Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр.

8 класс

Предмет:физика

Учитель физики: Мейриева Фатима Макшариповна.

УМК: Кабардин О.Ф.. Просвещение, 2016 г.

Тема: Электромагнитная индукция.

Цели:

образовательные: познакомить учащихся с явлением электромагнитной индукции, рассказать(если есть возможность воспроизвести) об опытах Фарадея, показать, что индукционный ток появляется при изменении внешнего магнитного поля;

воспитательные: формировать коммуникативные навыки учащихся; поддерживать интерес учащихся к предмету; через исторический материал и личность ученого формировать активную жизненную позицию учащихся.

развивающие: формирование навыков работы с оборудованием; развитие логического мышления; умений анализировать, сопоставлять полученные результаты, выделять сущность явления.

Средство обучения: Ф – 8 – К, карточки, портрет М.Фарадея,

Ход урока.

1. Орг.мом.

2. Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос.

1. Что такое электрический ток и какое направление он имеет?

(Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. Он всегда направлен от «+» к «»)

1. Магнитная стрелка, находящаяся вблизи провода, по которому идет ток, поворачивается. Это происходит под действием… (Только магнитного поля)

2. Два параллельных провода с токами, протекающими в одном направлении (______). Это явление исследовал (________) (притягиваются, Ампер)

3. Проводник показанный на рис. притягивается к магниту, потому что:…(на проводник действует сила Ампера)

4. Мысленно поставьте стрелку по направлению тока. Острие укажет нужную букву.

(Помогает правило «буравчика». Если вращать рукоятку буравчика по направлению силовых линий магнитного поля, то поступательное движение буравчика ( «ввинчивается» или «вывинчивается») даст направление тока в проводнике. На рисунке получаем направление индукционного тока сверху – вниз. Нужная буква - «И»)

1. Объяснение нового материала.

Явлением электромагнитной индукции называется явление возникновения электрического тока в проводнике под действием переменного магнитного поля.

Важно, что в данном случае проводник должен быть замкнут. В начале XIX в. после опытов датского ученого Эрстеда стало ясно, что электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. После встал вопрос о том, нельзя ли получить электрический ток за счет магнитного поля, т.е. произвести обратные действия. Если электрический ток создает магнитное поле, то, наверное, и магнитное поле должно создавать электрический ток. В первой половине XIX века ученые обратились именно к таким опытам: стали искать возможность создания электрического тока за счет магнитного поля.

Опыты Фарадея

Впервые удалось достичь успех в этом (т.е. получить электрический ток за счет магнитного поля) английскому физику Майклу Фарадею. Итак, обратимся к опытам Фарадея.

Рис. 1. Опыт, аналогичный опыту Фарадея. При движении магнита в катушке, в ее цепи регистрируется электрический ток

Первая схема была довольно простой. Во – первых, М. Фарадей использовал в своих опытах катушку с большим числом витков. Катушка накоротко была присоединена к измерительному прибору, миллиамперметру (мА). Нужно сказать, что в те времена не было достаточно хороших инструментов для измерения электрического тока, поэтому пользовались необычным техническим решением: брали магнитную стрелку, располагали рядом с ней проводник, по которому протекал ток, и по отклонению магнитной стрелки судили о протекающем токе. Так вот в данном случае токи могли быть очень невелики, поэтому использовался прибор мА, т.е. тот, который измеряет маленькие токи.

Вдоль катушки М. Фарадей перемещал постоянный магнит – относительно катушки магнит двигался вверх и вниз.

Обращаем ваше внимание на то, что в этом эксперименте впервые было зафиксировано наличие электрического тока в цепи в результате изменения магнитного потока, который проходит сквозь катушку.

Фарадей обратил внимание и на тот факт, что стрелка мА отклоняется от своего нулевого значения, т.е. показывает, что в цепи существует электрический ток только тогда, когда магнит движется. Стоит только магниту остановиться, стрелка возвращается в первоначальное положение, в нулевое положение, т.е. никакого электрического тока в цепи в этом случае нет.

Вторая заслуга Фарадея – установление зависимости направления индукционного электрического тока от полярности магнита и направления его движения. Стоило Фарадею изменить полярность магнитов и пропускать магнит через катушку с большим числом витков, как тут же менялось направление индукционного тока, того, который возникает в замкнутой электрической цепи.

Т.о. мы пришли к тому, с чего начинали урок: подтвердилась гипотеза, что электрический ток возникает, когда изменяется магнитное поле.

Выводы: изменяющееся магнитное поле создает электрический ток. Направление электрического тока зависит от того, какой полюс магнита проходит в данный момент через катушку, в каком направлении движется магнит.

И еще: оказывается, на значение электрического тока влияет количество витков в катушке. Чем больше витков, тем и значение тока будет больше.

Обратимся теперь ко второму эксперименту Фарадея. В чем он заключался?

Рис. 2. Второй эксперимент по исследованию явления электромагнитной индукции

Две катушки размещались близко друг с другом. Одна катушка с большим числом витков подключалась к источнику тока, в этой цепи был ключ, который замыкал и размыкал цепь. Вторая катушка, тоже с большим числом витков, подключенная к миллиамперметру напрямую, никаких источников тока нет. Как только цепь замыкалась, миллиамперметр показывал наличие электрического тока в цепи. Как только цепь размыкалась, миллиамперметр вновь регистрировал наличие электрического тока, но направление электрического тока изменялось на противоположное. Пока цепь была замкнута, т.е. пока в цепи протекал электрический ток, миллиамперметр никакого тока в электрической цепи не регистрировал.

Выводы из экспериментов

Какие выводы были сделаны М.Фарадеем в результате этих экспериментов? 

Индукционный электрический ток появляется в замкнутой цепи только тогда, когда существует переменное магнитное поле. Причем это магнитное поле должно изменяться.

От чего зависит индукционный ток?

Если изменения магнитного поля не происходит, то не будет никакого электрического тока. Даже если магнитное поле существует. Мы можем сказать, что индукционный электрический ток прямо пропорционален, во – первых, числу витков, во – вторых, скорости магнитного поля, с которой изменяется это магнитное поле относительно витков катушки.

𝑁 – числа витков 𝓋 – скорости магнита

скорости изменения магнитного потока

величины магнитного поля магнита

Рис. 3. От чего зависит величина индукционного тока?

Для характеристики магнитного поля используется величина, которая называется магнитный поток. Она характеризует магнитное поле в целом, мы об этом будем говорить в старших классах. Сейчас отметим лишь, что именно изменение магнитного потока, т.е. числа линий магнитного поля, пронизывающих контур с током (катушку, например), приводит к возникновению в этом контуре индукционного тока.

1. Закрепление материала.

Для проверки усвоения материала учитель организует игру, в которой нужно ответить только «да» или «нет»:

1. Явление ЭМИ открыл французский физик Ампер? – нет.

2. Явление ЭМИ открыл в 1831 году английский ученый Фарадей? – да.

3. Явление ЭМИ заключается в возникновении в замкнутом контуре индукционного тока при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих контур. – да.

4. Каким бы полюсом мы не вводили магнит в катушку, стрелка гальванометра будет отклоняться в одну сторону? – нет.

5. Д ля возникновения индукционного тока безразлично, что двигать, магнит или катушку? – да.

6. В катушке будет возникать ток, если в ней будет находиться неподвижный магнит? – нет.

1. Итог урока.

2. Дом.задание: § 21, подготовить сообщение о М.Фарадее, разгадать ребус.