Урок по физике на тему"Самоиндукция" (9 класс)

Тема: Самоиндукция Цель: Ввести понятие самоиндукции, показать с помощью опыта особенности явления               самоиндукции: замедленное нарастание силы тока в ветви, содержащей катушку при              замыкании цепи. Оборудование: источник тока, катушка индуктивности, реостат, 2 лампочки,                                             конденсатор, ключ, соединительные провода Мотивация познавательной деятельности Основополагающий вопрос, на который учащиеся должны ответить в конце урока: ­Можно ли выключать подачу электроэнергии в крупном цехе общим рубильником, если  работает много станков? Ход урока I.Проверка домашнего задания 1.Фронтальный опрос.  Как найти силу, действующую на движущийся заряд со стороны магнитного поля?   Как определить направление силы Лоренца?  Как найти напряжение или ЭДС на концах проводника длиной L движущемся в                магнитном поле, перпендикулярно силовым линиям?  Чему равна сила тока, если цепь замкнута?  В чём заключается явление электромагнитной индукции?  Что такое индукционный ток?  Как читается закон электромагнитной индукции Фарадея­Максвелла?  Как формулируется правило Ленца?  Как определить направление индукционного тока? 2. Проверка решения домашних задач II.Изучение нового материала Демонстрация опыта Из опыта видна основная особенность явления : замедленное нарастание силы тока в  ветви, содержащей катушку, при замыкании цепи. Напряжение при параллельном  соединении одинаково(накал лампочек при помощи реостата устанавливался  одинаковым).Возникает проблемная ситуация.  Какая физическая причина могла вызвать задержку нарастания силы тока в  ветви с  катушкой? ­    ЭДС источника и сопротивление цепи не меняются, то причиной может быть  ЭДС индукции, возникающая на короткое время после замыкания и имеющая знак,  противоположный знаку ЭДС источника тока.  Общее условие возникновения ЭДС индукции в замкнутом контуре?            ­ Если по проволочному контуру течёт ток, то поверхность пронизывается                постоянным собственным потоком.  Как же создается изменяющийся магнитный поток?  ­ Электрическим током.  Каким же в данном случае? ­Током в цепи после замыкания.  Как возникает ЭДС индукции? ­После замыкания цепи, ток не сразу достигает своего значения, поэтому в первое  время магнитный поток, пронизывающий катушку, возрастает и в ней появляется  ЭДС индукции. По правилу Ленца ЭДС индукции имеет такой знак, чтобы  препятствовать нарастанию тока. Поэтому лампочка загорается не сразу.  Если катушку убрать, возникнет ли ЭДС индукции при замыкании цепи? ­Магнитный поток и без катушки будет пронизывать контур и при этом  изменяться. ЭДС индукции должна возникнуть.  Почему не видно запаздывания в загорании лампочки с реостатом? ­ ЭДС индукции мала ε=­∆Ф/∆t=­L∆I/∆t Токи самоиндукции при замыкании и размыкании цепи­ экстратоки (extra­сверх)  Экстратоки наблюдаются в виде дуги при размыкании проводов, находящихся под  напряжением. Чем больше индуктивность, тем больше  ЭДС самоиндукции и ток  размыкания. Собираем схему При размыкании ключа лампа вспыхивает ярче. При размыкании идёт ток обратного  направления. На поставленный вопрос отвечаем  Нельзя выключать общий рубильник, если работает много станков. Надо сначала  выключить станки, иначе экстраток размыкания может убить выключающего. II.Закрепление 1.Определение самоиндукции (явление возникновения ЭДС в контуре при изменении в  нём силы тока) 2.Почему при замыкании цепи сила тока не нарастает мгновенно?(По правилу Ленца  возникает индукционный ток, который создаёт индукцию, направленную против  внешней индукции .Полярность ЭДС индукции включена встречно ЭДС внешнего источника ,и  оно препятствует нарастанию силы тока через катушку). При размыкании возникает ток самоиндукции  направленный в ту же сторону ,в  которою протекал ток в цепи до её размыкания. Магнитный поток поддерживается  без изменения ЭДС самоиндукции. 3.Чему равна ЭДС самоиндукции?( ε=­∆Ф/∆t=­L∆I/∆t,знак «­» означает, что  наведённый ток препятствует наводящему изменению силы тока). Процесс самоиндукции задерживает увеличение и уменьшение тока, приводит к  искажениям информации. Самоиндукция –частный случай электромагнитной индукции. Часто встречается при работе электрических машин, в различных радиотехнических  устройствах. 4.Задача найти величину ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м,  перемещающемся в однородном магнитном поле с индукцией 8 мТ со скоростью 5 м/с  под углом 30º к вектору магнитной индукции.  Дано:                                  Решение: L=0,25м                                          ε =VBLsina                B=8мT=8*10­3Т                           ε =0,25м*8*10­3Т *5м/с*1/2=5*10­3В =5мВ                         V=5м/с a=30º                                                                                                         ε =? III. Домашнее задание. §34  Задача  Какой величины ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита с  индуктивностью 0,4 Г при равномерном изменении силы тока в ней на 5 А за 0,02с.? IV.Подведение итога урока. Результативность: Получен ответ на основополагающий вопрос. Осуществлена мотивация познавательной деятельности.  Учащиеся  познакомились с понятием  «явление самоиндукции», с помощью опыта  установили особенности этого явления, были получены ответы на проблемные вопросы.