Цель урока : сформировать понятие, что ЭДС индукции может возникать или в неподвижном проводнике, помещенном в изменяющееся магнитное поле, или в движущемся проводнике, находящемся в постоянном магнитном поле; закон электромагнитной индукции справедлив в обоих случаях, а происхождение ЭДС различно.
Ход урока
Проверка домашнего задания методом фронтального опроса и решения задач
1. Какая величина изменяется пропорционально скорости изменения магнитного потока?
2. Работа, каких сил создает ЭДС индукции?
3. Сформулировать и записать формулу закона электромагнитной индукции.
4. В законе электромагнитной индукции стоит знак «минус». Почему?
5. Какова, ЭДС индукции в замкнутом витке провода, сопротивление которого 0,02 Ом, а индукционный ток 5 А.
Решение. Ii = ξi /R; ξi= Ii·R; ξi= 5·0,02= 0,1 B
Изучение нового материала
Рассмотрим, как возникает ЭДС индукции в неподвижном проводнике, находящимся в переменном магнитном поле. Проще всего это понять
На примере работы трансформатора.
Одна катушка замыкается на сеть переменного тока, если вторая катушка замкнута, то в ней возникает ток. Электроны в проводах вторичной обмотки придут в движение. Какие же силы двигают свободные электроны? Магнитное поле сделать этого не может, так как действует только на движущиеся электрические заряды.
Свободные электроны приходят в движение под действием электрического поля, которое было создано переменным магнитным полем.
Таким образом, мы подошли к понятию нового фундаментального свойства полей: изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле. Этот вывод сделал Дж. Максвелл.
Таким образом, в явлении электромагнитной индукции – главное – это создание магнитным полем электрического поля. Это поле приводит в движение свободные заряды.
Структура этого поля другая, чем у электростатического. Оно не связано с электрическими зарядами. Линии напряженности не начинаются на положительных и не заканчиваются на отрицательных зарядах. Такие линии не имеют начала и конца – это замкнутые линии похожие на линии индукции магнитного поля. Это вихревое электрическое поле.
ЭДС индукции в неподвижном проводнике, помещенном в переменное магнитное поле равна работе вихревого электрического поля перемещающего заряды вдоль этого проводника.
Токи Фуко (французский физик)
Польза и вред индукционных токов в массивных проводниках.
Где применяют ферриты? Почему в них не возникают вихревые токи?
Закрепление изученного материала
– Объяснить природу сторонних сил действующих в неподвижных проводниках.
– Разница между электростатическим и вихревым электрическими полями.
– Плюсы и минусы токов Фуко.
– Почему не возникают вихревые токи в ферритовых сердечниках?
– Вычислить ЭДС индукции в контуре проводника, если магнитный поток изменился за 0,3 с на 0,06 Вб.
Решение. ξi= – ΔФ/Δt; ξi= – 0,06/0,3 = 0,2 B
Подведем итоги урока
Домашнее задание: § 12, повт. § 11, упр.2 № 5, 6.
- Цель урока: сформулировать количественный закон электромагнитной индукции; учащиеся должны усвоить, что такое ЭДС магнитной индукции и что такое магнитный поток. Ход урока Проверка домашнего задания...
- Цель урока: выяснить, какой причиной вызвана ЭДС индукции в движущихся проводниках, помещенных в постоянное магнитное поле; подвести учащихся к выводу, что действует на заряды сила...
- Цель урока: сформировать представление о магнитном поле как виде материи; расширить знания учащихся о магнитных взаимодействиях. Ход урока 1. Анализ контрольной работы 2. Изучение нового...
- Цель урока: сформировать у учащихся представление об электрическом и магнитном поле, как об едином целом – электромагнитном поле. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования...
- Цель урока: выяснить, как произошло открытие электромагнитной индукции; сформировать понятие об электромагнитной индукции, значение открытия Фарадея для современной электротехники. Ход урока 1. Анализ контрольной работы...
- Цель урока: сформировать представление о том, что изменение силы тока в проводнике создает вихревое воле, которое может или ускорять или тормозить движущиеся электроны. Ход урока...
- Цель урока: ввести понятие электродвижущей силы; получить закон Ома для замкнутой цепи; создать у учащихся представление о различии между ЭДС, напряжением и разностью потенциалов. Ход...
- Цель урока: познакомить учащихся с историей борьбы концепций близкодействия и действия на расстоянии; с недостатками теорий, ввести понятие напряженности электрического поля, формировать умение изображать электрические...
- Цель урока: на основе модели металлического проводника изучить явление электростатической индукции; выяснить поведение диэлектриков в электростатическом поле; ввести понятие диэлектрической проницаемости. Ход урока Проверка домашнего...
- Цель урока: сформировать представление учащихся об электрическом токе; рассмотреть условия, необходимые для существования электрического тока. Ход урока 1. Анализ контрольной работы 2. Изучение нового материала...
- Цель урока: проверить знания учащихся по вопросам изученной темы, совершенствовать навыки решения задач различных видов. Ход урока Проверка домашнего задания Ответы учащихся по подготовленным дома...
- Цель урока: рассмотреть устройство и принцип действия трансформаторов; привести доказательства, что электрический ток никогда не имел бы такого широкого применения, если бы в свое время...
- Цель урока: продолжать формирование у учащихся единство колебательных процессов различной природы. Ход урока 1. Анализ контрольной работы. 2. Изучение нового материала При изучении электромагнитных колебаний...
- Цель урока: сформировать представление о том, что магнитные поля образуются не только электрическим током, но и постоянными магнитами; рассмотреть область применения постоянных магнитов. Наша планета...
- Цель урока: сформировать представление об энергии, которой обладает электрический ток в проводнике и энергии магнитного поля, созданного током. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования...
Вевчеренкова А.Н. учитель физики г.Тобольск
Открытый урок по теме "Электрическое поле. Проводники и диэлектрики"
Класс: 8А
Дата: 09.12.16
Цель урока : Сформировать представления учащихся об электрическом поле и его свойствах, проводниках и диэлектриках. Отработать понятия: электризация тел, электрический заряд, взаимодействие зарядов, два вида электрических зарядов.
Тип урока : комбинированный
Форма урока : урок взаимообучения
Формируемые умения : наблюдать, сравнивать, анализировать
План урока :
Организационный момент.
Учитель приветствует учащихся. Отмечает присутствующих.
Работа у доски. Повторение
На прошлом уроке, мы изучили виды зарядов и правила взаимодействия этих зарядов. Я предлагаю вам следующее задание: на доске нарисованы взаимодействия зарядов. Необходимо определить «знак» заряда шарика со знаком вопроса.
Учитель :
Итак, ребята, мы повторили два важных свойства наэлектризованных тел: одноименные заряды отталкиваются, а разноименные заряды притягиваются.
А теперь давайте вспомним, какое тело называется наэлектризованным или что такое статическое электричество?
Сегодня на уроке мы продолжаем изучать тему электризации, а для того, чтобы узнать тему сегодняшнего урока, нам необходимо проверить домашнее задание. На дом вам был задан кроссворд. Проверим, что у вас получилось.
Проверка домашнего задания. Постановка цели и задачи урока.
Вопросы:
Из чего состоят вещества?
Кинетическая, внутренняя, потенциальная, что это?
Какую величину на Руси измеряли в верстах в час ?
Какой элемент в периодической таблице Менделеева находится под номером три ?
Назовите прибор для измерения температуры .
Назовите тепловой процесс, сопровождающийся интенсивным испарением жидкости по всему объему .
Назовите единицу, в которой измеряется время .
Назовите создателя температурной шкалы .
Мера инертности и гравитации .
Как называется тепловой процесс, в котором происходит переход из газообразного состояния в жидкое ?
Из чего состоят молекулы?
ДВС расшифровывается как … внутреннего сгорания .
Как называется процесс обратный кристаллизации ?
Назовите первый химический элемент в таблице Д.И.Менделеева.
Назовите единицу, в которой измеряется количество теплоты .
Назовите один из примеров конвекции воздуха в огромных масштабах ?
Ключевое слово ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Эти ключевые слова и будут темой нашего сегодняшнего урока. (записывают тему урока и число в тетради)
Цель: сегодня на уроке мы узнаем что такое электрическое поле; узнаем чем отличаются проводники и диэлектрики; приведем примеры веществ, которые являются проводниками и непроводниками электричества.
Итак, мы знаем, что Заряженные тела действуют друг на друга, хотя на первый взгляд нет никакого посредника между ними . Так как электрическое взаимодействие происходит не только в воздухе, но и в вакууме.
Изучением взаимодействия электрических зарядов занимались английские физики Майкл Фарадей и Джеймс Максвелл, этих ученых вы видите на экране.
Выводы, сделанные этими великими учеными, заключается в том, что вокруг заряженных тел существует среда, благодаря которой и осуществляется электрическое взаимодействие . Пространство, окружающее один заряд, взаимодействует на пространство, окружающее другой заряд и наоборот. Посредником в этом взаимодействии будет являться электрическое поле.
Чтобы узнать более подробно об этом особом виде материи, о том, что называют проводниками и диэлектриками, я подготовила для вас задания, выполнять эти задания вы будете в мини группах. На выполнение задания отводится 10 минут, после чего каждая группа представляет свои ответы на вопросы.
Самостоятельная работа по карточкам по теме “Электрическое поле. Проводники и непроводники электричества”
Группа I вопросы:
Какими приборами проверяют наличие заряда?______________________________
Что такое электрическое поле?____________________________________________
_____
Какие тела называются проводниками?______________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Приведите примеры проводников:__________________________________________
_______________________________________________________________________
Группа II вопросы:
Что такое диэлектрики?________________________________________________
____________________________________________________________________
Приведите примеры диэлектриков: ______________________________________
____________________________________________________________________
Как называются тела, изготовленные из диэлектриков? _____________________
____________________________________________________________________
Группа III вопросы: ( для того, чтобы ответить на вопросы воспользуйтесь сетью Интернет)
В каких профессиях используются знания об электрическом поле, проводниках и диэлектриках? ___________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
В каких ВУЗах обучают этим профессиям? ___________________________________
_________________________________________________________________________
Изучение нового материала
При ответах на вопросы, основные моменты остальные группы записывают себе в тетради.
Наши органы чувств не воспринимают электрическое поле (например, мы не можем его потрогать). Но оно окружает любое заряженное тело.
Главное свойство электрического поля заключается в его способности действовать на электрические заряды с некоторой силой.
Сила, с которой электрическое поле действует на внесенный в него электрический заряд, называется электрической силой.
Опыт: султанчик + эбонитовая палочка с мехом.
Проведем эксперимент: Зарядим эбонитовую палочку с помощью трения о мех, поднесем её к султанчику.
Что происходит с султанчиком? (лепестки султанчика начинают притягиваться к палочке)
Почему султанчик притягивается к эбонитовой палочке? (т.к. на лепестках распределился положительный заряд, сама палочка имеет отрицательный заряд, а разноименные заряды притягиваются)
Что мы можем сказать про действие электрического поля вблизи султанчика и на расстоянии от него?
вывод : Вблизи заряженных тел действие поля сильнее, а по мере удаления от них поле ослабевает.
Ленточки султанчиков располагаются вдоль силовых линий электрического поля – то есть вдоль линий, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с вектором силы, действующей со стороны поля на помещенный в эту точку заряд.
Закрепление материала.
Чем отличается пространство, окружающее заряженное тело, от пространства, окружающее незаряженное тело? (Существованием электрического поля)
Как можно обнаружить электрическое поле? (При внесении электрического заряда)
Если к заряженному металлическому шарику прикоснуться пальцем, он теряет практически весь заряд. Почему? (Так как человек хороший проводник)
Достаточно ли просто прикоснуться электрометра заряженной эбонитовой палочкой, чтобы стрелка отклонилась? (Да)
Домашнее задание: §26,27,31 прочитать.
Задание на выбор:
Упражнение 19;
Экспериментальное задание на стр. 78 (результат описать в тетради);
ЭССЕ на тему «Жизнь без электрического поля»;
Список литературы:
1. Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений. – 8-е изд., доп. – М.: Дрофа, 2006. – 191.
Тема. Закон электромагнитной индукции
Цель урока: ознакомить учащихся с законом электромагнитной индукции.
Тип урока: урок изучения нового материала.
ПЛАН УРОКА
Контроль знаний |
1. Поток магнитной индукции. 2. Явление электромагнитной индукции. 3. Правило Ленца. |
|
Демонстрации |
1. Зависимость ЭДС индукции от скорости изменения магнитного потока. 2. Фрагменты видеофильма «Явление электромагнитной индукции». |
|
Изучение нового материала |
1. Закон электромагнитной индукции. 2. Вихревое электрическое поле. 3. ЭДС индукции в движущихся проводниках. |
|
Закрепление изученного материала |
1. Качественные вопросы. 2. Учимся решать задачи. |
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Откуда же берутся посторонние силы, которые действуют на заряды в контуре? В случае неподвижного относительно наблюдателя проводника причина появления посторонних сил - переменное магнитное поле. Дело в том, что переменное магнитное поле порождает в окружающем пространстве электрическое поле - именно оно действует на свободные заряженные частицы в проводнике. Но порождение электрического поля магнитным полем происходит даже там, где нет ведущего контура и не возникает электрический ток. Как видим, магнитное поле может не только передавать магнитные взаимодействия, но и быть причиной появления другой формы материи - электрического поля.
Однако электрическое поле, порождаемое переменным магнитным полем, имеет существенное отличие от поля, созданного заряженными частицами.
Электрическое поле, создаваемое переменным магнитным полем, является вихревым, то есть его силовые линии являются замкнутыми.
Вихревое электрическое поле имеет некоторые особенности:
1) поле проявляет себя через силовое воздействие на заряженные частицы, поэтому основной характеристикой вихревого электрического поля является напряженность ;
2) в отличие от электростатического поля, линии напряженности вихревого электрического поля являются замкнутыми. Направление этих линий можно определить с помощью, например, левой руки, как показано на рисунке:
3) в отличие от электростатического поля, работа вихревого электрического поля по замкнутой траектории не равна нулю (вихревое электрическое поле является непотенціальним).
Рассмотрим проводник длиной l , движущегося поступательно в однородном магнитном поле с индукцией со скоростью , напрямленою под углом к линиям магнитной индукции поля.
На электроны, движущиеся вместе с проводником в магнитном поле, действует сила Лоренца, направленная вдоль проводника. Ее модуль
где q 0 - заряд свободной заряженной частицы. Под действием этой силы происходит разделение зарядов - свободные заряженные частицы сместятся к одному концу проводника, а на другом конце возникнет их нехватка, то есть будет превышать заряд противоположного знака. Следовательно, в этом случае сторонняя сила - это сила Лоренца. Разделение зарядов приведет к появлению электрического поля, что будет препятствовать дальнейшему разделению зарядов. Этот процесс прекратится, когда сила Лоренца и сила = q 0 уравновесят друг друга. Следовательно, внутри проводника напряженность электрического поля E = B sin , а разность потенциалов на концах проводника U = El = B lsin . Поскольку мы рассматриваем разомкнутое круг, разность потенциалов на концах проводника равна ЭДС индукции в этом проводнике. Таким образом,
Если такой проводник замкнуть, то по кругу пройдет электрический ток. Таким образом, движущийся в магнитном поле проводник можно рассматривать как своеобразный источник тока характеризуется ЭДС индукции.
ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Первый уровень
1. Почему в неподвижных проводниках, находящихся в переменном магнитном поле, возникает индукционный ток?
2. Какова причина возникновения индукционного тока при движении проводника в постоянном магнитном поле?
3. Какие особенности вихревого электрического поля?
Второй уровень
1. Какова природа сторонних сил, которые обусловливают появление индукционного тока в неподвижном проводнике?
2. Почему закон электромагнитной индукции формулируют для ЭДС, а не для силы тока?
3. Какова природа ЭДС индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле?
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
) . Качественные вопросы
1. Почему от удара молнии иногда перегорают предохранители даже выключенного из розетки прибора?
2. Почему для обнаружения индукционного тока замкнутый проводник лучше брать в виде катушки, а не в виде прямолинейного провода?
) . Учимся решать задачи
1. С помощью гибких проводов прямолинейный проводник длиной 60 см присоединен к источнику постоянного тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом. Проводник движется в однородном магнитном поле индукцией 1,6 Тл со скоростью 12,5 м/с перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определите силу тока в проводнике, если сопротивление внешней цепи равно 2,5 Ом.
Слайд 2
Проверка домашнего задания
Сообщение о Э.Х. Ленце (подготовленное учеником)
Слайд 3
Физический диктант:
1. В чем заключается явление электромагнитной индукции? 2. При каком условии возникает ток в замкнутом проводящем контуре? 3.-4 Продолжите фразы: 3. Магнитным потоком через поверхность площадью S называют величину… 4. Согласно правилу Ленца возникающий в замкнутом контуре индукционный ток…
Слайд 4
5. Сформулируйте Закон электромагнитной индукции. 6. 7. 8. S N V Проводник движется поперек линий магнитного поля справа налево. Определите направление индукционного тока. V Определите направление вектора магнитной индукции и полярность постоянного магнита. S Определите полярность напряжения индукции.
Слайд 5
Вихревое электрическое поле.
Когда возникает ЭДС индукции? ЭДС индукции возникает либо в неподвижном проводнике, помещенном в изменяющееся со временем поле, либо в проводнике, движущемся в магнитном поле, которое может и не меняться со временем.
Слайд 6
Слайд 7
МАКСВЕЛЛ (Maxwell) Джеймс Клерк (Clerk) (1831-79), английский физик, создатель классической электродинамики, один из основоположников статистической физики, организатор и первый директор (с 1871) Кавендишской лаборатории. Развивая идеи М. Фарадея, создал теорию электромагнитного поля (уравнения Максвелла); ввел понятие о токе смещения, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света. Установил статистическое распределение, названное его именем. Исследовал вязкость, диффузию и теплопроводность газов. Показал, что кольца Сатурна состоят из отдельных тел. Труды по цветному зрению и колориметрии (диск Максвелла), оптике (эффект Максвелла), теории упругости (теорема Максвелла, диаграмма Максвелла - Кремоны), термодинамике, истории физики и др.
Слайд 8
Изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле
Слайд 9
Слайд 10
Работа вихревого электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного проводника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике.
Слайд 11
Слайд 12
В чем отличие вихревого электрического поля от потенциального?
Слайд 13
Жан Берна́р Лео́н Фуко́18 сентября1819, Париж - 11 февраля1868, - французский физик и астроном, член Парижской АН Токи Фуко Применение индукционные печи Во многих случаях токи Фуко бывают нежелательными, поэтому приходится принимать специальные меры для их уменьшения. В частности, эти токи вызывают нагревание ферромагнитных сердечников трансформаторов и металлических частей электрических машин. Для снижения потерь электрической энергии из-за возникновения вихревых токов сердечники трансформаторов изготавливают не из сплошного куска ферромагнетика, а из отдельных металлических пластин, изолированных друг от друга диэлектрической прослойкой.
