Физика 9 класс  

Явление электромагнитной индукции.

Получение переменного электрического тока

     Цели урока: 

•  Раскрытие физической сущности явления электромагнитной индукции
• Создать условия для дальнейшего развития умений сравнивать, анализировать и делать выводы,
• Способствовать воспитанию коммуникативных навыков через организацию работы в группе

Задачи урока

 Обучающие:

• изучить явление электромагнитной индукции и условия его возникновения;
• рассмотреть историю вопроса о связи магнитного поля и электрического;
• показать причинно-следственные связи при наблюдении явления электромагнитной индукции,
• способствовать актуализации, закреплению и обобщению полученных знаний, самостоятельному конструированию новых знаний.

Развивающие: способствовать развитию умения работать в группе, высказывать собственные суждения и аргументировать свою точку зрения.

Воспитательные:

• способствовать развитию познавательных интересов учащихся;
• способствовать моделированию собственной системы ценностей, базирующихся на идее саморазвития.
• воспитание любви к своей малой Родине используя национально-региональный компонент на уроке.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления материала.

Оборудование: катушка-обмотка, миллиамперметр, дугообразный магнит, генератор механический, источник тока, ключ, соединительные проводники, гальванометр, катушка.

Ход урока

1. Организационный момент. 

 Здравствуйте, ребята!

 Сегодня у нас открытый урок.  Желаю вам творческого настроя и успешной работы.

 Сегодня мы продолжим разговор о магнитном поле. На  уроке мы познакомимся с очень интересным явлением, связанным с магнитным полем и с гениальным ученым, автором этого явления .

 Но прежде, чем приступить к новой теме, я бы хотел проверить, что вы усвоили  на прошлых уроках.

2. Проверка усвоения ранее изученного материала. 

А) Ответить на вопросы для всего класса:

• Что называется магнитным полем? Каковы его основные свойства? 

Ученик:  Магнитное поле это особый вид материи. Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током. Магнитное поле действует на тела, следовательно обладает энергией. Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.

• Как изображается магнитное поле? 

Ученик: Для наглядного представления магнитного поля используют магнитные линии. Это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

• Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем? 

Ученик: Магнитное поле порождается движущимися заряженными частицами. Электрический ток- это упорядоченное движение заряженных частиц. Следовательно, электрический ток порождает магнитное поле (вокруг проводника стоком существует магнитно поле).

• Что можно определить, используя правило буравчика? 

Ученик: С помощью правила  буравчика по направлению тока можно определить направление линий магнитного поля, создаваемого этим током. А по направлению линий магнитного поля- направление тока, создающего это поле.

      •    Как направлены линии магнитного поля постоянного магнита?

Ученик: направление линий поля совпадает с направлением северного конца магнитной стрелки, свободно устанавливаемой в магнитном поле.

• От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?  Запишите формулу.

Ученик: Направление силы, действующей на проводник с током зависит от направления тока  и направления линий магнитного поля.

Как называется величина, служащая количественной характеристикой магнитного поля? Её обозначение,

 единица измерения, формула для расчета?

Ученик:  Эта величина получила название магнитной индукции. Магнитная индукция - векторная  величина. Направление магнитной индукции выбрано перпендикулярно направлению тока и направлению силы, с которой поле действует на ток.

Б) Проверочное тестирование и индивидуальное задание – решение задач у доски:

Задача 1: В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции поместили прямолинейный проводник  по которому течет ток 0,5А.  Сила  со стороны магнитного поля 2H действует на каждые 20 см длины провода. Индукция поля равна? (20 Тл)

Задача 2: В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции поместили прямолинейный проводник  по которому течет ток 0,4А. Индукция поля равна 20 Тл. Найдите значение силы со стороны магнитного поля  на каждые 50 см длины провода. (4H)

1. Магнитное поле существует… (выберите варианты правильных ответов)

а) вокруг проводника с током
б) вокруг движущихся заряженных частиц
в) вокруг неподвижных зарядов (-)
г) вокруг магнита

2. Кто впервые из учёных доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле?

а) Эрстед (+)
б) Ньютон
в) Архимед
г) Ом

3. Чтобы увеличить магнитный поток (см. рисунок 1), нужно:

а) алюминиевую рамку заменить железной
б) поднимать рамку вверх
в) взять более слабый магнит
г) усилить магнитное поле (+)

Рисунок 1

4. Проводник, показанный на рисунке 2, притягивается к магниту, потому что:

а) проводник медный
б) на проводник действует сила Ампера (+)
б) проводник наэлектризован
в) проводник слабо натянут

 Рисунок 2

5. Вопрос: Как направлена сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся электрон:

                                                                         3  

           В                                                          

                                                             2                       1

          е                    V                                        4

1. 1          2) 2          3) 3        4) 4

6. Задача. Определите неизвестную величину: L= 1м ; В = 0,8Тл ; I= 20A   F - ?  Ответ: 16H.

Проверка тестирования и выставление оценок:

1. а, б, г             оценка:    

2. а                    1 или без ошибок «5»

3. г                     2 ошибки     «4»

4. б                    3 ошибки     «3»

5. 4

6. 16 Н

Проектор выключить!

3. Изучение нового материала:   целеполагание и мотивация.

Предлагаю продолжить  урок с небольшим социологическим  опросом.

Какое открытие за всю историю человечества  Вы считаете самым важным, значимым, нужным, ярким, необходимым?

(Предлагаются различные варианты ответов.)

Подведем итог.

Поднимите руку те, кто всегда носит с собой мобильный телефон.

 А теперь те, кто постоянно не носит, но пользуется довольно часто.

Для чего чаще всего используете мобильник?

А еще для чего можно использовать? Мобильный телефон стал сейчас для многих необходимой вещью. Можно и с друзьями пообщаться, и музыку послушать, и найти нужные сведения в Интернете, и поиграть, но все это требует затрат энергии.

Хорошо, если есть возможность подзарядить телефон, а если вы находитесь, например, в походе?

Как поступить в подобном случае?

До начала 19 века человечество знало только химические источники тока – гальванические элементы. Но нам нужен другой источник тока!

 Ваши предложения.

В этом ящике находится зарядное устройство, которое позволяет зарядить телефон без какого-либо источника тока. В розетку его включать не нужно. Как вы думаете, за счет чего оно работает?

Сегодня на уроке мы с вами должны узнать, как работает данное устройство, какое явление в нем происходит.

IV. Изучение нового материала.

 Так как же будет звучать тема нашего урока?

 Открывается доска на ней тема: «Явление электромагнитной индукции. Получение переменного электрического тока.»

Факт:  Эрстед  доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле .

 Наша гипотеза:  А нельзя ли наоборот, имея магнитное поле, получить электрический ток? Такую же задачу в 1822 г. поставил известный ученый. В своём дневнике он записал: «Превратить магнетизм в электричество».  

Что для этого нужно сделать? Какие приборы нам нужны будут ?

      Постоянный магнит, катушка, амперметр (гальванометр).

Демонстрация опыта: в катушку, подключённую к гальванометру вставляется (выдвигается) магнит.

Что наблюдаем ? Какие выводы можно сделать?

Проектор включить!

Сделаем определение и запишем в тетрадях:

 Электромагнитная индукция - это явление возникновения  

 тока в катушке при любом изменении магнитного поля,

 пронизывающего  его витки.

V. Физическая физкультминутка: 

1.  деформация изгиба (наклоны влево, вправо, вперед и назад),

2. кручения (повороты влево и вправо),

3. растяжения (прыжки и приседания).

 VI. Закрепление изученного (работа в группах ).

1.  Экспериментальная группа – теоретиков исследователей .

Задание: изучить различные варианты опытов по учебнику и продемонстрировать их.

Подключим к чувствительному гальванометру катушку с большим числом витков. Перемещая вдоль катушки постоянный магнит, мы увидим, что, пока магнит движется, стрелка гальванометра отклоняется. То есть в катушке возникает электрический  ток. Как только магнит останавливается, этот ток исчезает . При движении магнита в обратном направлении электрический ток в катушке возникает вновь, но направление тока теперь будет так же противоположно первому. Ток, который возникает в катушке, когда относительно нее движется постоянный магнит, назвали индукционным. (Слово «индукционный» образовано от латинского слова inductio - наведение.) Этот ток в катушке индуцируется, т. е. наводится движущимся магнитом. Можно двигать не магнит, а катушку относительно магнита; и здесь мы вновь обнаружим индукционный ток.

2. Подключим одну катушку к источнику тока  и вставим во вторую, подключенную к гальванометру. При движении катушки, по которой идет ток внутри второй, также возникает индукционный ток, существование которого демонстрирует нам гальванометр.

3. При замыкании и размыкании цепи первой катушки  происходит изменение силы тока, а следовательно изменение магнитного поля вокруг нее, и мы также наблюдаем  наличие индукционного тока во второй катушке.

Из опытов видно, что само существование магнитного поля недостаточно. И тогда Фарадея посетило великое прозрение: электрическое поле возбуждается лишь при изменении магнитного поля. Сегодня эффект возникновения электрического поля при изменении магнитного физики называют электромагнитной индукцией.

Ученикам, выполнявшим экспериментальное задание, предлагается отчитаться по результатам их работы. При отчете задание читать не нужно. В чем заключался опыт? Каковы его результаты?

Обобщаются выводы учеников и общий результат записывается в тетрадь:

 Явление заключается в том, что в замкнутом контуре возникает электрический ток при изменений магнитного потока, пронизывающего данный контур

2. Группа историков исследователей.

Задание: изучить историю открытия явления – кто, когда занимался изучением явления, когда и кем было открыто.

Немного истории:

Швейцарский физик Колладон и английский физик Майкл Фарадей практически одновременно занимались решением этой проблемы. Колладон даже немного опередил Фарадея, но зафиксировать свой результат ему не удалось, потому что он работал один.

Фарадей был профессором университета, у него были помощники, которые помогли ему увидеть неизвестное до того времени явление. 29 августа 1831 г. было открыто это явление и его назвали явлением электромагнитной индукции.

3. Группа инженеров практиков.

Задание: изучить устройство генератора переменного тока по плакату и на модели, рассказать о принципе работы и применении.

Однажды после лекции Фарадея в Королевском обществе, где он демонстрировал свои опыты, к нему подошел богатый коммерсант, оказывавший обществу материальную поддержку, и надменным голосом спросил:

- Всё, что вы нам здесь показывали, господин Фарадей, действительно красиво. Но теперь скажите мне, для чего годится эта магнитная индукция!?

- А для чего годится только что родившийся ребёнок? - ответил рассердившийся Фарадей. На вопрос коммерсанта в последующие годы ответили многие учёные и изобретатели, и прежде всего, Вернер фон Сименс (1816-1892), изобретший в 1866г. динамо-машину, положившую основу для промышленного производства электроэнергии.

-На счету великого ученого более 10 открытий в области химии и физики.

 - Никакие почести не уменьшили природную скромность Фарадея. Он отказался от дворянского звания, президентства в Королевском обществе, крупных гонораров и даже от государственной пенсии. Следуя его воле, на его надгробии в Вестминстерском аббатстве выбито лишь два слова - Майкл Фарадей.

Имя Майкла Фарадея и его открытия  заняли  достойное место среди  гениальных ученых человечества. Его имя вошло в историю физики и в честь этого гениального ученного была названа единица измерения емкости.

  VII.Подведение итогов урока  

Сегодня на уроке мы с вами

• изучили явление электромагнитной индукции и условия его возникновения;
• рассмотрели историю вопроса о связи магнитного поля и электрического;
• показали причинно-следственные связи при наблюдении явления электромагнитной индукции, т.е. превратили магнетизм в электричество, и теперь мы с вами знаем, что электрический ток порождает магнитное поле, а переменное магнитное поле порождает электрический ток

(Оценки за урок)

8. Задание на дом.

 ξ49, нарисовать схему и описать наиболее понравившийся вам способ получения индукционного тока (письменно)

10. Пожелание обучающимся:

“Желаю вам побольше светлых дней,
А если что случится, точно знайте:
Законы физики не зря вы изучаете,
Они помогут сделать жизнь светлей!”

11. Рефлексия урока. 

Задача 1: В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции поместили прямолинейный проводник  по которому течет ток 0,5А.  Сила  со стороны магнитного поля 2H действует на каждые 20 см длины провода. Индукция поля равна? (20 Тл)

Задача 2: В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции поместили прямолинейный проводник  по которому течет ток 0,4А. Индукция поля равна 20 Тл. Найдите значение силы со стороны магнитного поля  на каждые 50 см длины провода. (4H)