неподвижных проводников ЭДС индукции является следствием действия на свободные заряды вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля.

Правило Ленца

Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

Алгоритм решения задач с использованием правила Ленца:

определить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля;
выяснить, как изменяется магнитный поток;
определить направление линий магнитной индукции магнитного поля индукционного тока: если магнитный поток уменьшается, то они сонаправлены с линиями внешнего магнитного поля; если магнитный поток увеличивается, – противоположно направлению линий магнитной индукции внешнего поля;
по правилу буравчика, зная направление линий индукции магнитного поля индукционного тока, определить направление индукционного тока.

Правило Ленца имеет глубокий физический смысл – оно выражает закон сохранения энергии.

Самоиндукция

Самоиндукция – это явление возникновения ЭДС индукции в проводнике в результате изменения тока в нем.

При изменении силы тока в катушке происходит изменение магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, пронизывающего катушку, должно вызывать появление ЭДС индукции в катушке.

В соответствии с правилом Ленца ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении и убыванию силы тока при выключении цепи.

Это приводит к тому, что при замыкании цепи, в которой есть источник тока с постоянной ЭДС, сила тока устанавливается через некоторое время.

При отключении источника ток также не прекращается мгновенно. Возникающая при этом ЭДС самоиндукции может превышать ЭДС источника.

Явление самоиндукции можно наблюдать, собрав электрическую цепь из катушки с большой индуктивностью, резистора, двух одинаковых ламп накаливания и источника тока. Резистор должен иметь такое же электрическое сопротивление, как и провод катушки.

Опыт показывает, что при замыкании цепи электрическая лампа, включенная последовательно с катушкой, загорается несколько позже, чем лампа, включенная последовательно с резистором. Нарастанию тока в цепи катушки при замыкании препятствует ЭДС самоиндукции, возникающая при возрастании магнитного потока в катушке.

При отключении источника тока вспыхивают обе лампы. В этом случае ток в цепи поддерживается ЭДС самоиндукции, возникающей при убывании магнитного потока в катушке.

ЭДС самоиндукции $ \varepsilon_ $ , возникающая в катушке с индуктивностью $ L $ , по закону электромагнитной индукции равна:

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в катушке.

Индуктивность

Электрический ток, проходящий по проводнику, создает вокруг него магнитное поле. Магнитный поток $ \Phi $ через контур из этого проводника пропорционален модулю индукции $ \vec $ магнитного поля внутри контура, а индукция магнитного поля, в свою очередь, пропорциональна силе тока в проводнике.

Следовательно, магнитный поток через контур прямо пропорционален силе тока в контуре:

Индуктивность – коэффициент пропорциональности $ L $ между силой тока $ I $ в контуре и магнитным потоком $ \Phi $ , создаваемым этим током:

Индуктивность зависит от размеров и формы проводника, от магнитных свойств среды, в которой находится проводник.

Единица индуктивности в СИ – генри (Гн). Индуктивность контура равна 1 генри, если при силе постоянного тока 1 ампер магнитный поток через контур равен 1 вебер:

Можно дать второе определение единицы индуктивности: элемент электрической цепи обладает индуктивностью в 1 Гн, если при равномерном изменении силы тока в цепи на 1 ампер за 1 с в нем возникает ЭДС самоиндукции 1 вольт.

Энергия магнитного поля

При отключении катушки индуктивности от источника тока лампа накаливания, включенная параллельно катушке, дает кратковременную вспышку. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции.

Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Для создания тока в контуре с индуктивностью необходимо совершить работу на преодоление ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля тока вычисляется по формуле:

1. Внимательно прочитать условие задачи. Установить причины изменения магнитного потока, пронизывающего контур.

2. Записать формулу:

закона электромагнитной индукции;
ЭДС индукции в движущемся проводнике, если в задаче рассматривается поступательно движущийся проводник; если в задаче рассматривается электрическая цепь, содержащая источник тока, и возникающая на одном из участков ЭДС индукции, вызванная движением проводника в магнитном поле, то сначала нужно определить величину и направление ЭДС индукции. После этого задача решается по аналогии с задачами на расчет цепи постоянного тока с несколькими источниками.

3. Записать выражение для изменения магнитного потока и подставить в формулу закона электромагнитной индукции.

4. Записать математически все дополнительные условия (чаще всего это формулы закона Ома для полной цепи, силы Ампера или силы Лоренца, формулы кинематики и динамики).

1. Опыты Фарадея. Основной закон электромагнитной индукции.

В 1831 году М. Фарадей многочисленными опытами установил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную данным контуром, возникает электрический ток.

Электромагнитная индукция (ЭМИ) – явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную данным контуром.

Появление электрического тока (называемого индукционным током) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля, пронизывающего контур, свидетельствует о действии в контуре сторонних сил неэлектростатического происхождения или о возникновении ЭДС индукции.

Величина индукционного тока определяется скоростью изменения магнитного потока Ф, то есть значением , и не зависит от способа изменения магнитного потока Ф. При изменении знака меняется также направление индукционного тока.

Общее правило, по которому можно определить направление индукционного тока и которое является следствием закона сохранения и превращения энергии, было сформулировано Э.Х. Ленцем.

Правило Ленца: индукционный ток в замкнутом проводящем контуре всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению внешнего магнитного потока, вызвавшего этот индукционный ток. Или короче: индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать вызвавшей его причине.

Индукционный ток, как и всякий электрический ток, может течь в цепи только при наличии в ней электродвижущей силы. Фарадей установил, что величина ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Основной закон ЭМИ Фарадея: ЭДС индукции в проводящем контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

. .

Знак минус служит математическим выражением правила Ленца, то есть указывает на то, что электродвижущая сила противодействует происходящему изменению магнитного потока.

Если контур, в котором индуцируется ЭДС, состоит из N одинаковых витков, то ЭДС такого контура будет равна сумме ЭДС индукции в каждом из витков в отдельности:

Механизмы возникновения ЭДС индукции:

– действие силы Лоренца на заряды в движущемся проводнике;

– действие вихревого электрического поля на заряды в проводнике.

ЭДС индукции, возникающая в линейном проводнике, движущемся в магнитном поле:

Индукционные токи возникают не только в линейных проводниках, но и в массивных сплошных проводниках. Эти токи оказываются замкнутыми внутри проводника и поэтому называются вихревыми токами или токами Фуко.

Вихревые токи вследствие малого сопротивления сплошного проводника могут достигать очень большой силы. Тепловое действие их используется в индукционных печах для нагрева при закалке деталей. Tоки Фуко подчиняются правилу Ленца, поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием вихревых токов с магнитным полем. Этим пользуются для успокоения подвижных частей гальванометров и других приборов. Во многих случаях токи Фуко бывают нежелательными, и для борьбы с ними приходится принимать специальные меры (например, сердечники трансформаторов набираются из тонких пластин).

2. Самоиндукция. Взаимная индукция.

Явление самоиндукции – это частный случай электромагнитной индукции. Данное явление состоит в возникновении ЭДС индукции в проводнике вследствие изменения магнитного потока, обусловленного электрическим током в этом же проводнике.

Самоиндукция – явление возникновения ЭДС индукции в проводнике при изменении в нём силы тока.

Электрический ток в контуре создаёт вокруг себя магнитное поле, индукция В которого, по закону Био-Савара-Лапласа при постоянной магнитной проницаемости, неизменной форме и ориентации контура в пространстве, пропорциональна силе тока I:

Магнитный поток Ф через контур пропорционален по определению индукции В: Ф ~ В.

Поэтому магнитный поток через контур пропорционален силе тока в контуре:

Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура. Индуктивность зависит от размеров и формы проводника, магнитной проницаемости той среды, в которой он находится. В системе СИ:

(генри).

ЭДС самоиндукции , возникающая в контуре с индуктивностью L, по закону ЭМИ равна:

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности и скорости изменения силы тока в контуре. Знак минус выражает правило Ленца: при возрастании силы тока ЭДС самоиндукции направлена навстречу ему, а при убывании – поддерживает ток в том же направлении.

Явление самоиндукции проявляется при всяком изменении силы тока и поэтому играет очень важную роль в цепях переменного тока и в процессах электромагнитных колебаний.

Явление самоиндукции можно наблюдать, собрав следующую электрическую цепь.

При включении источника тока лампа Л₁ вспыхивает мгновенно, а лампа Л₂ – через некоторый промежуток времени.

При отключении источника тока обе лампы Л₁ и Л₂ гаснут через некоторый промежуток времени.

Токи самоиндукции, возникающие в цепи постоянного тока в моменты замыкания и размыкания цепи, называются экстратоками замыкания и размыкания.

Ток при замыкании цепи меняется по закону:

а при размыкании цепи – по закону:

где R – сопротивление цепи, – установившийся ток.

При отключении источника ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки. Энергия магнитного поля равна работе, которая затрачивается током на создание этого поля:

Следовательно, энергия магнитного поля будет равна:

Явление взаимной индукции – это другой частный случай электромагнитной индукции.

Взаимная индукция – явление возникновения ЭДС индукции в контуре, находящемся в магнитном поле другого контура с переменным током.

При протекании в контуре 1 тока I₁ в контуре 2 возникает ЭДС индукции:

Аналогично, при протекании в контуре 2 тока I₂ в контуре 1 возникает ЭДС индукции:

Коэффициенты пропорциональности , Гн называются взаимной индуктивностью контуров. Они зависят от размеров, формы, расположения контуров и от магнитной проницаемости среды, в которой находятся контуры.

На явлении взаимной индукции основан принцип действия трансформатора.

Трансформатор – устройство, применяемое для повышения или понижения напряжения переменного тока (Яблочков П.Н. , 1878 г.).

Первичная обмотка Вторичная обмотка

N₁ ← число витков → N₂

Отношение называют коэффициентом трансформации.

При k 1 трансформатор является повышающим, а при k – понижающим.

3. Принцип действия генератора тока.

Генератор тока – устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию электрического тока.

Принцип действия генератора тока, основанного на явлении ЭМИ, можно рассмотреть на примере плоской рамки, вращающейся в однородном магнитном поле между полюсами магнита.

Магнитный поток через площадь S рамки:

.

, ω – угловая скорость вращения рамки.

ЭДС индукции в рамке:

– амплитуда колебаний ЭДС.

Для усиления эффекта используются рамки с большим числом витков N. Тогда:

ЭДС индукции меняется по закону синуса.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление электромагнитной индукции? Проанализируйте опыты Фарадея.

2. Что является причиной возникновения ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре?

3. Почему для обнаружения индукционного тока лучше использовать замкнутый проводник в виде катушки, а не в виде одного витка провода?

4. Сформулируйте правило Ленца, проиллюстрировав его примерами.

5. Что такое вихревые токи (токи Фуко)? Вредны они или полезны?

6. Почему сердечники трансформаторов не делают сплошными?

7. В чем заключаются явления самоиндукции и взаимной индукции?

8. Какая физическая величина выражается в генри? Дайте определение генри.

9. Что такое генератор тока?

10. Выведите выражение для ЭДС индукции в плоской рамке, равномерно вращающейся в однородном магнитном поле. За счет чего ее можно увеличить?

Продолжать формировать способы получения новых знаний: наблюдение и проведение опыта, работа с учебником. Продолжать формировать способы развития монологической и диалогической речи, в группах, закрепления знаний путем выполнения практических заданий.

Организовать деятельность обучающихся по наблюдению, проведению опытов, решению задач.

Создать условия для развития письменной и устной речи, внимания, навыков индивидуальной и коллективной работы.

Воспитывать позитивное отношение к друг другу, к успехам в учебе.

Оборудование : катушка-виток, соединенная с миллиамперметром, постоянный полосовой магнит

Содержание нового материала : Физическая суть явления электромагнитной индукции.

Материал учебника : параграф 39.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть регулятивными УУД при решении качественных задач на явление электромагнитной индукции: уметь наблюдать и объяснять явление электромагнитной индукции, развивать навыки монологической и диалогической речи; учиться выражать свои мысли при ответах на вопросы, описании опытов.

Личностные: сформировать познавательный интерес к изучению явления электромагнитной индукции, творческие способности и практические умения, самостоятельность в приобретении новых знаний о магнитном поле; развивать ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения.

Общие предметные: изучить явление электромагнитной индукции, пользуясь методом научного познания, планировать и выполнять эксперимент по изучению явления электромагнитной индукции; применять полученные знания при решении качественных задач.

Дидактическая задача: организовать начало урока, контроль посещения, настроить обучающихся на позитивную и продуктивную работу на уроке.

2) Актуализация знаний.

Повторить магнитное поле, основную характеристику – магнитную индукцию.

Задача: закрепить знания о магнитном поле, настроить обучающихся на поиск, как применить эти знания в новом материале.

3) Мотивационный этап.

Метод: отсроченная отгадка.

4) Историческая справка

Майкл Фарадей родился в 1791 году в Англии в городе Ньювингтон в семье кузнеца. Он был выходцем из бедной семьи и по большей части, самоучкой. Свое образование он получил в начальной школе. Будучи в четырнадцать лет учеником переплетчика и продавца книг, он воспользовался представившейся ему возможностью много заниматься чтением. Когда ему исполнилось двадцать лет, он начал посещать лекции знаменитого английского ученого Гемфри Дэви и был от них в восторге. Он написал Дэви письмо и в конце концов получил место его ассистента. После путешествия с Дэви по Франции, Италии и Швецарии он делает уже важнейшие самостоятельные открытия. Хотя ему не хватало хорошей математической основы, он был непревзойденным физиком-экспериментатором. Фарадей сделал свое первое важное изобретение в области электричества в 1821 году.

В 1824г. Фарадей избирается членом Лондонского королевского общества. Это было признанием его как ученого. Через год Фарадей становится директором лаборатории, а в 1827г. занимает должность профессора в Королевском институте.

В 1831г. открыл явление электромагнитной индукции.

Постепенно Фарадей отказывался от многих обязанностей, стремясь отдать все свои силы только научным исследованиям.

Фарадей изучал электролиз и установил законы этого явления, исследовал диэлектрические свойства вещества.

В 1845г. он открыл вращение плоскости поляризации света в магнитном поле и явления диа- и парамагнетизма.

Фарадей был не только талантлив, он был красив, его научные лекции пользовались большим успехом. Тем не менее это был скромный человек, безразличный к славе, деньгам, почестям. Он отказался от дворянского рыцарского звания и также отказался стать президентом Британского королевского общества. У него была долгая и счастливая супружеская жизнь, но не было детей. Он умер в 1867 году неподалеку от Лондона.

5) Демонстрация №1 с помощью демонстрационного оборудования.

$C:\Documents and Settings\Admin 1\Local Settings\Temporary Internet Files\Content.Word\Image0014.jpg$

-Что вы наблюдаете? (при движении магнита в катушке возникает электрический ток)

- Что является необходимым для возникновения тока (движение магнита)

-То, что мы можем наблюдать можно назвать физическим… (явлением) (явление электромагнитно индукции)

$F:\ХА\2011-11-29\Image0016.JPG$
$C:\Documents and Settings\Admin 1\Local Settings\Temporary Internet Files\Content.Word\Image0015.jpg$

Работа с учебником. Найти объяснение опытов в учебнике на страницах 164 -165

1. Почему нужно вращать рамку?

2.Что происходит при замыкании и размыкании ключа?

Вывод: во всех рассмотренных опытах индукционный ток возникал при изменении магнитного потока, пронизывающего охваченную проводником площадь.

6) Групповая работа

Учащиеся. Выполняют дифференцированный фронтальный эксперимент .

(Оборудование: катушка-виток, соединенная с миллиамперметром, постоянный полосовой магнит)

Задание учащимся 1 ряда

Внесите в катушку-виток магнит южным полюсом. По отклонению стрелки микроамперметра определите направление индукционного тока в катушке.

Выносите из катушки-витка магнит южным полюсом. По отклонению стрелки микроамперметра определите направление индукционного тока в катушке.

Сделайте вывод, от чего зависит направление индукционного тока.

Задание учащимся 2 ряда

Внесите в катушку-виток магнит северным полюсом. По отклонению стрелки микроамперметра определите направление индукционного тока в катушке.

Выносите из катушки-витка магнит северным полюсом. По отклонению стрелки микроамперметра определите направление индукционного тока в катушке.

Сделайте вывод, от чего зависит направление индукционного тока.

Задание учащимся 3 ряда

Медленно внесите в катушку-виток магнит северным полюсом. По отклонению стрелки микроамперметра определите силу индукционного тока возникающего в катушке.

Быстро внесите в катушку-виток магнит северным полюсом. По отклонению стрелки микроамперметра определите силу индукционного тока возникающего в катушке.

Сделайте вывод, от чего зависит сила индукционного тока.

Формулировка и запись в тетрадях выводов на основе проведенных опытов:

Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий и от того, как изменяется магнитный поток – увеличивается или уменьшается.

Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока.

7) Закрепление изученного материала. ( Учащиеся устно разбирают тестовые задания, комментируя их.)

1. Кто впервые с помощью магнитного поля получил электрический ток?

2. Как называется явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока через контур?

3) Электромагнитная индукция

3. Две одинаковые катушки замкнуты на гальванометры. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В какой(-их) катушке(-ах) гальванометр зафиксирует индукционный ток?

1) Только в катушке А

2) Только в катушке Б

3) В обеих катушках

4) Ни в одной из катушек

4. В металлическое кольцо в течение первых двух секунд вдвигают магнит, в течение следующих двух секунд магнит оставляют неподвижным внутри кольца, в течение последующих двух секунд его вынимают из кольца. В какие промежутки времени в катушке течет ток?

5. Один раз полосовой магнит падает сквозь неподвижное металлическое кольцо южным полюсом вниз, а второй раз — северным полюсом вниз. Ток в кольце

1) возникает в обоих случаях

2) не возникает ни в одном из случаев

3) возникает только в первом случае

4) возникает только во втором случае

6. На горизонтальном столе лежат два одинаковых неподвижных металлических кольца на большом расстоянии друг от друга. Два полосовых магнита падают северными полюсами вниз так, что один попадает в центр первого кольца, а второй падает рядом со вторым кольцом. До удара магнитов ток

1) возникает в обоих кольцах

2) возникает только во втором кольце

3) возникает только в первом кольце

4) не возникает ни в одном из колец

7. На горизонтальном столе лежат два одинаковых неподвижных металлических кольца на большом расстоянии друг от друга. Над первым качается магнит, подвешенный на нити. Над вторым кольцом магнит, подвешенный на пружине, качается вверх-вниз. Точка подвеса нити и пружины находится над центрами колец. Ток

1) возникает только в первом кольце

2) возникает только во втором кольце

3) возникает в обоих кольцах

4) не возникает ни в одном из колец

8. Один раз кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что надевается на него, второй раз так, что пролетает мимо него. Плоскость кольца в обоих случаях горизонтальна.

Ток в кольце возникает

1) в обоих случаях

2) ни в одном из случаев

3) только в первом случае

4) только во втором случае

9. Сплошное проводящее кольцо из начального положения вначале смещают вверх относительно полосового магнита (см. рис.), затем из того же начального положения смещают вниз.

Индукционный ток в кольце

1) течет только в первом случае

2) течет только во втором случае

3) течет в обоих случаях

4) в обоих случаях не течет

10. Проводящее кольцо с разрезом поднимают к полосовому магниту (см. рис.), а сплошное проводящее кольцо смещают вправо.

При этом индукционный ток

1) течет в обоих случаях

2) в обоих случаях не течет

3) течет только в первом случае

4) течет только во втором случае

8) Домашнее задание: параграф 39, упр. 36

По желанию приготовить презентацию о применении явления электромагнитной индукции в технике.

9) Этап рефлексии.

Зашифрованная телеграмма учителю.

Сегодня на уроке я изучил(а) явление(___) я узнал (а), что это явление наблюдается, если изменяется(__).

Я узнал(а), что это явление наблюдается благодаря тому, что происходит изменение магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную замкнутым проводником, и это явление называется(__).

Я убедился (лась), что для объяснения нового явления необходимо использовать уже изученный материал, т.к. это явление объясняется на основе ранее изученного (__).

Читайте также:


Конспект на тему христианство в кавказской албании

Конспект занятия магазин игрушек 1 младшая группа

Животные обитатели населенных пунктов конспект

Эстония эстонская республика конспект 9 класс 8 вида

Конспект занятия приставочные глаголы