Урок: №13  ЯВИЩЕ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ.

                                                      ДОСЛІДИ ФАРАДЕЯ.    9 клас                       Слайд 1

Учень/учениця

Знаннєвий компонент:

розуміє механізми магнітної взаємодії, електромагнітної індукції, магнітної левітації;

матеріальність магнітного поля, гіпотезу Ампера;

володіє поняттям, формулює визначення фізичної величини (індукція магнітного поля) та її одиниці;

пояснює досліди Ерстеда, Фарадея, принцип дії електромагніту, електродвигуна, електровимірювальних приладів;

знає прояви магнітного поля Землі.

Діяльнісний компонент:

застосовує формулу сили Ампера під час розв’язування задач різних типів;

графічно зображає магнітне поле;

визначає напрямки індукції магнітного поля, сили Ампера, індукційного струму;

складає електромагніт.

Ціннісний компонент:

оцінює значення магнітного поля Землі для життєдіяльності організмів;

оцінює важливість, переваги та недоліки розвитку різних напрямків електроенергетики; роль видатних учених у розвитку знань про електромагнетизм.

Мета: Показати взаємозв’язок між електричним і магнітним полями; пояснити суть явища електромагнітної індукції, його практичне значення.

 Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання: комп’ютер, гальванометр, котушки, постійний магніт, реостат, джерело постійного струму, кільця.

Хід уроку

На уроці ми познайомимося з дуже важливим явищем, пов'язаним з магнітним полем і з геніальним вченим, автором  цього явища Майклом Фарадеєм.

1. Актуалізація опорних знань. 

 Але перш, ніж приступити до нової теми пригадаємо,  що ви засвоїли на попередніх уроках.

Пограємось: якщо висловлювання вірне, ви піднімаєте руку.

1. Існує магніт тільки з південним полюсом. (Ні)
2. Лінії магнітного поля починаються на північному полюсі магніту та закінчуються на південному. (Ні)
3. Різнойменні полюси 2-х магнітів відштовхуються. (Ні)
4. Феромагнетики – це речовини, що послаблюють магнітне поле. (Ні)
5. Кожен атом є мікромагнітом. (Так)
6. Північний кінець стрілки компаса вказує на південний магнітний полюс Землі.(Так)

ТЕСТИ перевірка засвоєних знань /7 хв./ (Комп’ютер).

2.         Мотивація навчальної діяльності.

 Пригадайте, які ви знаєте джерела електричного струму? (Пристрої, що роз’єднують електричні заряди і перетворюють різні види енергії в електричну.) (Гальванічний елемент, електрофорна машина, акумулятор, генератор). 

Показати роботу генератора: загоряється лампочка і механічна енергія перетворюється в електричну. А тепер уявляємо, що людство не використовує генератори для отримання електричної енергії. До початку ХІХ ст. людству були відомі тільки хімічні джерела струму – гальванічні елементи.

  Явище, яке вивчаємо сьогодні на уроці безпосередньо пов’язано з виробленням та перетворенням електричної енергії в тих масштабах, які є сьогодні, воно дозволяє нам користуватися тими зручностями, які нам дає використання електричної енергії (генератор). Тому тема уроку: «Явище електромагнітної індукції.»(учні записують у зошиті) і план  уроку ви бачите на дошці.

План уроку

1.      Відкриття електромагнітної індукції.
2.      Досліди, що пояснюють суть явища електромагнітної індукції.
3.      Застосування явища електромагнітної індукції.

                            Вивчення нового матеріалу.                                                    Слайд 3

  В 1820 р. Ерстед виявив навколо провідника зі струмом магнітне поле. Електричний струм завжди створює в просторі магнітне поле. А чи немає зворотного зв’язку? Чи  можна за допомогою постійного магніту створити струм у провіднику, й у такий спосіб одержати нове джерело електричного струму? Попробуємо разом на уроці вирішити цю проблему.

Вчені поставили перед собою  задачу: чи може магнітне поле створити (породити )  електричний струм?  Це завдання ставлять перед собою Араго і Ампер у Парижі, Колладон в Швейцарії, але вони незабаром вирішили, що ця справа безнадійна.

Англійський фізик-експериментатор Майкл Фарадей ставить також перед собою задачу: «Перетворити магнетизм в електрику». Фарадей ішов до своєї мети цілих десять років. Як нагадування про те, над чим йому весь час слід думати, він навіть носив у кишені магніт і моток дроту. У вільний час він по-різному згинав дротину і міркував, що станеться при тому чи іншому розміщенні магніту і провідника.

Демонстрація.  Всередину котушки, вводимо  приєднаної до гальванометра,              Слайд 4

штабовий магніт. Помічаємо відхилення стрілки гальванометра, отже, в котушці виник  струм . Якщо замінити полюс магніту на протилежний , то стрілка відхилиться в протилежну сторону.

1. Чому відхилялась стрілка гальванометра?

Висновок 1. В котушці  під час руху магніту виникає електричний струм ( в нерухомому замкненому контурі при зміні магнітного поля виникає електричний струм).

2. Якщо рухати котушку, а магніт залишити в спокої, то струм також виникає?

Висновок 2. Електричний струм виникає в замкненому контурі, що рухається в  магнітному полі.

Дослід №1. Чому виникає індукційний струм в  колі під час руху котушки?          Слайд 5

Висновок: індукційний струм виникає в нерухомій котушці при зміні магнітного поля іншої котушки (немає різниці, що є джерелом змінного магнітного поля: рухома котушка зі струмом чи магніт, що рухається)

                                                                                 Слайд 6

Дослід №2. Якщо до котушки приєднати реостат і змінювати в ній силу струму, то в іншій (приєднаній до гальванометра)виникне індукційний струм. Чому? Якщо до котушки приєднати реостат і змінювати в ній силу струму, то навколо неї виникає змінне магнітне поле, яке створює індукційний струм.

Приблизно такі ж досліди проводив Фарадей і 29 серпня 1831 року відкрив явище електромагнітної індукції.                                                                                Слайд 7

 Індукційний струм - електричний струм, що  виникає в замкненому провіднику під дією змінного магнітного поля. Явище породження в просторі електричного поля змінним магнітним полем називають явищем електромагнітної індукції.

Слайд 8

Дослід №3.Зависання кільця в змінному магнітному полі. Поясніть явище, яке спостерігаєте. Якщо котушку підключити до джерела змінного струму, в просторі навколо неї виникає змінне магнітне поле, в кільці індукується струм і магнітне поле котушки взаємодіє з магнітним полем кільця.

 У чому ж суть цього явища?

 Відповідь на це питання надано в працях іншого англійського вченого Дж. Максвелла. Згідно з його теорією будь-яка зміна магнітного поля відносно провідника приводить до виникнення електричного поля  й, як наслідок, до появи струму в провіднику. Тобто електричне поле може створюватись не тільки зарядженими тілами, а й магнітним полем, що змінюється. Таке поле називається вихровим. Лінії, що зображають це поле, не мають ні початку, ні кінця.

Таким чином, Дж. Максвелл сформулював закон електромагнітної індукції: сила струму, індукованого в замкненому провіднику, пропорційна швидкості зміни магнітного поля, в якому знаходиться провідник.

Яке практичне використання може мати явище електромагнітної індукції?

Слайд 9

На цьому явищі ґрунтується дія найрізноманітніших пристроїв і машин. Електрична енергія в побуті, промисловості, тощо, виробляється за допомогою генератора. Головний принцип дії генератора полягає в тому, що провідники рухаються в магнітному полі або навпаки – магнітне поле змінюється відносно нерухомого провідника. Кількість ліній магнітного поля, що пронизують контур, необхідно, щоб постійно змінювалась.

Генератори мають практично таку саму будову, що й електродвигуни. Але за принципом дії генератор – це електричний двигун «навпаки»

Це явище використовується в трансформаторах, які призначені для передачі електроенергії на відстань.

Сьогодні створено багато пристроїв і машин без яких ми не уявляємо життя Значення відкриття явища електромагнітної індукції можна виразити словами Гельмгольца: «Поки люди будуть користуватись благами електрики, вони будуть пам’ятати ім’я Фарадея.»

                                                                                                                                        Слайд 10

Земля – величезний магніт, навколо якого існує магнітне поле. Магнітне поле Землі, простягається на відстані 70-80 тис. км у напрямку на Сонце і на багато млн. км - в протилежну сторону. Якщо в  магнітосферу Землі вторгається безліч заряджених часток (що утворилися під час спалахів на Сонці) магнітне поле Землі змінюється  - магнітна буря.

ІV. Закріплення нового матеріалу.

Фізкульт-хвилинка: Умови розминки: ви - компас, ваше обличчя - вказує завжди на північ, потилицю - на південь.

Коли кажу магнітні бурі - ви починаєте гойдатися і крутити головою:тричі вправо, тричі вліво /повторити п’ять разів/.

Бесіда за питаннями:                                                                                                                              Слайд 11

1. Чому виникають магнітні бурі?

2. Стрічковий магніт по черзі підносять до суцільного та розрізаного алюмінієвих     кілець. Одне з кілець реагує на піднесення магніту, а інше – ні. Яке з кілець реагує і чому?

3.Чому іноді неподалік від місця удару блискавки можуть спрацьовувати запобіжники в освітлювальній мережі .

V. Підсумок уроку

Яку проблему ми ставили на початку уроку? (Перетворити магнетизм в електрику)

На уроці ми: ознайомилися з явищем…                    

автором явища є …

суть явища полягає в тому, що …                              

Слайд 12

VI. Домашнє завдання: §­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________________