Урок з фізики для 11-го класу: "Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції"

№п/п

Назва

Уміння, ставлення учнів та навчальні ресурси:

Ключові компетентності:

1.

Математична

- застосовування математичних методів для опису, дослідження фізичних явищ і процесів, розв’язування фізичних задач, опрацювання та оцінювання результатів експерименту.

2.

Природнича

- вміння пояснювати природні явища і технологічні процеси;

- використання знань з фізики для вирішення завдань, пов'язаних із реальними об'єктами природи і техніки;

- здатність, за допомогою фізичних методів самостійно чи в групі досліджувати природу;

- відповідальність  за ощадне використання природних ресурсів;

- готовність до вирішення проблем, пов’язаних зі станом довкілля;

- оцінка значення фізики та технологій для формування цілісної наукової картини світу, сталого розвитку.

Навчальні ресурси: навчальні проекти, конструкторські завдання.

3.

Інформаційно-цифрова

- використання сучасних цифрових технологій і пристроїв для вивчення фізичних явищ, для обробки результатів експериментів, моделювання фізичних явищ і процесів;

4.

Ініціативність і підприємливість

- уміння застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проектної, конструкторської та винахідницької діяльності, для вирішення життєвих проблем, пов’язаних із матеріальними й енергетичними ресурсами;

- прогнозувати вплив фізики на розвиток технологій, нових напрямів підприємництва;

- оцінювати можливість застосування набутих знань з фізики в майбутній професійній діяльності, для ефективного вирішення повсякденних проблем;

- оцінювати власні здібності щодо вибору майбутньої професії, пов’язаною з фізикою чи технікою;

- економно й ефективно використовувати сучасну техніку, матеріальні ресурси;

5.

Обізнаність і самовираження

- використання знань з фізики під час реалізації власних творчих ідей;

- усвідомлення гармонійної взаємодії людини і природи.

Предметні компетентності:

(суть розкривається в наскрізних змістових лініях)

1) уміння планувати, підготувати, спостерігати експеримент;

2) уміння вимірювати фізичні величини та обробляти результати експерименту;

3)уміння інтерпретувати результати експерименту.

1

"Екологічна безпека та сталий розвиток"

-    використовувати знання, отриманні на уроках фізики, для вирішення проблем довкілля;

-   визначати причинно-наслідкові зв’язки впливу сучасного виробництва, життєдіяльності людини на довкілля;

-   бути готовим брати участь у природоохоронних заходах, грамотній утилізації побутових відходів.

2

"Громадянська відповідальність"

-  працювати в команді, приймати виважені рішення, що сприятимуть вирішенню науково-технологічних, економічних, соціальних чи інших проблем сучасного суспільства.

3

"Здоров’я і безпека"

•          застосовувати набуті знання та навички для збереження власного здоров’я та здоров’я інших;
•          дотримуватися правил безпеки життєдіяльності під час виконання навчальних експериментів, у надзвичайних ситуаціях природного чи техногенного характеру;
•          оцінювати позитивний потенціал та ризики використання надбань фізики, техніки і технологій для добробуту людини і безпеки суспільства та довкілля.

4

"Підприємливість та фінансова грамотність"

-  застосовувати фізичні знання для генерування ідей та ініціатив щодо проектної, конструкторської й винахідницької діяльності, для вирішення життєвих проблем, пов’язаних із матеріальними та енергетичними ресурсами.

Зміст уроку

Час, хв

Прийоми і методи

І. Організаційний етап. Актуалізація опорних знань. Постановка навчальної проблеми.

5

Питання класу. Фронтальна бесіда з елементами демонстрації.

II. Організація вивчення матеріалу.

30

Розповідь вчителя, бесіда; демонстрація дослідів (виконання експериментальних завдань); спостереження й аналіз, виділення головного; записи на дошці і у зошитах. Конструювання найпростіших джерел електричного струму.

III. Закріплення нового матеріалу. Рефлексія.

5

Питання класу. Розв'язування якісних задач.  Бесіда.

IV. Домашнє завдання. Підведення підсумків уроку.

5

Коментар учителя; записи в зошитах та в щоденниках.

Явище електромагнітної індукції – це виникнення електричного струму в провідному контурі, який або розміщено нерухомо в змінному магнітному полі, або переміщається в постійному полі так, що кількість ліній магнітної індукції, які перетинають контур, змінюється.

Струм, який виникає під час явища електромагнітної індукції, називають індукційним.

Струм виникає лише під час відносного руху магніту і провідника!

Дослід

Спостереження

1. Вставити один з полюсів постійного магніту всередину котушки. Зафіксувати зміну стану стрілки гальванометра.

Стрілка гальванометра відхиляється в певному напрямку, що свідчить про виникнення струму всередині провідника.

2. Вийняти магніт з котушки. Спостерігати за рухом стрілки.

Стрілка рухається у зворотному напрямі.

3. Повторити досліди 1 і 2, змінивши швидкість руху магніту всередині котушки.

Фіксуємо зміну числового значення індукційного струму.

4. Повторити досліди 1 і 2, вставляючи до котушки два магніти. Змінити полюси магнітів на протилежні.

Фіксуємо зміну числового значення індукційного струму.

5. Вставити магніт в котушку і залишити його у спокої.

Спостерігаємо, що стрілка залишається в початковому положенні при припиненні руху магніту.

6. Зафіксувати магніт за допомогою штатива і повторити досліди 1 і 2, рухаючи котушку відносно нерухомого магніту.

Фіксуємо зміну напряму та числового значення індукційного струму.

7. Беремо ще одну котушку (соленоїд), яку під’єднаємо до джерела живлення і поставимо на першу котушку

У момент замикання кола соленоїда стрілка гальванометра відхилиться, тобто під час зміни магнітного поля соленоїда котушкою проходить електричний струм.

8. Увімкнути в коло соленоїда реостат і ним змінювати силу струму в колі.

Переконатися, що під час зменшення або збільшення струму в колі соленоїда, у котушці виникатиме струм різних напрямів.

Змінне магнітне поле супроводжується виникненням у навколишньому просторі індукційного електричного поля.

(висновок Дж. Максвела)

ЕРС індукції в замкнутому контурі дорівнює модулю швидкості зміни  магнітного потоку, що пронизує цей контур.

Якщо ж контур складається з N однакових витків, то: .

Або ж: .

Рухомий провідник у магнітному полі можна розглядати Як своєрідне джерело струму. Тому ЕРC індукції рахуємо за виразом:

.

Індукційний струм у замкнутому контурі завжди має такий напрямок, що створене ним магнітне поле намагається скомпенсувати зміну магнітного потоку, що зумовило цей струм.

Чому магнітні полюси котушки чи контуру міняються місцями?

Чому закон електромагнітної індукції формулюється не для сили струму, а для ЕРС індукції?

Чому в законі електромагнітної індукції стоїть знак «мінус»?

Чому магнітне поле індукційного струму в контурі протидіє магнітному полю, що створює індукційний струм?

Чому електричне поле, створене змінним магнітним полем, не таке, як електростатичне поле, створене нерухомими електричними зарядами?

Чому виникають ЕРС індукції й індукційний струм у котушці, в якій іде змінний струм?

Чому ЕРС індукції під час руху провідника в магнітному полі має «магнітне походження»?

Чому в обох випадках отримання індукційного струму значення ЕРС індукції хоча і визначається тим самим законом, але має різне походження?

Чому, переміщуючи постійний магніт відносно котушки, замкнутої на гальванометр, можна отримати слабкий та сильний індукційний струм?