Разработка открытого урока по физике Самоиндукция. Энергия магнитного поля

Управление образования города Астаны
ГККП «Политехнический колледж»
2294890140335
БЕКІТЕМІН
директордың оқу жұмысы
жөніндегі орынбасары
УТВЕРЖДАЮ
заместитель директора
по учебной работе
Туржанова О.К. ________
«___»_______20___ж./г.
РАЗРАБОТКА ОТКРЫТОГО ЗАНЯТИЯ
на тему:«Самоиндукция. Энергия магнитного поля»
по дисциплине«Физика»
Преподаватель физики:
Балшикбаева Гульзада ОмирхановнаРассмотрена и одобрена на заседании ЦМК
«Общеобразовательных дисциплин»
Протокол № 8 от 18 марта 2016 года
Председатель ЦМК: Ахметова А.К.
Астана-2016
ПЛАН
проведения открытого занятия
Дата проведения: 12.04.2016г.
Время: 16ч.10мин-17ч.10мин
Место проведения: ауд.№ 2214
Группа: ДИ-15-8б
Преподаватель: Балшикбаева Гульзада Омирхановна
Дисциплина: «Физика»
Тема занятия: «Самоиндукция. Энергия магнитного поля»
Цель занятия: разъяснить сущность явления самоиндукции; вывести формулу для расчета энергии магнитного поля
Задачи занятия:
Образовательные:
изучить явление самоиндукции, ввести понятие индуктивности и формулу для расчета энергии магнитного поля тока; повторить и обобщить знания обучающихся об электрических и магнитных полях;Развивающие:
продолжить развитие речи, мышления, внимания;
развивать умение обучающихся работать с текстом, выделять главную мысль
развивать творческиеспособностиобучающихся.
Воспитательные:
воспитывать умение работать в группах для решения совместной задачи.
воспитывать уважение к мыслям своих товарищей, взаимовыручку и взаимоподдержку.
Тип занятия:усвоение новых знаний с элементами самостоятельной работы
Форма обучения:групповая,индивидуальная,
Методы обучения:словесный, наглядно-иллюстративный
Межпредметные связи:математика, история, электротехника
Средства обучения: интерактивная доска, флипчарты, презентация, постеры
Время:60 мин.
Структурно-логическая схема и хронокарта занятия:
Организационный момент – 2 мин.
1.1 Проверка присутствующих на занятии.
1.2 Объявление темы и цели занятия.
Проверка домашнего задания-8 мин
2.1 Интеллектуальная разминка. Тест на тему:
«Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции»
Изучение нового материала –23 мин.
Творческая работа обучающихся:работа с текстом и составление постеров.
Явление самоиндукции; история открытия; (команда Ампера)
Индуктивность контура; (команда Эрстеда)
Применение самоиндукции; ( команда Фарадея)
Энергия магнитного поля. (Преподаватель)
Закрепление полученных знаний – 22 мин.
4.1. Решение задач по новой теме
4.2. Игра «Казлото»
4.3 Заполнение кластера «Магнитное поле»
Рефлексия «Создание синквейна на тему «Занятие» – 3 мин.
Подведение итогов занятия и комментирование оценок-1 мин.
Выдача домашнего задания – 1 мин

Ход занятия
Эпиграф занятия
«Скажи мне- и я забуду,
Покажи мне – и я запомню,
Дай мне действовать самому – и я научусь».
Китайская пословица
Организационный момент
Приветствие, проверка готовности к занятию.
Сообщение темы, цели и задач занятия
Здравствуйте ребята! Мы с вами продолжаем изучать электродинамику – физику электромагнитных явлений. Сегодня у нас необычноезанятие. Мы попытаемся «открыть» новое для вас явление, которое было открыто англиийским ученым Генри в XIX веке. Это явление – явление самоиндукции. И так, откройте тетради и запишите тему нашего занятия «Самоиндукция. Энергия магнитного поля». Цель нашего занятия разъяснить сущность явления самоиндукции; вывести формулу для расчета энергии магнитного поля.

Проверка знаний, умений и навыков
2.1.Интеллектуальная разминка.
Тест на тему:
«Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции»
1 Вариант
Команда « Ампера»
1. Когда электрические заряды находятся в покое, то вокруг них обнаруживается …
А. магнитное поле.
Б. электрическое поле.
В. электрическое и магнитное поле.
2.Когда к магнитной стрелке поднесли один из полюсов постоянного магнита, то южный полюс стрелки оттолкнулся. Какой полюс поднесли?
А. северный.
Б. южный.
3. Какие из перечисленных веществ непритягиваются магнитом?
А. Сталь. Б. Золото. В. Медь. Г. Железо.
4.При внесении в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
А) электростатическая индукция;
Б) магнитная индукция;
В) электромагнитная индукция;
Г) самоиндукция.
5. Какое явление наблюдается в опыте Эрстеда? 
А) взаимодействие проводников с током;
Б) взаимодействие двух магнитных стрелок; 
В) поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током.
6. Чем можно объяснить притяжение двух параллельных проводников с током? 
А) взаимодействием электрических зарядов;
Б) непосредственным взаимодействием токов
В) взаимодействием магнитных полей двух электрических токов.
7. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током
А. Сила Архимеда Б. Сила Лоренца В. Сила Ампера
8. Основной характеристикой магнитного поля  в намагниченной среде является:
А) магнитная индукция
Б) абсолютная магнитная проницаемость
В) динамическая магнитная проницаемость
Г) относительная магнитная проницаемость
9. Какая сила действует на движущийся электрический заряд в магнитном поле?
А) F = IBsin a;
Б) F = IB e sin a
В) F = qvBsin a
Г) F = IВl sin a.
Единицей измерения какой физической величины является 1 вебер?
А) индукции магнитного поля;
Б) магнитного потока
В) индуктивности
Г) самоиндукции.
2 Вариант
Команда «Эрстеда»
1. Движущиеся электрические заряды создают...
А. магнитное поле.
Б. электрическое поле.
В. электрическое и магнитное поле.
2. Какие из перечисленных веществ притягиваются магнитом?
А. Бумага.
Б. Железо.
В. Чугун.
Г. Алюминий
3. Конец лезвия перочинного ножа подносят к южному полюсу магнитной стрелки. Этот полюспритягивается к ножу. Был ли намагничен нож?
А. Нож был намагничен. Конец ножа имел северный полюс.
Б. Определённо сказать нельзя.
В. Нож был намагничен. Конец ножаимел южный полюс.
4. Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?
А) магнитное поле существует вокруг неподвижных заряженных частиц;
 Б) магнитное поле существует вокруг любого проводника с током;
 В) магнитное поле действует на неподвижные заряженные частицы.
5. Диамагнетики имеют:
А) положительную магнитную восприимчивость
Б)отрицательную  магнитную восприимчивость +
В)нейтральную магнитную восприимчивость
Г)высокую магнитную восприимчивость
 6. Постоянные магниты изготавливают
А)Только из железа.
Б) Из любых металлов.
В) Из железа, никеля, кадмия и сплавов.
Г) Из сплавов.
 7. Направление силы Ампера поля можно определить
А)Правилом правой руки.
Б) Правилом магнитного поля.
В) Правилом буравчика.
Г) Правилом левой руки.
8. Магнитное поле существует
А)Вокруг любых тел
Б)Вокруг любых зарядов.
В)Вокруг покоящихся зарядов.
Г)Вокруг движущихся зарядов.
9.Какая формула выражает закон электромагнитной индукции?
А) F = IBsin a
Б) ɛ=І (R+r)
В) ε=∆Ф∆t10. При вдвигании в катушку постоянного магнита в ней возникает электрический ток. Как называется это явление?
А) электрическая индукция;
Б) магнитная индукция
В) самоиндукция;
Г) электромагнитная индукция.
3 Вариант
Команда «Фарадея»
1. Как взаимодействуют между собой полюсы магнита? 
А) одноименные полюса отталкиваются, разноименные полюса притягиваются; 
Б) разноименные полюса отталкиваются, одноименные полюса притягиваются; 
В) не взаимодействуют.
2. Как называются магнитные полюсы магнита? 
А) положительный, отрицательный;
Б) синий, красный;
В) северный, южный.
3. Как изменяется магнитное действие катушки с током, когда в нее вводят железный сердечник? 
А) уменьшается;
Б) не изменяется;
В) увеличивается.
4.Какие из перечисленных вещества не притягиваются магнитом
А) железо; Б) сталь; В) никель; Г) алюминий.
5. Парамагнетики имеют:
А)положительную магнитную восприимчивость
Б)отрицательную  магнитную восприимчивость
В)нейтральную магнитную восприимчивость
Г)высокую магнитную восприимчивость
 6. Вокруг любого проводника с током существует
А)Электромагнитное поле.
Б)Магнитное поле.
В)Электрическое поле.
Г)Силовое поле.
7. Кто открыл явление электромагнитной индукции?
А) Эрстед;
Б) Кулон;
В) Фарадей;
Г) Ампер.
8. Как называется единица измерения магнитной индуктивности?
А) Тесла;
Б)  вебер;
В)  генри;
Г)  фарад.
9. Значение силы, действующей на проводник с током в магнитном поле:
А) F= IBsin a;
Б) F = IB e sin a;
В) F = qvBsin a;
Г) F = IВl sin a.
10. Какое из перечисленных явлений называют электромагнитной индукцией:
А) возникновение электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока через его контур;
Б) возникновение электрического поля в пространстве, где находится электрический заряд;
В) возникновение магнитного поля вокруг проводника с током.

.
Изучение нового материала
(Творческая работа обучающихся:работа с текстом и составление постеров)
Ребята работают по группам, самостоятельно изучают текст, а затем защищают и объясняют постеры по возникновению индукционного тока при изменении потока магнитной индукции.Обучающиеся были разделены на три группы и им было дано задание подготовиться по следующим темам:
3.1.1группа- тема «Явление самоиндукции» (определение, история открытия, автор открытия, дата, опыты);
«Явление самоиндукции»
Каждый проводник, по которому протекает эл.ток, находится в собственном магнитном поле.
При изменении силы тока в проводнике меняется м.поле, т.е. изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока ведет в возникновению вихревого эл.поля и в цепи появляется ЭДС индукции.
Это явление называется самоиндукцией
Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока
Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции
Проявление явления самоиндукции
Замыкание цепи При замыкании в эл.цепи нарастает ток, что вызывает в катушке увеличение магнитного потока, возникает вихревое эл.поле, направленное против тока, т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая нарастанию тока в цепи ( вихревое поле тормозит электроны).
В результате Л1 загорается позже, чем Л2.
Размыкание цепи 
При размыкании эл.цепи ток убывает, возникает уменьшение м.потока в катушке, возникает вихревое эл.поле, направленное как ток ( стремящееся сохранить прежнюю силу тока) , т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая ток в цепи
В результате Л при выключении ярко вспыхивает.
3.2. 2 группа – тема «Индуктивность контура» (определениеиндуктивности, формула, единица измерения);
«Индуктивность контура»
От чего зависит ЭДС самоиндукции?
ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника (размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник
Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.
Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.
Также индуктивность можно рассчитать по формуле:
где Ф - магнитный поток через контур, I - сила тока в контуре.
Единицы измерения индуктивности в системе СИ 
Индуктивность катушки зависит от числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды 
( возможен сердечник).
ЭДС САМОИНДУКЦИИ

ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении цепи и убыванию силы тока при размыкании цепи
3.3. 3 группа - тема «Применение самоиндукции»
Явление самоиндукции часто используют в системах плавного включения электрических устройств, например в осветительных приборах. Работа ламп дневного света. В цепях, содержащих большую индуктивность ( трансформаторы, генераторы, электродвигатели), выключение тока проводят медленно, чтобы ЭДС самоиндукции не превысила ЭДС источника, и прибор не вышел из строя.Электрические колебания в колебательном контуре
Это делается для того, чтобы избежать выхода из строя аппаратуры в результате резких скачков тока и напряжения в сети в момент их включения
3.4.Обьяснение подтемы «Энергия магнитного поля и вывод расчетной формулы энергии магнитного поля».
Вокруг проводника с током существует магнитное поле, которое обладает энергией
Откуда она берется? Источник тока, включенный в эл.цепь, обладает запасом энергии
В момент замыкания эл.цепи источник тока расходует часть своей энергии на преодоление действия возникающей ЭДС самоиндукции. Эта часть энергии, называемая собственной энергией тока, и идет на образование магнитного поля.
Энергия магнитного поля равна собственной энергии тока
Собственная энергия тока численно равна работе, которую должен совершить источник тока для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы создать ток в цепи.

Энергия магнитного поля, созданного током, прямо пропорциональна квадрату силы тока

IV.Закрепление полученных знаний
4.1.Решение задач по новой теме
Учебник «Сборник задач и вопросов по физике» под общей редакцией Р.А. Гладковой
№18.60. Определить индуктивность катушки, если при уменьшении силы тока на 2,8 А за 62 мс в катушке появляется средняя э.д.с. самоиндукции, равная 14 В. ( Ответ: 0,31 Гн)
№ 18,61. За какое время в катушке с индуктивностью 240 мГн происходит нарастание силы тока от нуля до 11,4 А, если при этом возникает средняя э.д.с. самоиндукции равная 30 В. (Ответ : за 91 мс)
№18.66. Магнитное поле катушки с индуктивностью 95 мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила тока в катушке. (Ответ : 2 А)
4.2.Игра «Каз Лото».
Обучающиеся выбирают номера вопросов и отвечают на вопрос.

Вопросы игры «Каз Лото»:
Какое явление называется самоиндукцией?
Какая величина называется индуктивностью?
По какой формуле вычисляется энергия магнитного поля?
Как изменится энергия магнитного поля если силу тока в цепи увеличить в 2 раза?
Какой буквой обозначается и в чем выражается индуктивность?
По какой формуле вычисляется индуктивность?
Как изменится энергия магнитного поля если индуктивность контура уменьшить в 2 раза?
Где применяется явление самоиндукции?
4.3.Заполнение кластера «Магнитное поле» – 3мин
МАГНИТНОЕ
ПОЛЕ


Рефлексия «Создание синквейна на тему «Занятие»
Например:
Занятие
Интересное. творческое
решать, учить, рассказывать
сегодня на занятии я узнал(а) очень много интересного
знание
Подведение итогов занятия и комментирование оценок
Выдача домашнего задания
Кронгарт Б.А., Кем В.И., Қойшыбаев Н. «Физика»./ учебник для 10 классов естественно- математического направления/ - Алматы: Мектеп, 2006,§11.6, 299-300стр.