Самоиндукция

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА

«Явление самоиндукции»

Тема: явление самоиндукции

Цель: изучить понятие самоиндукции

Предметные: изучить понятие самоиндукции, умения приводить примеры проявления в природе, быту, технике

Метапредметные:

Познавательные УУД: стимулировать поисковую деятельность учащихся, развивать умение анализировать и обобщать результаты исследования. Структурирование знаний по теме урока, связь с прошлым материалом. Установление причинно-следственных связей между

Личностные УУД: личностное, профессиональное, жизненное самоопределение. Применение знаний в быту, жизни.

Регулятивные УУД: контроль и оценка результатов своей деятельности.

Коммуникативные УУД: умения общаться с классом, умение работать в группах. Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками – определение цели, функций участников, способов взаимодействия

Личностные: личностное, профессиональное, жизненное самоопределение. Применение знаний в быту, жизни.

Повторение

1. Постоянный магнит вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).

Если вносить магнит в катушку с большей скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку

2. Постоянный магнит северным полюсом вносят в катушку, замкнутую на гальванометр (см. рисунок).

Если вносить магнит в катушку южным полюсом с той же скоростью, то показания гальванометра будут примерно соответствовать рисунку

3. Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит (см. рисунок), последовательно провёл опыты по наблюдению явления электромагнитной индукции. Условия проведения опытов и показания гальванометра представлены в таблице.

4. Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

1) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки.

2) При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает электрический (индукционный) ток.

3) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку.

4) Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий катушку.

5) Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий, пронизывающих катушку.

5. Две катушки надеты на железный сердечник (см. рис. 1). Через первую катушку протекает электрический ток (график зависимости силы тока I от времени t представлен на рис. 2).

Гальванометр, на который замкнута вторая катушка, зафиксирует индукционный ток

1) только в интервале времени от 0 до t₁

2) только в интервале времени от t₁ до t₂

3) только в интервале времени от t₂ до t₃

4) в интервалах времени от 0 до t₁ и от t₂ до t₃

Решение задач

1.      Прямолинейный проводник длиной 10 см расположен между полюсами подковообразного магнита перпендикулярно вектору магнитной индукции. Модуль вектора магнитной индукции равен 0,4 Тл. При пропускании по проводнику электрического тока на проводник подействовала сила Ампера 0,2 Н. Каково сопротивление проводника, если напряжение на его концах 100 В? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

2.      По проводнику протекает электрический ток (график зависимости силы тока I от времени t представлен на рисунке).

Магнитное поле вокруг проводника существует

·         1) только в интервале времени от 0 до t₁

·         2) только в интервале времени от t₁ до t₂

·         3) только в интервале времени от t₂ до t₃

·         4) в интервале времени от t₁ до t₂ и от t₂ до t₃

3.      В горизонтальном однородном магнитном поле на горизонтальных проводящих рельсах перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен горизонтальный проводник массой 4 г (см. рисунок). Расстояние между рельсами 20 см. Через проводник пропускают электрический ток силой 10 А. При каком значении магнитной индукции вес проводника станет равным нулю?

4.      Учитель на уроке, используя два параллельных провода, ключ, источник тока, соединительные провода, собрал электрическую схему для  исследования взаимодействия двух проводников с электрическим током (см. рисунок). Условия проведения опытов и наблюдаемое взаимодействие проводников представлены в таблице.

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

·         1) Параллельные проводники с электрическим током притягиваются, если токи протекают в одном направлении.

·         2) Параллельные проводники с электрическим током отталкиваются, если токи протекают в противоположных направлениях.

·         3) При увеличении расстояния между проводниками взаимодействие проводников ослабевает.

·         4) При увеличении силы тока взаимодействие проводников усиливается.

·         5) Вокруг каждого из проводников с током возникает магнитное поле.

5.      Параллельно висящему проводнику, по которому течёт электрический ток, расположили другой проводник, соединённый с источником тока. Что произойдёт с проводниками при замыкании цепи, в которую включён второй проводник?

·         1) состояние проводников не изменится

·         2) проводники притянутся друг к другу

·         3) проводники оттолкнутся друг от друга

·         4) проводники притянутся друг к другу или оттолкнутся друг от друга в зависимости от направлений токов

6.      Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рисунок), то

·         1) колебания пластины резко затухнут

·         2) частота колебаний пластины возрастёт

·         3) амплитуда колебаний пластины увеличится

·         4) пластина будет совершать обычные свободные колебания

Принцип действия индукционной плиты

В основе действия индукционной плиты лежит явление электромагнитной индукции – явление возникновения электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока через площадку, ограниченную контуром проводника. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления вектора магнитной индукции и скорости его изменения, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.

Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20–60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит: нагрев происходит быстрее, чем на газовой или обычной электрической плите, а КПД нагрева у индукционной плиты выше, чем у этих плит.

Устройство индукционной плиты: 1 – посуда с дном из ферромагнитного материала; 2 – стеклокерамическая поверхность; 3 – слой изоляции; 4 – катушка индуктивности

Индукционные плиты требуют применения металлической посуды, обладающей ферромагнитными свойствами (к посуде должен притягиваться магнит). Причём чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.

7. Скорость нагрева посуды на индукционной плите увеличивается

А. при уменьшении толщины дна посуды

Б. при увеличении частоты тока в катушке индуктивности

8. Правильным утверждением является

·         1) только А

·         2) только Б

·         3) и А, и Б

·         4) ни А, ни Б

9. Какой будет траектория движения заряженной частицы, влетающей в магнитное поле со скоростью, направленной перпендикулярно вектору индукции магнитного поля? Ответ поясните.