Цель: ознакомить учащихся с явлением электромагнитной индукции. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.
Ход урока
I . Организационный момент
II . Актуализация знаний
Фронтальный опрос.
– В чем заключается гипотеза Ампера?
– Что такое магнитная проницаемость?
– Какие вещества называют пара- и диамагнетиками?
– Что такое ферромагнетики?
– Что такое ферриты?
– Где применяются ферриты?
– Откуда известно, что вокруг Земли существует магнитное поле?
– Где находится Северный и Южный магнитные полюса Земли?
– Какие процессы происходят в магнитосфере Земли?
– Какова причина существования магнитного поля у Земли?
2. Анализ экспериментов.
Эксперимент 1
Магнитную стрелку на подставке поднесли к нижнему, а затем к верхнему концу штатива. Почему стрелка поворачивается к нижнему концу штатива с любой стороны южным полюсом, а к верхнему концу – северным концом? (Все железные предметы находятся в магнитном поле Земли. Под действием этого поля они намагничиваются, причем нижняя часть предмета обнаруживает северный магнитный полюс, а верхняя – южный.)
Эксперимент 2
В большой корковой пробке сделайте небольшой желобок для куска проволоки. Пробку опустите в воду, а сверху положите проволоку, располагая ее по параллели. При этом проволока вместе с пробкой поворачивается и устанавливается по меридиану. Почему? {Проволока была намагничена и устанавливается в поле Земли как магнитная стрелка.)
III . Изучение нового материала
Между движущимися электрическими зарядами действуют магнитные силы. Магнитные взаимодействия описываются на основе представления о магнитном поле, существующем вокруг движущихся электрических зарядов. Электрические и магнитные поля порождаются одними и теми же источниками – электрическими зарядами. Можно предположить, что между ними есть связь.
В 1831 г. М. Фарадей подтвердил этот экспериментально. Он открыл явление электромагнитной индукции.
Эксперимент 1
Гальванометр подсоединяем к катушке, и будем выдвигать из нее постоянный магнит. Наблюдаем отклонение стрелки гальванометра, появился ток (индукционный).
Ток в проводнике возникает, когда проводник оказывается в области действия переменного магнитного поля.
Переменное магнитное поле Фарадей представлял как изменение числа силовых линий, пронизывающих поверхность, ограниченную данным контуром. Это число зависит от индукции В магнитного поля, от площади контура S и его ориентации в данном поле.
Ф = BS cos a – магнитный поток. Ф [Вб] Вебер.
Индукционный ток может иметь разные направления, которые зависят от того, убывает или возрастает магнитный поток, пронизывающий контур. Правило, позволяющее определить направление индукционного тока, было сформулировано в 1833 г. Э. X . Ленцем.
Эксперимент 2
В легкое алюминиевое кольцо вдвигаем постоянный магнит. Кольцо отталкивается от него, а при выдвигании притягивается к магниту.
Результат не зависит от полярности магнита. Отталкивание и притягивание объясняется возникновением в нем индукционного тока.
При вдвигании магнита магнитный поток через кольцо возрастает: отталкивание кольца при этом показывает, что индукционный ток в нем имеет такое направление, при котором вектор индукции его магнитного поля противоположен по направлению вектору индукции внешнего магнитного поля.
Правило Ленца:
Индукционный ток имеет всегда такое направление, что его магнитное поле препятствует любым изменениям магнитного потока, вызывающим появление индукционного тока.
VI . Подведение итогов урока
Домашнее задание
§ 57-58-59 Упражнение 27