Разработка урока физики Опыты Фарадея. Электромагнитная индукция

Урок физики в 8 классе
ЧУ ООШ «Мои Горизонты» г.Севастополь
Тема: «Опыты Фарадея. Электромагнитная индукция».
Цели:
образовательные: сформировать представление о явлении электромагнитной индукции, ознакомить учащихся с историей развития физики на примере открытия электромагнитной индукции, сформулировать и экспериментально доказать условия возникновения индукционного тока, выяснить, от чего зависит его величина и направление, научить находить направление индукционного тока;
воспитательные: прививать на примере биографии великого ученого общечеловеческие ценности, показать практическое значение изученного явления в развитии техники;
развивающие: развивать логическое мышление, умение наблюдать, анализировать и объяснять результаты эксперимента.
Тип урока: урок комбинированный.
Демонстрации: явление электромагнитной индукции 7 опытов.
Оборудование: катушки медного провода, гальванометр, миллиамперметры , полосовые магниты, провода, ключи, источники питания постоянного тока, ноутбук, монитор, карточки-задания, портрет Фарадея, презентация.
Ход урока:
Организационный этап.
Актуализация опорных знаний.
Фронтальный опрос:
1. Что такое сила Ампера? По какому правилу можно определить направление силы Ампера?
2. Как действует магнитное поле на рамку с током?
3. Где используется сила Ампера?
4. Что такое сила Лоренца? Как определить её направление?
5. Где наблюдается, используется сила Лоренца?
6. Самостоятельная работа.
Сообщение темы, цели и задач урока.
"Никогда со времен Галилея свет не видел стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея ..."
А.Г. Столетов
План изучения темы:
Опыты Фарадея.
Понятие индукционного тока.
Определение явления электромагнитной индукции.
Вихревое электрическое поле.
Мотивация учебной деятельности.
Открытие явления электромагнитной индукции относят к наиболее выдающимся открытиям XIX века. На этом явлении основана работа миллионов электродвигателей и генераторов электрического тока во всем мире...
Слава эпохального открытия явления принадлежит английскому физику Майклу Фарадею.
Его называли властителем молний и королем физиков. А он всю жизнь оставался скромным, читал лекции для детей и верил в великие тайны Природы и Бога.
Сообщение учащегося:
Обнаруженное Эрстедом в 1820 г. действие электрического тока на магнитную стрелку, показало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны. Английский физик Майкл Фарадей, узнав об опытах Эрстеда, высказал гипотезу о возможности создания электрического тока в проводнике действием магнита и занялся поисками связи магнитных явлений с электрическими. Поиски Фарадея продолжались с 1821 г. до 1831 г. После многочисленных (более 16000) экспериментов он доказал правильность своей гипотезы. Реальный результат удалось получить лишь в опыте, проделанном 29 августа 1831 г.: он получил электрический ток с помощью магнитного поля. Время показало, что значение открытия Фарадея очень велико. Повторяя слова Гельмгольца можно сказать: «Пока люди будут пользоваться благами электричества, они всегда с благодарностью будут помнить имя Фарадея».
Изучение нового материала.
Работаем в группах:
Опыты фарадея можно воспроизвести следующим образом:
Выполнение экспериментального задания №21.1 «Исследование явления электромагнитной индукции» с.91учебника.
Опыт 1. Располагаем рядом две катушки. Соединяем первую катушку с клеммами миллиамперметра, а вторую, через ключ с полюсами источника постоянного тока. Пронаблюдаем за показаниями миллиамперметра первой катушки при замыкании (возникает ток, стрелка отклоняется вправо) и размыкании цепи второй катушки (возникает ток, стрелка отклоняется влево). Изменяется магнитное поле.
Опыт 2. Вставим железный сердечник внутрь катушек и повторим опыт.
Наблюдаем: При замыкании возникает ток, стрелка отклоняется вправо. При размыкании возникает ток, стрелка отклоняется влево. Изменяется магнитное поле и усиливается.
Опыт3. Вынести магнит из катушки северным полюсом.
Вопрос. Что наблюдали?
Ответ. При вынесении магнита из катушки опять наблюдаем отклонение стрелки гальванометра и делаем вывод, что в катушке возник электрический ток.
Учитель. Таким образом, «магнетизм породил электричество».
Повторим серию опытов:
Опыт 4. Внести магнит в катушку южным полюсом.
Опыт 5. Оставить магнит в катушке.
Опыт 6. Вынести магнит из катушки южным полюсом.
Вопрос. Что наблюдали?
Ответ. При внесении или вынесении магнита в катушку южным полюсом, замкнутую на гальванометр, наблюдается отклонение стрелки, значит, в катушке возникает электрический ток. Если магнит неподвижен относительно катушки, стрелка не отклоняется, электрический ток не возникает.
Можно в наблюдаемых нами опытах двигать катушку относительно недвижного магнита.
Опыт 7. Движение катушки относительно магнита.
Вопрос. Что наблюдали?
Ответ. При движении катушки относительно магнита наблюдаем отклонение стрелки гальванометра и делаем вывод, что в катушке возник электрический ток.
Работа с учебником (с.90 рис. 21.2):
Учитель. Во всех рассмотренных опытах происходило изменение магнитного поля, пронизывающего контур катушки, что приводило к появлению электрического тока в замкнутом контуре. Ток, возникающий в катушке, Фарадей назвал индукционным током (от лат. inductio — наведение).
Явление возникновения электрического тока в катушке при изменении внешнего магнитного поля внутри катушки Фарадей назвал электромагнитной индукцией.
Ток - это направленное движение заряженных частиц. Вначале тока нет. Магнитное поле не действует на неподвижные заряды. Значит, изменяясь во времени, магнитное поле порождает вихревое электрическое поле, которое приводит в направленное движение заряды:
А) вихревое электрическое поле не связано с электрическими зарядами;
Б) силовые линии этого поля (голубые линии на рис.21.2) всегда замкнуты вокруг
силовых линий магнитного поля (желтые линии на рис.21.2).
Закрепление нового материала.
Работа с учебником (ответить на вопросы с.91):
При каких условиях возникает индукционный ток в катушке?
Как изменяется сила индукционного тока в проводнике при увеличении скорости его движения относительно магнитного поля
Почему сила индукционного тока увеличивается при введении в катушку железного сердечника?
От чего зависит направление индукционного тока?
В каком случае перемещение магнита относительно катушки не вызывает индукционного тока?
Установка на будущее:
Фарадей обнаружил, что в катушке с железным сердечником, установленной вдоль силовой линии магнитного поля Земли, при повороте на 180º возникает индукционный ток. Установив в этом опыте возможность «…получения электричества из магнетизма земного шара», Фарадей разработал проект электрогенератора, работу которого мы будем изучать на следующих уроках.
Подведение итогов урока.
Сегодня на уроке:
- вы ознакомились с явлением электромагнитной индукции;
- вы узнали, какой ток называется индукционным;
- вы повторили опыты Фарадея;
-изучили явление электромагнитной индукции.
Выставляются оценки за урок.
Домашнее задание:
§21 с.90-93 выучить, устно ответить на вопросы с.90, тест11 с.108 выполнить
XI. Рефлексия.
Что вам понравилось на уроке?
Что вам не понравилось на уроке?
Какую оценку вы бы себе поставили?