Разработка урока в 11 классе (базовый уровень) по теме: Электромагнитное поле. Закон ЭМИ. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность. (с опорным конспектом и лабораторной работой)
урока 22
Тема № 22: Электромагнитное поле. Закон ЭМИ. Правило Ленца. Самоиндукция. Индуктивность.
Метод обучения: Проблемно-поисковый
Цели:
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:
проверить усвоение основных знаний по магнитным взаимодействиям и связи между электрическими и магнитными взаимодействиями
способствовать формированию понятий: эл/маг поле, индуктивность, ЭДС индукции, умению описывать и объяснять процесс возникновения ЭДС при равномерном движении проводника в магнитном поле и определению направления индукционного тока
проверить на практике справедливость правила Ленца
расширять кругозор учащихся
ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:
1) способствовать формированию информационно - коммуникативной и самоорганизационной компетенции
поиск, анализ и преобразование информации, эффективное сотрудничество в группах, планирование и проведение опыта
работа с пакетом заданий в группах, работа с текстом, понимание "нужности" группе, самоутверждение, одобрение товарищей
формировать научное мировоззрение
РАЗВИВАЮЩИЕ:
развивать внимание и любознательность
развивать интеллектуальные умения, память, воображение, мышление
умение отстаивать свою точку зрения
ЗАДАЧИ:
способствовать формированию понятий эл/маг поле, индуктивность, ЭДС индукции, самоиндукция, индуктивность
способствовать развитию умения описывать и объяснять процесс возникновения ЭДС при равномерном движении проводника в маг поле и определять направление индукционного тока
Карта урока
Комментарий хода урока
Время
(мин)
№
слайда
Развитие личностных качеств и психических процессов
Репродуктивные формы деятельности
Продуктивные формы деятельности
Приветствие, организационный момент, активизация внимания
1
Внимание, организованность
ответственность
Актуализация (проверка усвоения материала, изученного на предыдущем уроке, его повторение и закрепление в процессе осмысления ответов учащихся)
5 - 7
Память, организованность
Умение грамотно выражать мысли, самостоятельность, аргументированность, активность ответственность
Объяснение новой темы
20
Организованность, внимание, память, мышление, воображение
Умение работать с информацией, наблюдательность, самостоятельность, умение рассуждать, логичность, аргументированность, умение отстаивать свою точку зрения
Проведение Л/Р
15
Организованность, внимание, мышление
Умение работать с лабораторным оборудованием по заданной схеме, наблюдательность, самостоятельность, логичность
Подведение итогов. Задание на дом
1 -2
I.ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ
1.Приветствие
2.Организационный момент, активизация внимания
II. АКТУАЛИЗАЦИЯ
1.Как взаимодействую постоянные магниты?
2.Можно ли получить «одиночные» магнитные полюса – только северный или только южный?
3.Какое действие оказывает проводник с током на магнитную стрелку?
4.Как осуществляются магнитные взаимодействия?
5.Как лучше располагать провод при демонстрации опыта Эрстеда: в направлении север – юг или восток – запад?
6.В чём заключается опыт Эрстеда?
7.Как взаимодействуют параллельные проводники с токами?
8.Как взаимодействуют катушки с токами?
9.В чём состоит гипотеза Ампера?
III.НОВАЯ ТЕМА
Заполните пропуски
1.Эл поле создаётся (и действует) как ____________, так и ___________заряженными частицами
2.Маг поле создаётся (и действует) только _______________ заряженными частицами
3.Покой и движение _____________, а значит одна и та же заряженная частица в одной системе отсчёта может создавать только___________ поле, а в другой – и _____________и ___________поле
4.Можно сделать вывод, что электрическое и магнитное поля являются частными случаями единого ______________ поля
Электромагнитное поле – особый вид материи, отличающийся от вещества и существующий в пространстве независимо от нас и наших знаний о нём
Введём ещё одну величину - магнитный поток и сформулируем закон ЭМИ
Маг поток наглядно истолковывается как число линий маг индукции, пронизывающих поверхность площадью S
Ф = B S cos
·
1 Вб = 1 Тл
· 1 м2
Если за малое время
·t маг поток меняется на
·Ф, то скорость изменения потока
В цепи появляется ток в том случае, если на свободные заряды проводника действуют ___________ силы. При изменении маг потока появляются сторонние силы, действие которых характеризует ЭДС
Сопротивление зависит от изменения маг потока.
Закон ЭМИ формулируется для ЭДС: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна модулю скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур
На прошлом уроке мы с вами наблюдали возникновение индукционного тока
при движении магнита относительно катушки
при движении катушки относительно магнита
при изменении тока в другой катушке
И сделали вывод: индукционный ток в катушке возникает при изменении числа линий маг индукции, пронизывающих катушку
Но как определить направление индукционного тока?
Поставим следующий ОПЫТ:
Взять лёгкое алюминиевое кольцо, закреплённое на свободно вращающемся стержне
вдвигать постоянный магнит в разомкнутое кольцо (полюсом N, затем S)
Что вы наблюдаете? ___________________________________________________________
·___________
вдвигать постоянный магнит в замкнутое кольцо (полюсом N, затем S)
Что вы наблюдаете? ______________________________________________________________________
Вывод:
*разомкнутое кольцо _____________________ с магнитом
*если сплошное кольцо взаимодействует с магнитом, то в нём ___________ ток (индукционный)
Это взаимодействие можно объяснить, используя закон сохранения энергии.
Если кольцо отталкивается от магнита, то магнит отталкивается от кольца (по III закону Ньютона). Следовательно, приближая магнит к кольцу, мы совершаем положительную работу, т.е. затрачиваем энергию. Эта энергия превращается в энергию маг поля индукционного тока.
При приближении магнита к кольцу маг индукция внутри кольца увеличивается. Если индукция маг поля тока была бы направлена в ту же сторону, что индукция магнитного поля магнита, то общее изменение маг потока через кольцо увеличилось бы ещё больше, вследствие чего возросла бы сила индукционного тока.
Это привело бы к новому увеличению маг потока, а вместе с ним к ещё большему возрастанию силы тока. Но такое «беспричинное» возрастание индукционного тока и маг потока явно бы противоречило бы закону сохранения энергии.
ВЫВОД:
*маг поле индукционного тока ослабляет изменение маг поля магнита
Сформулируем общую закономерность таких опытов – Правило Ленца – индукционный ток всегда имеет такое направление, что созданное им маг поле стремится скомпенсировать изменение маг потока, которое вызвало данный ток, поэтому
Знак «минус» свидетельствует о «противодействии», оказываемом индукционным током его изменению
При рассмотрении правила Ленца мы видели, что контур проявляет как бы свойство инертности, противодействуя изменению маг потока, пронизывающего этот контур.
Это же свойство инертности проявляется и при изменении силы тока в замкнутом контуре. Действительно, при изменении силы тока изменяется создаваемое им маг поле и, следовательно, изменяется маг поток этого поля через данный контур. А всякое изменение маг потока через замкнутый контур порождает ЭДС индукции, т.е.
Возникновение ЭДС индукции в контуре при изменении силы тока в этом же самом контуре называют явлением самоиндукции
ОПЫТ: Собрать цепь по рис
1.Замкнуть ключ, то первая лампа вспыхивает______________________, вторая с заметным _________________
2.Разомкнуть ключ, то первая лампа гаснет _______________, а вторая - ___________________
Вывод:
*при замыкании ключа в катушке возникает ________, которая и __________________ одновременному вспыхиванию ламп
*при размыкании ключа _____________ в катушке стремится __________________ ток во второй лампе и поэтому она гаснет ___________________________
Физическая причина самоиндукции: порождение вихревого эл поля переменным маг полем, которое «тормозит» нарастание тока в контуре.
Согласно закону ЭМИ ЭДС самоиндукции
Ф пропорционален силе тока в контуре: Ф = L I
L – индуктивность [Гн] Генри
Индуктивность контура определяется
*формой и размерами контура
*числом витков
*материалом (Fe сердечник увеличивает L в тысячи раз)
Физич смысл L: L контура численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1А за 1с
IV.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: Проверка правила Ленца
Цель: на практике убедиться в справедливости правила Ленца
Оборудование: миллиамперметр, катушка – моток, магнит полосовой
Ход работы
№
Способ получения индукционного тока
I
В
Вм
·Фм
1
Внесите в катушку N полюс
2
Удалить из катушки N полюс
3
Внесите в катушку S полюс
4
Удалите из катушки S полюс
1.Подключите катушку – моток к зажимам миллиамперметра и выполните действия, указанные во втором столбце таблицы.
2.При выполнении опытов положение катушки не меняется, а магнит перемещается с одной и той же стороны катушки
3.Для каждого способа получения индукционного тока определить
*направление индукционного тока
*направление вектора магнитного индукционного поля индукционного тока В в катушке
*направление вектора магнитной индукции Вм в катушке
*изменение магнитного поля
·Фм через катушку
Вопросы для закрепления
1)как изменился маг поток через катушку при
*приближении магнита ____________________
*удалении магнита ___________________
2)как направлены векторы В и Вм при
*возрастании магнитного потока через катушку _______________
*убывании магнитного потока через катушку ________________
3)какой вывод можно сделать из опытов о направлении индукционного тока? ______________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
V.ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Выучить опорный конспект
13PAGE 15
13PAGE 14415
15