КОНСПЕКТ УРОКУ З ФІЗИКИ (11 КЛАС)
на тему:
«Електромагнітна індукція. Досліди Фарадея»
Метауроку: познайомити учнів із явищем електромагнітної індукції; показатизначення цього явища для фізики й техніки; формувати вміння розв’язувати задачі.
Типуроку: урок вивчення нового матеріалу.
Плануроку
урокфізика задача індукціяЕтапи Час Прийоми і методи І. Постановка навчальної проблеми 2-5 хв Розповідь вчителя ІІ. Вивчення нового матеріалу 20-25 хв Бесіда; записи на дошці та зошитах ІІІ. Закріплення нового матеріалу 15-20 хв Бесіда; усне опитування; розв’язування задач ІV. Домашнє завдання 1 хв Коментар вчителя; записи на дошці
Хідуроку
1.Постановка навчальної проблеми
ВиявленаЕрстедом 1820 року дія електричного струму на магнітну стрілку показала, щоелектричні та магнітні явища, які вважалися до цього ізольованими,взаємозалежні. Однак дослід Ерстеда показав тільки один бік цього зв'язку — породження магнітногополя електричним струмом. Англійський фізик Майкл Фарадей, довідавшись продосліди Ерстеда, узявся до пошуків зв'язку магнітних явищ із електричними.Пошуки Фарадея тривали від 1821 до 1831 р. Він виявив неабияку винахідливість, наполегливість ізавзятість, поки, нарешті, не одержав електричний струм за допомогою магнітногополя.
Часпоказав, яке велике значення мало відкриття Фарадея. Повторюючи словаГельмгольца, можна з повним правом сказати: «Поки люди будуть користуватисяблагами електрики, вони будуть пам'ятати ім'я Фарадея ».
2.Вивчення нового матеріалу
Виділимо в магнітному полі досить малу площадку ΔS. Тоді магнітним потоком Ф черезплощадку ΔS називатиметься фізична величина, яка визначається добуткоммодуля вектора магнітної індукції В однорідного магнітного поля на площу даноїплощадки:
Ф=ВΔS (учні записують зошит)
Якщо площадка ΔS не перпендикулярна до силових лініймагнітного поля, то
Ф=ВΔScosa,
де a— кут між напрямом вектора В і нормаллю до площадки ΔS. Магнітний потікнаочно можна зобразити як величину, пропорційну числу ліній магнітної індукції,що пронизують поверхню площею S.
Фізична суть явища електромагнітної індукції: під час будь-якоїзміни магнітного потоку, що пронизує контур провідника, в останньому виникаютьсторонні сили (дія яких характеризується електрорушійною силою індукції):
а)якщо контур провідника замкнутий, то в ньому виникає струм, якийназивається індукційним;
б)якщо контур розімкнутий, то на його кінцях виникає різниця потенціалів(учні записують зошит)
Явище електромагнітної індукції полягає у виникненні струму впровідному кунторі при зміні магнітного потоку, що пронизує площину контуру(Фарадей 1831р.)
Кількість ЕРС індукції визначається законом електромагнітноїіндукції (закон Фарадея):
Е=-N•ΔФ/Δt,
де [Е]=В – ЕРС індукції (середнє значення); [ΔФ/Δt]=Вб/с –швидкість зміни магнітного поля (магнітний потік визначається формулою Ф=ВΔScosa, де a – кут міжвекторами В та n); N – кількість витків (для котушки).
ΔФ/Δt можна отримати, змінюючи:
1) В (змінне магнітне поле);
2) S (контур змінної площини);
3) a (обертальний рух контура).
Знак «—» пояснюється правилом Ленца: індукційний струм узамкненому контурі має такий напрям, що створений ним магнітний потік черезплощу, обмежену контуром, прагне скомпенсувати ту зміну магнітного потоку, якавикликала даний струм.
Технічне застосування явища електромагнітної індукції –електродинамічний мікрофон, трансформатор, генератор.
3.Закріплення нового матеріалу
Запитання до учнів:
1.Що характеризує вектор магнітної індукціїВ?
2.Яку фізичну величину називають магнітнимпотоком?
3.У яких одиницях вимірюється магнітнийпотік?
4.У яких випадках у замкнутому провіднику,що перебуває у магнітному полі, виникає індукційний струм?
Задачі:
1. Визначити величинумагнітного потоку, що пронизує контур площею 10см², якщо відомо, що площацього контуру розташована під кутом 30˚до вектора магнітної індукції,величина якого 8 мТл.
Дано: В=8 мТл=0.008Тл, S=10см²=0,001м²,ß=30˚
Знайти: Ф – ?
Розв’язання
Ф=ВScosa, a=90˚- ß, Ф=ВScos(90˚-ß);
Ф=0.008Тл•0,001м²• cos(90˚- 30˚)=0,000008•cos60˚=0.000004(Вб)
[Ф]=Тл•м²=Н• м²/А• м = Н•/А = Дж/А = В•с•А/А = В•с = Вб
Відповідь: 0.000004 Вб.
Котушка складається з 2000 витків. Магнітнийпотік через кожний виток цієї котушки зменшується на 0,12 Вб протягом 2 секунд.Визначити середнє значення ЕРС індукції, збудженої в цій котушці.
Дано: ΔФ = -0,12Вб, Δt = 2с, N = 2000.
Знайти: Е – ?
Розв’язання
Е=-N•ΔФ/Δt, Е =-2000(-0,12/2) = 120(В)
Відповідь: 120 В.
4. Домашнє завдання
§ 1-3
1) Римкевич А.П. № 908
Чому коливання стрілки компаса швидше загасають, якщо корпусприладу латунний, і повільніше якщо корпус приладу пластмасовий?
Відповідь: Тому, що крізь пластмасу стрілка гірше реагує назміну магнітного поля. Це пов’язано з електропровідністю пластмаси.
2) Римкевич А.П. № 911
За 5 мс магнітний потік, що пронизує контур, зменшується з 9 до 4мВб. Знайти ЕРС індукції в котушці.
Відповідь: Е= ΔФ/Δt•n = (Ф-Ф̥ / Δt)•n, Е=1В.