Явление электромагнитной индукции
Антонова Людмила Григорьевна, учитель физики ГБОУ СОШ № 41 г. Москвы
Цели урока:
Обучающая: установить причину возникновения индукционного тока путём демонстрации опытов Фарадея с помощью постановки опытов, а также демонстрации кинофрагментов DVD-диска телекомпании СГУ ТВ «Школьный физический эксперимент». Сформулировать определение явления электромагнитной индукции. Добиться понимания важности открытия Фарадея для науки и практических нужд.
Развивающая: добиться понимания электромагнитной индукции как явления, лежащего в основе работы генераторов, трансформаторов, спидометров и других устройств.
Воспитательная: формировать уважительное, почтительное отношение к физике, к ученым на примере материала о жизни и деятельности Майкла Фарадея. Формировать понимание учащимися значимости собственных знаний.
Оборудование урока:
Компьютер, интерактивная доска, установка для демонстрации опытов Фарадея, DVD-диск «Школьный физический эксперимент» или ресурс "Электромагнитная индукция" из раздела Физика "Школьной видеотеки Разумного".
Лабораторное оборудование: миллиамперметры, мотки с медной проволокой, дугообразные магниты.
Оформление доски:
Рисунок 1.
Рисунок 2.
Рисунок 3.
Первая часть урока – пропедевтическая
Цель: Подготовить детей к восприятию нового материала.
Вопросы классу:
1. Что является источником магнитного поля?
2. Как магнитное поле можно обнаружить?
3. Назовите силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.
4. Назовите главные характеристики магнитного поля.
5. Дайте определение магнитных линий, модуля вектора магнитной индукции и магнитного потока.
6. Определить, в каких случаях магнитный поток максимальный, равен нулю, больше нуля. < Рисунок 1>.
7. Определить, где магнитный поток нарастает, убывает. <Рисунок 2>.
Вторая часть урока – обучающая
Объяснение нового материала.
Электрический ток создаёт магнитное поле. А можно ли наоборот?
Магнитное поле порождает электрический ток?
С тех пор как в 1820 году Эрстедом было обнаружено магнитное поле вокруг проводника с током, над этой проблемой (создание магнитным полем электрического тока) работали многие ученые. Во Франции - Араго и Ампер, в Швейцарии - профессор механики Колладон, в Америке - молодой физик Джозоф Генри.
Над этой же проблемой бился английский физик Майкл Фарадей. «Превратить магнетизм в электричество» – записал он в своем дневнике в 1822 году. Почти 10 лет упорной работы потребовалось учёному для её решения. Говорят, что он, дабы не забывать о данном себе обещании, 10 лет носил в кармане магнит. 29 августа 1831 года магнетизм в электричество был превращен. Открыто явление электромагнитной индукции.
Учитель объявляет тему урока:
Явление электромагнитной индукции – величайшее открытие начала XIX века, которое привело к бурному развитию электротехники и радиотехники.
Это открытие величайшее хотя бы потому, что оно легло в основу устройства генераторов всех электростанций мира, превращающих механическую энергию в электрическую, не говоря уже о других устройствах, в принципе работы которых лежит явление электромагнитной индукции. Так в чем же заключается открытие Фарадея?
Учёный провёл серию опытов, которые и привели к открытию явления электромагнитной индукции. Повторим опыты Фарадея!
Учитель демонстрирует опыты, обращает внимание учащихся на то, что только движение магнита рождает в катушке индукционный ток, а также движение катушки, перемещение ползунка реостата, замыкание, размыкание ключа.
Учитель предлагает обратиться к доске. <Рисунок 3>.
Учитель просит назвать то общее, от чего зависит появление индукционного тока в опытах, которые внешне выглядят по-разному. А затем назвать физическую величину, которая меняясь, создает ток в катушке.
Дети должны ответить, что это магнитный поток.
Учитель формулирует, в чём состоит явление электромагнитной индукции, диктует.
Дети записывают это в тетрадях.
Рекомендуется на предыдущем уроке поручить двум ученикам подготовить доклад и презентацию о жизни и деятельности Майкла Фарадея.
Демонстрация презентации, сделанной учащимися. На усмотрение учителя может быть включена презентация. Учитель дополняет выступления ребят и ещё раз подчеркивает важность открытия явления электромагнитной индукции, так как оно легло в основу работы индукционных электромеханических генераторов и других устройств в качестве примера
Демонстрация видео-фрагмента № 5 « Модель спидометра».
Учитель предлагает ответить на следующие вопросы:
1. Почему вращается алюминиевый диск?
2. Почему по углу отклонения стрелки можно судить о скорости движения?
Учитель предлагает ребятам самостоятельно повторить один из опытов Фарадея с мотком медной проволоки и миллиамперметром и установить:
От чего зависит направление индукционного тока?
От чего зависит величина индукционного тока?
Дети под руководством учителя устанавливают, что:
Направление тока зависит от того, каким полюсом вносим магнит в катушку, то есть от направления магнитного поля.
Направление тока зависит от того, вносим магнит или выносим, то есть нарастает или убывает магнитный поток. <Рисунок 2>.
Величина индукционного тока зависит от быстроты движения магнита, то есть скорости изменения магнитного потока.
Демонстрация видео-фрагмента № 2 «Закон электромагнитной индукции»
(закон электромагнитной индукции пока не формулируем!)
Дополнительно о направлении индукционного тока:
Видеофрагмент 3 «Правило Ленца» и демонстрация (опыт с алюминиевым коромыслом). Учитель сообщает, что явление электромагнитной индукции будет более углубленно изучаться в 11-м классе.
Третья часть урока – закрепляющая
Учитель демонстрирует видео-фрагмент №1 «Примеры явления электромагнитной индукции»
Вопросы классу:
1. С какой целью Фарадей ставил опыты?
2. Почему не удалось сделать открытие швейцарскому физику Колладону?
3. Что необходимо изменить, чтобы в катушке появился индукционный ток?
4. От чего зависит направление индукционного тока?
5. От чего зависит величина индукционного тока?
6. В чём заключается явление электромагнитной индукции?
7. Почему ток называют индукционным?
8. В чём важность и величие открытия Фарадея?
9. Назовите устройства, в основе работы которых лежит явление электромагнитной индукции?
Домашнее задание
Параграф 49, упражнение 39.
Для желающих: сделать сообщение о жизни и деятельности Джеймса Максвелла.
Примерное распределение времени урока
1. Организационный момент 1–2 мин.
2. Повторение 7–15 мин.
3. Новый материал 20–25 мин.
4. Домашнее задание 1–2 мин.
Дидактическое обеспечение
1. Перышкин А.П., Гутник Е. М. Физика: Учебник 9 класс. – М.: Дрофа,2006.
2. Томилин А. Рассказы об электричестве. «Детская литература», – М.: Детская литература,
1987.
3. Майкл Фарадей// Физика в школе. 2006. № 4.
4. DVD-диск "Школьный физический эксперимент. Электромагнитная индукция" –М.: Телекомпания СГУ ТВ.
или альбом "Электромагнитная индукция" ресурса "Школьная видеотека Разумного"