Конспект урока физики в 9 классе: "Электромагнитная индукция"

Тема урока: «Электромагнитная индукция».   Цель: изучить физические особенности явления электомагнитной индукции  Задачи: Образовательные: сформировать понятия: электомагнитная индукция, индукционный ток  Развивающие: Развитие компетенций: формировать   у   учащихся   умение   выделять   главное   и   существенное   в   излагаемом     разными     способами   материале, развитие познавательных интересов и способностей школьников при выявлении сути процессов. Воспитательные: воспитывать трудолюбие, точность  и четкость при ответе, умение видеть физику вокруг себя. Приборы и материалы: гальванометр, катушка, магнит, соединительные провода, модель телеграфа, модель  трансформатора.Ход урока. Деятельность учителя Цели этапа:   включить учащихся в учебную деятельность;  определить содержательные рамки урока. Добрый день. Садитесь, пожалуйста. Цели этапа:  Этапы урока I Организационный этап II. Этап  постановки  целей и задач  урока.  Актуализация  знаний III. Этап изучения новых   знаний   и способов деятельности.     организовать коммуникативное взаимодействие, в ходе  которого выявляется и фиксируется отличительное свойство  задания, вызвавшего затруднение в учебной деятельности;  согласовать цель и тему урока СЛАЙД 1 Сегодня на уроке мы продолжаем изучать магнитные явления. Будем знакомиться с  новым явлением, которое лежит в основе работы источников переменного тока. Но  вначале нам необходимо вспомнить основные понятия, которые будут нам  необходимы. Проверим тест. Цели этапа:  организовать коммуникативное взаимодействие для построения  нового способа действия, устраняющего причину выявленного  затруднения; зафиксировать новый способ действия в знаковой, вербальной  форме и с помощью эталона. Деятельность в учащихся Ученики   тетрадях записывают тему урока Отвечают   на вопросы СЛАЙД 2 До начала XIX в. человечество знало только химические источники тока —  гальванические элементы. Английский ученый Майкл Фарадей был убежден в  существовании взаимосвязи между различными явлениями природы. Магнитные и  электрические поля связаны друг с другом. Эл. ток способен вызывать появление  магнитного поля. А не может ли магнитное поле создать электрический ток? Эту  задачу пытались решить многие ученые в начале 19 века. Но первый решающий вклад в открытии ЭМ взаимодействий был сделан Майклом Фарадеем. Ведь можно  Записывают, внимательно слушают, задают вопросыпреобразовывать тепловую энергию в механическую и наоборот, электрическую в  химическую и наоборот. Поэтому в своем дневнике в 1822 г. Майкл Фарадей так и  записал: «Превратить магнетизм в электричество!» И шел к своей цели целых десять  лет. Как напоминание о том, над чем ему все время следует думать, он даже носил в  кармане магнит. И такая взаимосвязь была установлена. Опыты Фарадея .Просмотр фильма .  Анализ полученных результатов, выводы. (Систематизация знаний) Вопросы к фильму: СЛАЙД 3 Запишите определение 1. Что было общего во всех четырёх опытах Фарадея? СЛАЙД 4 2. Когда возникает ток в катушке? Индукционный ток в катушке возникает при перемещении постоянного магнита относительно катушки; 3. Отчего зависит направление индукционного тока?  Направления магнитных линий и Характера изменения магнитного потока Для себя!!! Еще от: направления движения катушки, сердечника, магнита. От величины изменения силы тока в цепи. От количества витков в катушке. 4. Отчего зависит величина индукционного тока?  Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока: чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше сила индукционного тока. 5. В чем заключается явление электромагнитной индукции?СЛАЙД 5 – записать определение Электромагнитная индукция ­ это явление возникновения индукционного тока в катушке   при   любом   изменении   магнитного   поля,   пронизывающего   площадь   его витков. 6. Где и для чего можно применить это  явление? СЛАЙД 6 Генераторы электрической энергии ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ!!! СЛАЙД 7 под запись: Магнитным потоком через поверхность площадью S называют величину, равную  произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла  между векторами В и n. СЛАЙД 8 Магнитный поток пропорционален числу линий магнитной индукции,  пронизывающих поверхность площадью S. Магнитный поток характеризует распределение магнитного поля по поверхности ,  ограниченной контуром. СЛАЙД 9 Магнитный поток в 1Вб создается однородным магнитным полем с индукцией 1Тл  через поверхность площадью 1м2, расположенной перпендикулярно вектору  магнитной индукции.СЛАЙД 10­12 V.Этап закрепления нового материала Цель этапа:   Проверить свое умение применять новое учебное содержание в типовых условиях на основе сопоставления своего решения с эталоном для самопроверки. Открытие электромагнитной индукции принадлежит к числу самых замечательных  научных достижений первой половины XIX века. Оно вызвало появление и бурное  развитие электротехники и радиотехники. Электромагнитная индукция используется в современной технике: детекторы металла, электродинамический микрофон, в поездах  на магнитных подушках, в бытовых микроволновых СВЧ­печах,  считывание видео и  аудиоинформации с магнитных лент. Прежде всего возникает электрический телеграф. Первый электромагнитный телеграф был изобретен русским изобретателем П. Л. Шиллингом в 1832 г.  Телеграф Шиллинга состоял из передающего и принимающего устройств, соединенных несколькими проводами. В приемном аппарате имелось шесть так называемых  мультипликаторов. Каждый мультипликатор представлял собой проволочную  катушку, внутри которой находилась магнитная стрелка, подвешенная на нити. К нити  вне катушки прикреплялась еще одна магнитная стрелка, направление полюсов  которой было противоположным направлению полюсов первой стрелки. Такая система называется астатической, она употребляется для того, чтобы исключить действие на  стрелки магнитного поля Земли. Помимо этого, к каждой нити был прикреплен  кружок, стороны которого были окрашены в черный и белый цвета.Когда в катушку мупьтипликатора поступал электрический ток определенного  направления, то на стрелку, находящуюся внутри катушки, действовала пара сил.  Стрелка поворачивалась, вместе с ней поворачивался и кружок, показывая белую или  черную сторону. На приемном аппарате находилось шесть мультипликаторов,  соединенных проводниками с передающими аппаратами :  Передающий аппарат имел соответствующее число клавишей и источник  электрического тока ­ гальваническую батарею. При нажатии определенной клавиши  ток посылался по проводам в соответствующий мультипликатор, в котором стрелки и  кружок поворачивались в нужном направлении. Таким образом осуществлялась  передача сигналов. Из сочетания черных и белых кружков была разработана условная  азбука.  Телеграф Шиллинга употреблялся для практических целей. С его помощью  осуществлялась связь между Зимним дворцом и зданием министерства путей  сообщения в Петербурге.  Вскоре появились и другие телеграфные аппараты, отличающиеся от аппарата  Шинлинга. В 1837 г. американец Морзе сконструировал более удобный телеграфный  аппарат.  В телеграфе Морзе при замыкании ключа электрический ток поступал в обмотку  электромагнита, который притягивал висящий маятник с закрепленным на конце  карандашом, При этом конец карандаша касался бумажной ленты, непрерывно  передвигающейся с помощью специального механизма в горизонтальном направлении  перпендикулярно плоскости качания маятника.  3амыкание ключа на короткое время давало на бумажной ленте изображение точки, а  на более длительное ­ тире. С помощью комбинаций точек и тире Морзе разработал  специальный телеграфный код ­ азбуку Морзе.  В 1844 г. Морзе построил первую телеграфную линию в Америке между Вашингтоном  и Балтиморой Уже в 30­х гг. XIX в. появляются изобретения различных электродвигателей. Первый  электродвигатель, применяемый для практических целей, был изобретен в 1834 г.  петербургским академиком Б. С. Якоби (1801 ­ 1874). В 1838 г. этот двигатель былприменен для приведения в движение лодки, которая плавала по Неве со скоростью 2  км/ч.  Предлагались и другие конструкции электрических двигателей. Однако, так же как и  двигатель Якоби, они были неудобны для практики и не получали широкого  применения. Только во второй половине XIX в. в результате работ ряда ученых и  изобретателей появился электродвигатель, который начал широко применяться в  технике.  Одновременно с электродвигателем начались попытки конструирования генераторов  электрического тока. Первые практически пригодные генераторы электрического тока также появились только во второй половине XIX в. Фарадей первым сконструировал несовершенную модель генератора электрического  тока, превращающего механическую энергию вращения в ток, состоящую из медного  диска, вращающегося между полюсами сильного магнита. Зафиксированный  гальванометром ток был слаб, но было сделано самое важное: найден принцип  построения генератор тока.  Электромагнитная индукция используется в различных технических устройствах и  приборах.  Трансформатор – это устройство, применяемое для повышения или понижения  переменного напряжения. Устройство трансформатора: магнито – мягкий стальной сердечник, на который  надеты две катушки с проволочными обмотками. Первичная обмотка – подключается  к источнику переменного напряжения, вторичная обмотка – подключается к нагрузке. ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ!!! СЛАЙД 13­15 1. Магнитный поток через квадратную проволочную рамку со стороной  5 см, плоскость которой перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного  поля, равен      0,1м Вб.Каков модуль вектора магнитной индукции поля? ( Ответ:40 мТл) 2. Какова величина  магнитного потока, пронизывающего плоскую поверхность  площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность: а) перпендикулярна  вектору индукции поля; б) расположена под углом 450 к вектору индукции; в)   расположена под углом 300 к вектору индукции? (Ответ: 2 мВб, 1,4 мВб; 1 мВб) 3. Металлический стержень  длиной  0,5 м равномерно вращается вокруг одного из его  концов в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной к  линиям поля.  Какова ЭДС  индукции поля, если магнитная индукция поля 0,2 Тл, а угловая скорость вращения стержня  50 рад/с? (Ответ: 1,25 В) Цели этапа:      зафиксировать новое содержание, изученное на уроке; оценить собственную деятельность на уроке; поблагодарить одноклассников, которые помогли  получить результат урока; зафиксировать неразрешённые затруднения как направления будущей учебной  деятельности; Ответы учащихся   по желанию VI. Рефлексия. СЛАЙД 16 Что получилось? Что не получилось? Что вызвало затруднение? На что нужно обратить внимание в первую очередь? Как вы оцениваете свою работу на уроке в целом? Сегодня на уроке мы с вами изучили явление электромагнитной индукции и условия его возникновения; • рассмотрели историю вопроса о связи магнитного поля и электрического; • • показали   причинно­следственные   связи   при   наблюдении   явления электромагнитной индукции, т.е. превратили магнетизм в электричество, и теперь мы с вами   знаем,   что   электрический   ток   порождает   магнитное   поле,   а   переменное магнитное поле порождает электрический ток Любопытный факт.Почти одновременно с Фарадеем швейцарский физик Колладон также пытался получить электрический ток с помощью  магнита. При работе он пользовался гальванометром, легкая магнитная стрелка которого помещалась внутри катушки  прибора. Чтобы магнит не оказывал непосредственного влияния на стрелку, концы катушки, в которую Колладон вдвигал магнит, надеясь получить в ней ток, были выведены в соседнюю комнату и там присоединены к гальванометру. Вдвинув  магнит в катушку, Колладон шел в эту комнату и с огорчением убеждался, что гальванометр показывает нуль. Стоило бы  ему все время наблюдать за гальванометром и попросить кого­нибудь заняться магнитом, замечательное открытие было  бы сделано. Но этого не случилось. Покоящийся относительно катушки магнит мог лежать преспокойно внутри нее сотни  лет, не вызывая в катушке тока.