Účel lekcie: tvoria koncepciu, že indukované emf sa môže vyskytnúť buď v stacionárnom vodiči umiestnenom v meniacom sa magnetickom poli, alebo v pohybujúcom sa vodiči umiestnenom v konštantnom magnetickom poli; zákon elektromagnetickej indukcie platí v oboch prípadoch, ale pôvod emf je odlišný.
Počas vyučovania
Kontrola domácich úloh metódou frontálneho dotazovania a riešenia problémov
1. Aká veličina sa mení úmerne s rýchlosťou zmeny magnetického toku?
2. Práca, aké sily vytvára indukované emf?
3. Formulujte a zapíšte vzorec pre zákon elektromagnetickej indukcie.
4. Zákon elektromagnetickej indukcie má znamienko mínus. prečo?
5. Aké je indukované emf v uzavretom závite drôtu, ktorého odpor je 0,02 Ohm a indukovaný prúd je 5 A.
Riešenie. Ii = ξi/R; pi= Ii-R; ξi= 5 0,02= 0,1 V
Učenie nového materiálu
Uvažujme, ako sa indukované emf vyskytuje v stacionárny vodič, nachádza v striedavom magnetickom poli. Najjednoduchší spôsob, ako to pochopiť, je
Na príklade transformátora.
Jedna cievka je uzavretá do siete striedavého prúdu, ak je druhá cievka uzavretá, potom v nej vzniká prúd. Elektróny v drôtoch sekundárneho vinutia sa začnú pohybovať. Aké sily pohybujú voľnými elektrónmi? Magnetické pole to nedokáže, pretože pôsobí iba na pohybujúce sa elektrické náboje.
Voľné elektróny sa pohybujú pod vplyvom elektrického poľa, ktoré bolo vytvorené striedavým magnetickým poľom.
Dostávame sa teda ku konceptu novej základnej vlastnosti polí: meniace sa v čase, magnetické pole vytvára elektrické pole. Tento záver urobil J. Maxwell.
Hlavnou vecou vo fenoméne elektromagnetickej indukcie je teda vytvorenie elektrického poľa magnetickým poľom. Toto pole uvádza do pohybu bezplatné poplatky.
Štruktúra tohto poľa je odlišná od štruktúry elektrostatického poľa. Nie je spojená s elektrickými nábojmi. Napínacie čiary nezačínajú pri kladných nábojoch a nekončia pri záporných nábojoch. Takéto čiary nemajú začiatok ani koniec – sú to uzavreté čiary podobné indukčným čiaram magnetického poľa. Toto je vírivé elektrické pole.
Indukované emf v stacionárnom vodiči umiestnenom v striedavom magnetickom poli sa rovná práci vírivého elektrického poľa pohybujúceho náboje pozdĺž tohto vodiča.
Toki Foucault (francúzsky fyzik)
Výhody a poškodenia indukčných prúdov v masívnych vodičoch.
Kde sa používajú ferity? Prečo v nich nevznikajú vírivé prúdy?
Posilnenie naučeného materiálu
– Vysvetlite podstatu vonkajších síl pôsobiacich v stacionárnych vodičoch.
– Rozdiel medzi elektrostatickými a vírivými elektrickými poľami.
– Výhody a nevýhody Foucaultových prúdov.
– Prečo sa vo feritových jadrách nevyskytujú vírivé prúdy?
– Vypočítajte indukované emf v obvode vodiča, ak sa magnetický tok zmenil o 0,06 Wb za 0,3 s.
Riešenie. ξi= – ΔФ/Δt; ξi= – 0,06/0,3 = 0,2 V
Zhrňme si lekciu
Domáca úloha: § 12, zast. § 11, cvičenie 2 č.5,6.
- Cieľ hodiny: formulovať kvantitatívny zákon elektromagnetickej indukcie; Študenti musia pochopiť, čo je magnetická indukcia emf a čo je magnetický tok. Priebeh hodiny Kontrola domácich úloh...
- Účel lekcie: zistiť, čo spôsobuje indukované emf v pohybujúcich sa vodičoch umiestnených v konštantnom magnetickom poli; viesť študentov k záveru, že na náboje pôsobí sila...
- Účel lekcie: vytvoriť si predstavu o magnetickom poli ako druhu hmoty; rozšíriť vedomosti žiakov o magnetických interakciách. Priebeh lekcie 1. Analýza testu 2. Učenie sa nových...
- Účel lekcie: vytvoriť u študentov predstavu o elektrickom a magnetickom poli ako o jedinom celku - o elektromagnetickom poli. Postup lekcie Kontrola domácej úlohy pomocou testovania...
- Účel lekcie: zistiť, ako došlo k objavu elektromagnetickej indukcie; tvoria koncept elektromagnetickej indukcie, význam Faradayovho objavu pre modernú elektrotechniku. Priebeh lekcie 1. Analýza testu...
- Účel lekcie: vytvoriť myšlienku, že zmena sily prúdu vo vodiči vytvára vírivú vlnu, ktorá môže buď urýchliť alebo spomaliť pohyb elektrónov. Počas tried...
- Cieľ hodiny: predstaviť pojem elektromotorická sila; získať Ohmov zákon pre uzavretý okruh; vytvoriť u študentov predstavu o rozdiele medzi emf, napätím a potenciálnym rozdielom. Pokrok...
- Cieľ hodiny: oboznámiť študentov s históriou boja medzi pojmami blízkej akcie a akcie na diaľku; s nedostatkami teórií, zaviesť koncept intenzity elektrického poľa, rozvíjať schopnosť zobrazovať elektrické...
- Účel lekcie: na základe modelu kovového vodiča študovať fenomén elektrostatickej indukcie; zistiť správanie sa dielektrík v elektrostatickom poli; zaviesť pojem dielektrická konštanta. Postup v lekcii Kontrolujem si domácu úlohu...
- Účel hodiny: formovať študentom pochopenie elektrického prúdu; zvážiť podmienky potrebné na existenciu elektrického prúdu. Postup lekcie 1. Analýza testu 2. Štúdium nového materiálu...
- Účel hodiny: otestovať vedomosti študentov o študovanej téme, zlepšiť ich zručnosti pri riešení problémov rôznych typov. Priebeh vyučovacej hodiny Kontrola domácich úloh Odpovede žiakov na základe toho, čo si doma pripravili...
- Účel lekcie: zvážiť štruktúru a princíp činnosti transformátorov; poskytnúť dôkaz, že elektrický prúd by nikdy nemal také rozšírené využitie, keby naraz...
- Účel hodiny: naďalej rozvíjať u študentov jednotu oscilačných procesov rôzneho charakteru. Priebeh lekcie 1. Analýza testu. 2. Štúdium nového materiálu Pri štúdiu elektromagnetických kmitov...
- Cieľ hodiny: vytvoriť si predstavu, že magnetické polia sú tvorené nielen elektrickým prúdom, ale aj permanentnými magnetmi; zvážiť rozsah použitia permanentných magnetov. Naša planéta...
- Účel lekcie: vytvoriť predstavu o energii, ktorú má elektrický prúd vo vodiči, a o energii magnetického poľa vytvoreného prúdom. Postup lekcie Kontrola domácej úlohy pomocou testovania...
Vevcherenková A.N. učiteľ fyziky, Tobolsk
Otvorená lekcia na tému "Elektrické pole. Vodiče a dielektrika"
Trieda: 8A
Dátum: 12.09.16
Účel lekcie : Vytvárať predstavy žiakov o elektrickom poli a jeho vlastnostiach, vodičoch a dielektrikách. Precvičte si pojmy: elektrifikácia telies, elektrický náboj, interakcia nábojov, dva druhy elektrických nábojov.
Typ lekcie : kombinovaný
Forma lekcie: lekcia vzájomného učenia
Rozvinuté zručnosti : pozorovať, porovnávať, analyzovať
Plán lekcie :
Organizovanie času.
Učiteľ pozdraví žiakov. Označuje prítomných.
Pracujte na tabuli. Opakovanie
V minulej lekcii sme študovali typy nábojov a pravidlá interakcie týchto nábojov. Ponúkam vám nasledujúcu úlohu: interakcie nábojov sú nakreslené na tabuli. Je potrebné určiť „znamenie“ náboja lopty s otáznikom.
učiteľ :
Takže, chlapci, zopakovali sme dve dôležité vlastnosti elektrifikovaných telies: ako náboje odpudzujú a na rozdiel od nábojov priťahujú.
Teraz si pripomeňme, aké telo sa nazýva elektrifikované alebo čo je statická elektrina?
Dnes v triede pokračujeme v štúdiu témy elektrifikácia a aby sme zistili tému dnešnej hodiny, musíme si skontrolovať domácu úlohu. Dostali ste krížovku na doma. Pozrime sa, čo máte.
Kontrola domácich úloh. Stanovenie cieľa a cieľov lekcie.
otázky:
Z čoho pozostávajú látky?
Kinetický, vnútorný, potenciál, čo to je?
Aká hodnota bola nameraná vo verstoch za hodinu v Rusi??
Ktorý prvok je číslo tri v periodickej tabuľke??
Pomenujte zariadenie na meranie teploty.
Pomenujte tepelný proces sprevádzaný intenzívnym vyparovaním kvapaliny v celom objeme.
Pomenujte jednotku, v ktorej sa meria čas.
Vymenujte tvorcu teplotnej stupnice.
Miera zotrvačnosti a gravitácie.
Ako sa nazýva tepelný proces, pri ktorom dochádza k prechodu z plynného skupenstva do kvapalného stavu??
Z čoho sú vyrobené molekuly?
ICE znamená... vnútorné spaľovanie.
Ako sa nazýva proces reverznej kryštalizácie??
Pomenujte prvý chemický prvok v tabuľke D.I.
Pomenujte jednotku, v ktorej sa meria množstvo tepla.
Uveďte jeden príklad konvekcie vzduchu v obrovskom rozsahu?
Kľúčové slovo ELEKTRICKÉ POLE
Tieto kľúčové slová budú témou našej dnešnej lekcie. (zapíšte si tému hodiny a dátum do zošita)
Cieľ: Dnes sa v triede naučíme, čo je elektrické pole; naučiť sa rozdiel medzi vodičmi a dielektrikami; Uveďme príklady látok, ktoré sú vodičmi a nevodičmi elektriny.
Tak to viemeNabité telesá na seba pôsobia, hoci na prvý pohľad medzi nimi nie je žiadny prostredník . Pretože k elektrickej interakcii dochádza nielen vo vzduchu, ale aj vo vákuu.
Anglickí fyzici Michael Faraday a James Maxwell študovali interakciu elektrických nábojov, ktorých vidíte na obrazovke.
Závery týchto veľkých vedcov sú také, že okolo nabitých telies existuje prostredie, vďaka ktorémuelektrická interakcia . Priestor obklopujúci jeden náboj interaguje s priestorom obklopujúcim ďalší náboj a naopak.Mediátorom v tejto interakcii bude elektrické pole.
Aby ste sa dozvedeli viac o tomto špeciálnom druhu hmoty, čo sa nazýva vodiče a dielektrika, pripravil som pre vás úlohy, ktoré budete plniť v mini skupinách. Na dokončenie úlohy je vyčlenených 10 minút, po ktorých každá skupina prezentuje svoje odpovede na otázky.
Samostatná práca pomocou kariet na tému „Elektrické pole. Vodiči a nevodiči elektriny“
Skupinajaotázky:
Aké zariadenia kontrolujú prítomnosť nabitia?_______________________________
Čo je elektrické pole?___________________________________________________________
_____
Aké telesá sa nazývajú vodiče?______________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Uveďte príklady vodičov:___________________________________________
_______________________________________________________________________
SkupinaIIotázky:
Čo sú dielektrika?_________________________________________________
____________________________________________________________________
Uveďte príklady dielektrík: ______________________________________________
____________________________________________________________________
Ako sa nazývajú telesá vyrobené z dielektrika? ______________________
____________________________________________________________________
SkupinaIIIotázky :(Na zodpovedanie otázok použite internet)
Aké profesie využívajú poznatky o elektrickom poli, vodičoch a dielektrikách? ____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Ktoré univerzity vyučujú tieto profesie? _____________________________________
_________________________________________________________________________
Učenie nového materiálu
Pri odpovedaní na otázky si ostatné skupiny zapisujú hlavné body do svojich zošitov.
Naše zmysly nevnímajú elektrické pole (napríklad sa ho nemôžeme dotknúť). Ale obklopuje akékoľvek nabité telo.
Hlavnou vlastnosťou elektrického poľa je jeho schopnosť pôsobiť na elektrické náboje určitou silou.
Sila, ktorou elektrické pole pôsobí na elektrický náboj, ktorý je do neho vložený, sa nazýva elektrická sila.
Skúsenosti: chochol + ebonitová palica s kožušinou.
Urobme experiment: Nabite ebonitovú palicu trením o srsť a priveďte ju k oblaku.
Čo sa deje so sultánom? (okvetné lístky chocholu začnú byť priťahované k palici)
Prečo je chochol priťahovaný k ebonitovej tyči? (keďže na okvetných lístkoch je rozložený kladný náboj, samotná tyčinka má záporný náboj a opačné náboje sa priťahujú)
Čo môžeme povedať o pôsobení elektrického poľa v blízkosti oblaku a vo vzdialenosti od neho?
záver : V blízkosti nabitých telies je účinok poľa silnejší a keď sa od nich vzďaľujete, pole slabne.
Pásy oblakov sú umiestnené pozdĺž siločiar elektrického poľa - teda pozdĺž čiar, dotyčníc, ku ktorým sa v každom bode poľa zhoduje vektor sily pôsobiacej z poľa na náboj umiestnený v tomto bode.
Upevnenie materiálu.
Ako sa priestor obklopujúci nabité teleso líši od priestoru obklopujúceho nenabité teleso?(Existencia elektrického poľa)
Ako možno zistiť elektrické pole?(Pri zavádzaní elektrického náboja)
Ak sa nabitej kovovej gule dotknete prstom, stratí takmer všetok svoj náboj. prečo?(Keďže človek je dobrý sprievodca)
Stačí sa elektrometra jednoducho dotknúť nabitou ebonitovou tyčinkou, aby sa ihla vychýlila?(Áno)
Domáca úloha:Prečítajte si §26,27,31.
Úloha na výber:
Cvičenie 19;
Experimentálna úloha na strane 78 (výsledok opíšte do poznámkového bloku);
ESEJ na tému „Život bez elektrického poľa“;
Bibliografia:
1. Peryshkin A.V. fyzika. 8. ročník: učebnica. pre všeobecné vzdelanie inštitúcií. – 8. vyd., dod. – M.: Drop, 2006. – 191.
Predmet. Zákon elektromagnetickej indukcie
Cieľ hodiny: oboznámiť študentov so zákonom elektromagnetickej indukcie.
Typ lekcie: lekcia o učení sa nového materiálu.
PLÁN LEKCIE
Kontrola vedomostí |
1. Magnetický indukčný tok. 2. Fenomén elektromagnetickej indukcie. 3. Lenzove pravidlo. |
|
Demonštrácie |
1. Závislosť indukovaného emf od rýchlosti zmeny magnetického toku. 2. Fragmenty videofilmu „Fenomén elektromagnetickej indukcie“. |
|
Učenie nového materiálu |
1. Zákon elektromagnetickej indukcie. 2. Vírivé elektrické pole. 3. Indukčné emf v pohyblivých vodičoch. |
|
Posilnenie naučeného materiálu |
1. Kvalitatívne otázky. 2. Naučiť sa riešiť problémy. |
UČENIE NOVÉHO MATERIÁLU
Odkiaľ pochádzajú cudzie sily, ktoré pôsobia na náboje v obvode? V prípade, že vodič stojí vo vzťahu k pozorovateľovi, príčinou vzniku vonkajších síl je striedavé magnetické pole. Faktom je, že striedavé magnetické pole vytvára v okolitom priestore elektrické pole - práve toto pole pôsobí na voľné nabité častice vo vodiči. Ale generovanie elektrického poľa magnetickým poľom nastáva aj tam, kde nie je vedúci obvod a nevzniká elektrický prúd. Ako vidíme, magnetické pole môže nielen prenášať magnetické interakcie, ale môže tiež spôsobiť výskyt inej formy hmoty - elektrického poľa.
Elektrické pole generované striedavým magnetickým poľom sa však výrazne líši od poľa vytváraného nabitými časticami.
Elektrické pole vytvorené striedavým magnetickým poľom je vírové, to znamená, že jeho siločiary sú uzavreté.
Vírivé elektrické pole má niektoré vlastnosti:
1) pole sa prejavuje silovým účinkom na nabité častice, preto hlavnou charakteristikou vírivého elektrického poľa je intenzita;
2) na rozdiel od elektrostatického poľa sú čiary intenzity vírivého elektrického poľa uzavreté. Smer týchto čiar je možné určiť napríklad pomocou ľavej ruky, ako je znázornené na obrázku:
3) na rozdiel od elektrostatického poľa nie je práca vírivého elektrického poľa pozdĺž uzavretej trajektórie nulová (vírové elektrické pole je bezpotenciálne).
Uvažujme vodič dĺžky l, ktorý sa translačne pohybuje v rovnomernom magnetickom poli s indukciou rýchlosťou smerujúcou pod uhlom k čiaram magnetickej indukcie poľa.
Na elektróny pohybujúce sa spolu s vodičom v magnetickom poli pôsobí Lorentzova sila smerujúca pozdĺž vodiča. Jeho modul
kde q 0 je náboj voľnej nabitej častice. Pod vplyvom tejto sily dochádza k oddeleniu nábojov - voľné nabité častice sa presunú na jeden koniec vodiča a na druhom konci ich bude nedostatok, to znamená, že prekročia náboj opačného znamienka. . Preto je v tomto prípade vonkajšou silou Lorentzova sila. Oddelenie nábojov povedie k vzniku elektrického poľa, ktoré zabráni ďalšiemu oddeľovaniu nábojov. Tento proces sa zastaví, keď sa Lorentzova sila a sila = q 0 navzájom vyrovnajú. V dôsledku toho je vo vnútri vodiča sila elektrického poľa E = B sin a potenciálny rozdiel na koncoch vodiča je U = El = B lsin. Pretože uvažujeme o otvorenom kruhu, potenciálny rozdiel na koncoch vodiča sa rovná indukovanému emf v tomto vodiči. teda
Ak je takýto vodič skratovaný, potom bude elektrický prúd prechádzať v kruhu. Takže vodič pohybujúci sa v magnetickom poli možno považovať za druh zdroja prúdu charakterizovaného indukovaným emf.
OTÁZKY PRE ŠTUDENTOV POČAS PREZENTÁCIE NOVÉHO MATERIÁLU
Prvá úroveň
1. Prečo v stacionárnych vodičoch umiestnených v striedavom magnetickom poli vzniká indukovaný prúd?
2. Aký je dôvod vzniku indukovaného prúdu pri pohybe vodiča v konštantnom magnetickom poli?
3. Aké sú vlastnosti vírivého elektrického poľa?
Druhá úroveň
1. Aký je charakter vonkajších síl, ktoré spôsobujú vznik indukovaného prúdu v stacionárnom vodiči?
2. Prečo je zákon elektromagnetickej indukcie formulovaný pre EMP a nie pre prúd?
3. Aká je povaha indukovaného emf vo vodiči pohybujúcom sa v magnetickom poli?
KONŠTRUKCIA NAUČENÉHO MATERIÁLU
). Kvalitatívne otázky
1. Prečo niekedy vypadnú poistky pri údere blesku, aj keď je spotrebič odpojený?
2. Prečo je na detekciu indukčného prúdu lepšie vziať uzavretý vodič vo forme cievky a nie vo forme priameho drôtu?
). Naučiť sa riešiť problémy
1. Pomocou ohybných drôtov je rovný vodič dlhý 60 cm pripojený k zdroju jednosmerného prúdu s emf 12 V a vnútorným odporom 0,5 Ohm. Vodič sa pohybuje v rovnomernom magnetickom poli s indukciou 1,6 Tesla rýchlosťou 12,5 m/s kolmo na čiary magnetickej indukcie. Určte silu prúdu vo vodiči, ak je odpor vonkajšieho obvodu 2,5 ohmu.
Snímka 2
Kontrola domácich úloh
Správa o E.H. Lenze (študent pripravený)
Snímka 3
Fyzický diktát:
1. Aký je jav elektromagnetickej indukcie? 2. Za akých podmienok vzniká prúd v uzavretom vodivom obvode? 3.-4 Pokračujte vo vetách: 3. Magnetický tok povrchom plochy S je veličina... 4. Podľa Lenzovho pravidla je indukovaný prúd vznikajúci v uzavretom obvode...
Snímka 4
5. Formulujte zákon elektromagnetickej indukcie. 6. 7. 8. S N V Vodič sa pohybuje naprieč siločiarami magnetického poľa sprava doľava. Určte smer indukčného prúdu. V Určite smer vektora magnetickej indukcie a polaritu permanentného magnetu. S Určite polaritu indukčného napätia.
Snímka 5
Vírivé elektrické pole.
Kedy nastáva indukované emf? Indukované emf sa vyskytuje buď v stacionárnom vodiči umiestnenom v poli, ktoré sa mení s časom, alebo vo vodiči pohybujúcom sa v magnetickom poli, ktoré sa nemusí s časom meniť.
Snímka 6
Snímka 7
MAXWELL James Clerk (1831-79), anglický fyzik, tvorca klasickej elektrodynamiky, jeden zo zakladateľov štatistickej fyziky, organizátor a prvý riaditeľ (od roku 1871) Cavendish Laboratory. Rozvíjajúc myšlienky M. Faradaya vytvoril teóriu elektromagnetického poľa (Maxwellove rovnice); predstavil koncept posuvného prúdu, predpovedal existenciu elektromagnetických vĺn a predložil myšlienku elektromagnetickej povahy svetla. Zaviedol štatistickú distribúciu pomenovanú po ňom. Študoval viskozitu, difúziu a tepelnú vodivosť plynov. Ukázalo sa, že prstence Saturnu pozostávajú z jednotlivých telies. Pracuje na farebnom videní a kolorimetrii (Maxwellov disk), optike (Maxwellov efekt), teórii pružnosti (Maxwellova veta, Maxwell-Cremonov diagram), termodynamike, histórii fyziky atď.
Snímka 8
Magnetické pole, ktoré sa časom mení, vytvára elektrické pole
Snímka 9
Snímka 10
Práca vírivého elektrického poľa pri pohybe jedného kladného náboja pozdĺž uzavretého stacionárneho vodiča sa číselne rovná indukovanému emf v tomto vodiči.
Snímka 11
Snímka 12
Aký je rozdiel medzi vírivým elektrickým poľom a potenciálnym poľom?
Snímka 13
Jean Bernard Leon Foucault 18. september 1819, Paríž - 11. február 1868, - Francúzsky fyzik a astronóm, člen Parížskej akadémie vied Foucaultove prúdy Aplikácia indukčných pecí V mnohých prípadoch sú Foucaultove prúdy nežiaduce, preto je potrebné prijať špeciálne opatrenia prijaté na ich zníženie. Tieto prúdy spôsobujú najmä zahrievanie feromagnetických jadier transformátorov a kovových častí elektrických strojov. Na zníženie strát elektrickej energie v dôsledku výskytu vírivých prúdov sa jadrá transformátorov nevyrábajú z pevného kusu feromagnetika, ale z jednotlivých kovových dosiek, ktoré sú navzájom izolované dielektrickou vrstvou.
