Изучение темы "Индукция магнитного поля. Явление электромагнитной индукции" в помощь учителю физики
методическая разработка по физике (9 класс)

Изучение темы «Индукция магнитного поля. Явление электромагнитной индукции»

9 класс.

Учебник: Физика 9 авт. Перышкин А.В. , Гутник Е.М.

Цель урока:

1. Конкретизировать и расширить представления учащихся о магнитном поле;
2. Раскрыть сущность явления электромагнитной индукции.

Оборудование:

1. Гальванометр;
2. Постоянный магнит;
3. Электромагнит;
4. Резистор;
5. Источник тока;
6. Соединительные провода;
7. Мелкие металлические предметы.

Построение урока:

Материал делится на смысловые единицы, передача каждой из которых строится в цикле «вызов – осмысление – рефлексия». Для организации деятельности используется прием «бортовой журнал»

Бортовой журнал

Первая часть

Урок начинается с объявление темы.

на стадии вызова используются вопросы и задания:

• все ли магниты создают в пространстве одинаковые магнитные поля?
• от каких величин зависит сила, действующая со стороны магнитного поля?

Вопросы записываются на доске. Предположительные ответы также записываются на доске.

Далее следует первая часть лекции.

Стадия осмысления.

Вы наверняка замечали, что одни магниты создают в пространстве более сильные поля, чем другие. (Продемонстрировать 2 магнита: находясь на одинаковых расстояниях от железных предметов (например, гвоздей) один притянул больше, чем другой). Вывод: сила притяжения к первому магниту оказалась достаточной для преодоления силы тяжести гвоздей, а сила притяжения ко второму – нет. Магнитное поле действует также и на проводник с током. От чего зависит эта сила? опыты показывают, что модуль этой силы зависит от:

• Самого магнитного поля (более мощный магнит действует на тот же проводник с большей силой);
• длины проводника;
• от силы тока в этом проводнике.

но оказывается, что отношение силы к длине проводника и силе тока для данного магнитного поля есть величина постоянная:

F/IL=const

Она не зависит ни от I, ни от L , а зависит только от данного магнитного поле, поэтому мажет служить его характеристикой. Называется эта характеристика вектор магнитной индукции

      [Тл] – Тесла

единицы измерения названы в честь югославского физика Николы Тесла

Познакомившись с численной характеристикой магнитного поля можно дать более точное определение графическому изображению поля, а именно силовым линиям. Более точное название – линии магнитной индукции

линии магнитной индукции – это линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

                            О значении модуля вектора магнитной индукции можно судить  по густоте линий магнитной индукции. Чем линии расположены гуще, тем вектор магнитной индукции больше.

Если поле однородное, то линии магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой, значит, вектор магнитной индукции в любой точке будет иметь одинаковые значения, как по модулю, так и по направлению

В неоднородных полях вектор магнитной индукции меняется от точки к точке (направление и модуль одинаково важны для вектора).

Примеры однородный магнитных полей: магнитное поле внутри постоянного магнита, внутри катушки с током. Примеры неоднородных магнитных полей: магнитное поле постоянного магнита, поле вокруг проводника с током

На первой стадии рефлексии суммируется информация, полученная на стадии вызова и осмысления.

Вторая часть.

На стадии вызова учащимися предлагается просмотреть рекламу явления электромагнитной индукции, которая заранее подготовлена при помощи трех учеников.

Реклама.

Перед классом стоят две девушки. Мимо них туда и обратно ходит юноша. Когда юноша подходит к одной из девушек, та хватается за сердце, протягивает ему руку, но увидев, что он удостоил ее вниманием и остановился, она опускает руку и отворачивается. Около демонстрационного стола стоит другая девушка, которая имитирует движения юноши при помощи магнита (проносит магнит над катушкой, соединенной с гальванометром.  В момент остановки юноши она останавливает магнит.

Юноша: Что вы делаете?

Девушка: Моделирую ваши действия. Когда я несу магнит над катушкой, в ней возникает ток, причем, чем быстрее несу, тем ток больше. Но стоит мне остановить магнит, как ток пропадает. Совсем как у вас с этой девушкой.

Юноша: Но почему они себя так ведут – эта девушка и эта катушка?

Девушка: На счет девушки догадываюсь, но не хочу вас обижать, а с катушкой все просто: она реагирует не на любое магнитное поле, а только на переменное. В ней возникает ток, когда меняется пронизывающий ее магнитный поток. Это явление называется явлением электромагнитной индукции.

Юноша: Понимаю. Видимо эта девушка тоже реагирует на переменное поле и боится постоянства. Но тогда зачем, же я трачу время? Какая мудрая эта ваша наука!

Девушка: Если хотите глубже понять, что такое любовь…

Юноша: Если не хотите ошибаться в жизни…

Вместе: Пользуйтесь явлением электромагнитной индукции

 Стадия осмысления

Самый важный факт, который удалось обнаружить – это теснейшая связь между электрическим и магнитным полями. Изменяющееся во времени электрическое поле порождает магнитное и наоборот. Без этой связи между полями разнообразие проявлений электромагнитных сил не было бы столь обширным, каким является на самом деле. Не существовало бы ни радиоволн, ни света. Решающий шаг в открытии новых свойств электромагнитных взаимодействий был сделан английским физиком Майклом Фарадеем. Электрический ток, рассуждал Фарадей, способен намагнитить кусок железа.  Не может ли магнит в свою очередь вызвать появление электрического тока? Долго эту связь обнаружить не удавалось. Трудно было догадаться, что именно движущийся магнит или меняющееся во времени магнитное поле может возбудить электрический ток в катушке. Многие физики (А.Ампер, Колладон) пытались получить электрический ток в катушке при помощи магнита. На гальванометр находился в соседней комнате.

Сейчас мы повторим эти опыты:

1. Опыт с катушкой и магнитом (меняя число витков, ток меняется);
2. Опыт с двумя катушками;
3. Опыт с реостатом;
4. Ток возникает при замыкании и размыкании цепи.

Это явление получило название явление электромагнитной индукции

явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре, который либо покоится в переменном магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле

Индукционный ток ничем не отличается от тока, созданного любым другим источником, которые мы изучали в 8 классе. Слово «индукционный» говорит только о способе его создания.

дата этого открытия точно известна – 29 августа 1831 года. Это открытие легло в основу устройства генераторов всех электростанций мира, превращающих механическую энергию в электрическую.

В качестве итоговой рефлексии предлагаю написать синквейн на тему «Явление электромагнитной индукции»

дом. задание: параграфы 47, 49