Цель: показать практическое применение закона электромагнит­ной индукции. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I . Организационный момент

II . Повторение изученного

Какое явление называют электромагнитной индукцией?

Чем отличается электрическое поле, порождаемое магнитным полем, от электростатического поля?

– Почему в неподвижном проводящем контуре, находящемся в магнитном поле, появляется индукционный ток?

– Может ли вызвать ток в неподвижной катушке магнитная сила Лоренца, действующая в ней на свободные электроны со сто­роны магнитного поля магнита?

– С помощью какого закона можно найти силу индукционного тока?

III . Анализ экспериментов

Объясните эксперименты:

Эксперимент 1

Изготовленную из медного провода толщиной 0,5-1 мм катушку,из 30-50 витков, диаметром 50 см, подключите к гальванометру де­монстрационного вольтметра. Расположите катушку перпендику­лярно к плоскости магнитного меридиана и к магнитным линиям магнитного поля. Затем поверните на пол-оборота. Гальванометр отмечает ток. Поверните еще на пол-оборота – гальванометр отмеча­ет ток другого направления. Почему? (Ответ: В витках возникает ток под действием магнитного поля Земли.)

Эксперимент 2

Возьмите проводник длиной 10 м, сложите его вдвое и сделайте катушку диаметром 4-5 см. Подключите концы обмотки к гальвано­метру и вводите внутрь нее магнит. Стрелка находится в покое. Объ­ясните наблюдаемое явление. (Ответ: В каждой части возникает ЭДС, но ЭДС одной части равно и противоположно по направлению ЭДС другой. Тока в катушке нет.)

Эксперимент 3

Основную обмотку дроссельной катушки присоедините к гальва­нометру демонстрационного амперметра.

Почему при внесении внутрь катушки водопроводной трубы воз­никает ток?

Поверните трубу с катушку на 180°. Гальванометр обнаруживает ток. Почему?

Ударьте достаточно сильно молотком по концу трубы. Почему в момент удара возникает ток?

Переверните трубу с катушкой и вновь ударьте. Почему гальва­нометр отмечает в последнем случае большой ток?

( Ответ: В первом опыте труба действует как магнит, поскольку она находится в магнитном поле Земли. Во втором – поворот вызы­вает перемагничивание ее в поле Земли, что приводит к изменению магнитного поля около катушки и к возникновению индукционного тока. При ударе увеличивается степень намагничивания трубы. В результате наблюдается изменение магнитного поля, которое приво­дит к возникновению тока. При перемагничивании в процессе удара наблюдается большое изменение магнитного поля, что приводит к возникновению большого тока.)

IV . Изучение нового материала

В генераторе переменного тока механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию переменного тока. Состоит генератор из индуктора (электромагнита или магнита, создающего магнитное поле), якоря (обмотки, в которой возникает ЭДС). Его действие основано на явлении электромагнитной индукции.

Пусть магнит вращается вокруг рамки с постоянной частотой v . За время t он совершает N = v t оборотов. Каждому обороту соот­ветствует 360° или In . За все время магнит повернется на угол:

Рамка будет пронизываться магнитным потоком:

Из-за постоянного изменения угла пронизывающий рамку маг­нитный поток тоже меняется.

Если подключить устройство, потребляющее энергию, то:

BS osm ( cot + l_Q ) .

В рассмотренной модели вращающейся частью (ротором) был магнит, а неподвижной частью (статором) – рамка. Но может быть и наоборот: рамка – якорь генератора, статор – магнит. Причиной по­явления тока будет действие на электроны, движущиеся вместе с рамкой магнитной силы Лоренца. Аналогичным образом устроен и генератор постоянного тока.

V . Закрепление материала

– Что представляет собой генератор переменного тока?

– Опишите его устройство и принцип действия. Далее решение задач № 979-980.

VI . Подведение итогов урока

Домашнее задание

§ 60