Конспект урока по физике "Явление электромагнитной индукции"

Предмет, класс

физика, 9 класс (вечерняя школа)

УМК

1. Программа «Физика 7-9 классы», авторы Е.М. Гутник, А.В. Перышкин, опубликована в сборнике «Программы для общеобразовательных учреждений. Физика. Астрономия. 7 –11 кл./ Сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин, В.А. Орлов -: 2-е изд., стереотип. М.: Дрофа, 2009», стр.108 –111.

2. Физика. 9 кл. Учебник для общеобразоват. учеб. заведений/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник /– М.: Дрофа, 2009

Тема урока

Явление электромагнитной индукции

Тип урока

Урок усвоения новых знаний

Оборудование

1. Мультимедийная установка.

2. Магнитная стрелка, катушка – моток, источник тока, модель генератора.

3. Набор по электричеству.

4. На столах обучающихся: катушка-моток, полосовые магниты, подковообразные магниты, миллиамперметр, амперметр, металлическое кольцо, пластмассовое кольцо, лист с вопросами.

5. Физика. 9 кл. Учебник для общеобразоват. учеб. заведений/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник /– М.: Дрофа, 2009

6. Задания для работы в паре (приложение №1)

7. Лист самоконтроля (приложение№2)

Формы работы на уроке

Фронтальная, групповая, индивидуальная.

Технология

Технология проблемно-диалогического обучения (Мельникова Е.Л.), ИКТ

Методы

Частично-поисковый

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Примечание

Время. мин

Орг. момент

Учитель обеспечивает нормальную обстановку на уроке: наличие необходимого оборудования, документации, психологический настрой.

Учитель привлекает внимание обучающихся к предстоящей учебной деятельности.

- Сегодня мы «совершим открытие», которое в первой половине 19 века вызвало появление и бурное развитие электротехники и радиотехники.

Подготовка к занятию.

Слайд 1

1 мин

Актуализация опорных знаний

- Перед Вами магнитная стрелка. Как привести ее во вращение?

Учитель демонстрирует вращение магнитной стрелки под действием магнита.

- Может ли привести в движение магнитную стрелку катушка с медным проводом?

- Что используем для получения тока?

Учитель демонстрирует опыт действия магнитного поля катушки с током на магнитную стрелку.

- Не забывайте, что источник питания создает электрическое поле, под действием которого свободные электроны, всегда имеющиеся в проводнике, приходят в направленное движение.

- Почему катушка с током действует на магнитную стрелку на расстоянии?

На слайде 2 появляется надпись:

Катушка с током Магнитное поле Маг. стрелка

- 1822г. французский физик и астроном Араго заметил, что колеблющаяся около положения равновесия магнитная стрелка быстро останавливается, если она находится в футляре из меди, тогда как без медного футляра ее качания долго не прекращаются.

- Что вас удивило?

Обучающиеся высказываются:

- Магнитная стрелка начнет вращаться, если к ней поднести магнит.

- Катушка приведет в движение магнитную стрелку, если по ней протекает электрический ток.

- Для получения тока используем источник питания.

- Катушка с током создает вокруг себя магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку.

- Медный футляр-это не магнит, тока по нему не пропускают, а он действует на магнитную стрелку и даже останавливает ее.

Слайд 2

+ Слайд 2

3 мин

Постановка проблемы

Учитель начинает фразы:

- Итак, мы знаем, из описания Араго, что…

- С другой стороны мы знаем из курса физики:

1. Медный футляр сможет подействовать на стрелку только в том случае…

Электрический ток создает…

2. Для создания тока в свою очередь необходимо электрическое поле, которое создается источником питания (или источником тока).

- Однако мы ничего не знаем об источнике тока в данной ситуации.

На слайде 3 каждый элемент цепочки появляется после щелчка мышью за счет анимации:

? Э.П. Э.Т. М.П. маг. стрелка

- Что легче обнаружить: появление поля или появление тока?

- На какой вопрос мы будем отвечать сегодня?

Обучающиеся продолжают фразы:

- что медный футляр действует на магнитную стрелку, колебания стрелки прекращаются;

- если по нему пойдет электрический ток.

- магнитное поле, которое действует на стрелку.

- Электрический ток можно обнаружить, пользуясь приборами.

Что является источником тока в медном футляре?

Слайд 3

3мин

Открытие нового знания

- Какие есть предложения?

Учитель организует обсуждение:

Возможные подсказки:

- Во времена Араго существовали привычные для нас источники питания?

- Вспомните, что магнитная стрелка - это маленький магнит.

- Что же может быть причиной возникновения тока?

- Попытайтесь сформулировать тему урока

С помощью учителя выбирают тему урока.

- Записываем тему урока: «Получение Э.Т. с помощью М.П.»

- Какова цель урока? (учитель обращает внимание на тему урока)

Записывает на доске:

Цель: М.П. Э.Т.

- Какие задачи необходимо решить для достижения нашей цели?

Учитель помогает формулировать задачи и фиксирует на доске:

1. Создать магнитное поле.

2. Выбрать приборы, в которых получим Э.Т.

3. Зарегистрировать ток.

4. Объяснить причину возникновения тока.

Учитель организует экспериментальную проверку решения проблемы.

- Как создать магнитное поле?

- Магнитная стрелка обладает слабым магнитным полем.

- Какой способ создания магнитного поля самый простой?

- Выберите прибор, в котором получим Э.Т. Сразу предупреждаю, что медного футляра у нас нет, чем можно заменить? (на столе лежат алюминиевое кольцо, пластмассовое кольцо, катушка-моток)

- Как осуществим регистрацию появившегося тока?

- Мы не знаем величину силы тока, в лаборатории есть миллиамперметры для регистрации малых токов.

Учитель предлагает поработать в парах на рабочем месте.

- Вы работаете в парах, параллельно с экспериментом отвечаете на вопросы, ответы записываете на листе с вопросами.

Вопросы на листе:

- Каков оптимальный набор приборов в вашем эксперименте?

- В каком случае наблюдаем возникновение электрического тока?

- Каковы показания прибора?

- Какой ток вы создали: постоянный или меняющийся?

Учитель организует обсуждение результатов эксперимента по вопросам:

- Обсудим результаты эксперимента.

Если никто из обучающихся не обратит внимание на возникновение тока при движении катушки относительно магнита, учитель предлагает:

- Проверьте, возникает ли ток при движении катушки относительно магнита.

Возможно, кто-то из обучающихся обратит внимание, что ток в цепи существует только во время движения магнита относительно катушки. Если никто не заметит этого, учитель задает вопрос:

- Будет ли возникать ток, если магнит оставить неподвижным в катушке. Проверьте экспериментально.

Учитель добавляет:

- Электрический ток назвали индукционным (наведенным),

наведенным (чем?)...

- Итак, сделаем вывод из эксперимента: что необходимо для возникновения индукционного тока?

- Какие слова или части слов (корень слова) нужно включить в название открытого нами явления?

- Название «открытого» нами явления - электромагнитная индукция.

- Запишем уточненную тему урока (пишет на доске):

«Явление электромагнитной индукции»

На слайде 4 появляется тема

- Мы не являемся первооткрывателями в этом вопросе, стр. 163 учебника.

- Чей упорный труд решил проблему получения индукционного тока с помощью магнитного поля?

- И решал ее долгих 10 лет, задачу, с которой вы справились за несколько минут. Историю вопроса открытия электромагнитной индукции и ответ на вопрос «Почему так долго?» предлагаю обсудить на индивидуальной консультации.

Учитель обращает внимание на задачи урока:

- Разберемся с причиной возникновения явления

- Магнит создает неоднородное магнитное поле. Картина магнитного поля изображена на слайде. Магнит приближается к катушке северным или южным полюсом, изобразите два положения катушки в магнитном поле.

Учитель выборочно проверяет рисунки обучающихся и демонстрирует слайд 6 с правильным ответом:

Вопрос появляется на слайде:

- Что же происходит с магнитным потоком, проходящим сквозь катушку, при приближении магнита к катушке?

- Итак, причина возникновения индукционного тока – это изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутую катушку.

- Чтобы убедиться, что наш вывод верен, вспомните, при каком условии ток в катушке не возникает?

- Обратите внимание - магнитное поле есть, но оно не изменяется, и электрического тока нет.

-- Найдите в учебнике текст, подтверждающий наши выводы о явлении электромагнитной индукции (стр. 165).

Обучающиеся высказываются:

- Нужно повторить эксперимент.

- Батареек во времена Араго не было, значит источник тока какой-то необычный.

- Значит, магнитная стрелка создает магнитное поле.

- Причиной возникновения тока может быть магнитное поле.

Обучающиеся предлагают различные варианты темы урока: «Электрический ток и магнитное поле», «Получение Э.Т. с помощью магнитного поля» и.т.д.

Обучающиеся пишут тему урока в тетрадь.

Цель: Получить электрический ток с помощью магнитного поля.

Обучающиеся принимают участие в обсуждении и с помощью учителя формулируют задачи:

1. Создать магнитное поле.

2. Выбрать приборы, в которых получим Э.Т.

3. Зарегистрировать появление тока.

4. Объяснить причину возникновения тока.

Обучающиеся отвечают:

- Создать магнитное поле можно с помощью проводника или катушки с током, постоянным магнитом, магнитной стрелкой.

- Создать магнитное поле с помощью постоянного магнита.

- Для опыта выбираем катушку с медным проводом.

- Регистрацию тока можно осуществить с помощью лампы, амперметра.

Обучающиеся выбирают приборы и получают Э.Т.

Во время работы отвечают на предложенные вопросы (вопросы записаны на листе и розданы вместе с приборами).

Возможный вариант ответа:

- Катушка, соединительные провода, миллиамперметр, магнит.

- Наблюдаем возникновение тока при введении и выведении магнита в катушку.

- Величина тока постоянно меняется, стрелка меняет направление.

- Мы создали меняющийся ток.

Обучающиеся отвечают на вопросы о ходе эксперимента.

- Во время движения катушки относительно магнита в цепи появляется ток

Обучающиеся проверяют и уточняют:

- Если магнит оставить неподвижным в катушке, то ток не возникает.

Обучающиеся дополняют:

- Магнитным полем.

- Для возникновения индукционного тока необходимо движение магнита относительно катушки или наоборот.

- Электрический ток, магнит, индукционный…

Обучающиеся записывают тему в тетрадь.

Обучающиеся работают с учебником.

- Задачу «Превратить магнетизм в электричество» поставил пред собой английский ученый Майкл Фарадей в 1822 году.

!!??? Так долго

Обучающиеся выполняют рисунок в тетради.

Обучающиеся отвечают:

- При приближении к катушке магнита проходящий сквозь катушку магнитный поток увеличивается.

- Ток не возникает, если магнит ввести в катушку и оставить его там.

Обучающиеся зачитывают текст:

- При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока. В этом заключается явление электромагнитной индукции.

Учитель помогает в решении проблемы

Учитель пишет тему на доске

Учитель организует работу в парах.

Слайд 4

+ Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

+ Слайд 6

14мин

Этап первичного закрепления

- Мы решили все поставленные перед нами задачи, а теперь закрепим «новые знания» и рассмотрим, как явление электромагнитной индукции используется в технике.

1. Одновременно с Фарадеем и независимо от него опыты «по превращению магнетизма в электричество» проводили и другие физики. В одном из случаев опыт состоял в следующем: концы катушки замыкались на гальванометр (прибор для измерения силы тока), который был вынесен в соседнюю комнату. Исследователь вдвигал магнит в катушку и шел смотреть показания гальванометра – стрелка оставалась неподвижной. В чем была ошибка в постановке опыта?

2. Верна ли фраза «В любом замкнутом контуре с помощью магнитного поля можно получить индукционный электрический ток»?

3.Практическое использование явления электромагнитной индукции от электротехники до радиотехники.

- Предлагаю провести первичное знакомство с практическим применением явления (слайды).

- Более полное знакомство с практическим использованием явления произойдет на следующих групповых и индивидуальных консультациях, обращайте внимание на интересную информацию, размещенную в кабинете.

- Переход из комнаты в комнату занимал определенное время, стрелка прибора успевала возвратиться в нулевое положение. Стрелка отклонялась только в момент движения магнита.

Фраза неверна, только меняющееся относительно замкнутого контура магнитное поле создает ток.

Обучающиеся комментируют, с какими устройствами они встречались в жизни.

Слайд 7,8,9

4мин

Этап самостоят-ой работы

Учитель просит (с учетом оперативной обстановки) некоторые пары пересесть, чтобы в паре были обучающиеся с примерно равными учебными возможностями.

- Самостоятельная работа с самопроверкой и самооценкой. Результаты своей работы оцените и внесете в лист самоконтроля.

- Предлагаю создать индукционный ток в несколько измененных ситуациях. Проведение эксперимента дает дополнительные баллы. Ответы записать в тетрадь. После выполнения задания по образцам провести самопроверку и самооценку.

Учитель выдает карточки с заданием. Каждой паре дается свое задание (приложение 1). После выполнения раздает лист самоконтроля, карточку с правильным ответом и критерии оценки.

Задание №1-2 (репродукция) дается обучающимся с низкими учебными возможностями

Задание №3-4 дается обучающимся

со средними учебными возможностями

Задания №5 дается обучающимся со средними (учитель может дать 1 подсказку) и высокими учебными способностями.

Обучающимся, выполнившим задание по карточке, предлагается обратить внимание на слайд, где размещены два задания на повторение, связанные с предыдущим материалом. Ответы записывают в тетрадь.

Слайд 10

10мин

Повторение

Рис.1 Рис.2 Рис.3

1. На каких рисунках изображено однородное магнитное поле? (1балл)

2. В каких случаях возникает индукционный электрический ток (1 балл) и почему (1 балл)? В скобках указаны критерии оценки.

Возможные варианты ответа:

1. Однородное магнитное поле изображено на рис.1-2

2. Индукционный ток возникает

в случаях 2 и 3, потому что изменяется (уменьшается) магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур.

Слайд11

2 мин

Этап подведения итогов

Подведем итог нашей работы.

- Какое было затруднение?

- Что мы провели, чтобы разрешить проблему?

- Какой получили результат?

- Какие цели были поставлены?

- Соответствует ли результат цели?

- Сегодня первое занятие по теме «Электромагнитная индукция». На занятии вы использовали ваш жизненный и практический опыт.

- Эксперимент позволил нам обнаружить новый способ получения тока. Но ток может возникнуть только при наличии электрического поля, значит, можно предположить, что мы сегодня нашли новый необычный для нас источник электрического поля, это меняющееся магнитное поле.

- Действительно, не все в этом явлении лежит на поверхности, не все так просто, как получилось у нас.

- Явление электромагнитной индукции открыто

М. Фарадеем в 1831г., а механизм возникновения индукционного тока был раскрыт только в 1865г.

Д. Максвеллом.

- Следующие этапы нашей работы – это закрепление, расширение и использование знаний (3 занятия): выполним лабораторную работу (выясним, что влияет на величину и направление тока); обсудим как «трудится» явление электромагнитной индукции в электромеханическом индукционном генераторе, трансформаторе, познакомимся с механизмом возникновения индукционного тока.

- И разрешим, наконец-то, проблему с магнитной стрелкой в опыте Араго.

- А это уже новая проблема, которую попытаемся разрешить на следующем занятии.

- Обратите внимание, на стенде размещена дополнительная информация: о жизни М. Фарадея; об использовании явления в работе дефектоскопа, индукционной плавильной печи, индукционной бытовой печи и.т.д.

- Окончательная оценка каждому обучающемуся будет выставлена после проверки учителем листов самоконтроля, самостоятельной работы и задач со слайда.

Благодарю за работу!

Обучающиеся участвуют в беседе по подведению итогов занятия.

Обучающиеся, вспоминая начало занятия (сами или с помощью подсказок учителя), приходят к заключению:

- Колеблющаяся около положения равновесия магнитная стрелка своим магнитным полем «создала» электрический ток в медном футляре, однако сама остановилась.

Учитель обращает внимание на цель и задачи (на доске) и вместе с учениками подводит итоги урока.

Слайд 12

+ Слайд12

3 мин

Текст задания

Образец возможного ответа, критерии оценки

Задание №1

Как получить индукционный ток, не двигая магнит и катушку.

С-кусок стали. Опишите способы получения индукционного тока

С

Образец возможного ответа:

1. Приближать кусок стали к полюсам магнита.

2. Удалять кусок стали от полюсов магнита.

Критерии: Каждый способ получения тока - 1 балл.

Проведение эксперимента – 2 балла.

Задание №2

Два одинаковых подковообразных магнита сложите противоположными полюсами. На один из магнитов наденьте катушку, концы которой присоедините к миллиамперметру. Опишите способы получения индукционного тока.

Образец возможного ответа:

1. Оторвать один магнит от другого.

2. Приблизить один магнит к другому.

3. Перемещать катушку вдоль магнитов.

Критерии: Каждый способ получения тока - 1 балл.

Проведение эксперимента – 2 балла.

Задание №3 (оборудование на столе учителя)

На рисунке изображен опыт Фарадея по наблюдению явления электромагнитной индукции. При замыкании ключа в узкой катушке А возникает ток. При этом в катушке С, подключенной к амперметру, в момент замыкания электрической цепи фиксируется электрический ток. Опишите, какие изменения можно внести в проведение данного опыта, чтобы в большой катушке амперметр зафиксировал электрический ток противоположного направления.

Образец возможного ответа:

1. Перевернуть узкую катушку.

2. Поменять полярность подключения источника тока.

3. Разомкнуть ключ.

Критерии: Каждый способ изменения с цепи - 1 балла.

Проведение эксперимента – 2 балла.

Задание №4

Для получения индукционного тока используем два подковообразных магнита, катушку-моток, миллиампер. Опишите способы получения индукционного тока, используя все приборы одновременно.

.

Образец возможного ответа:

Катушку надеть на магнит.

Присоединить концы катушки к миллиамперметру.

Два подковообразных магнита сложить противоположными полюсами.

1. Приблизить один магнит к другому.

2. Оторвать один магнит от другого.

3. Перемещать катушку вдоль магнитов.

Критерии: Каждый способ получения тока - 1 балл.

Проведение эксперимента – 2 балла.

Задание №5 (оборудование на столе учителя)

На рисунке изображен опыт Фарадея по наблюдению явления электромагнитной индукции. В каких случаях в катушке, подключенной к амперметру, фиксируется электрический ток. Опишите все возможные способы.

Образец возможного ответа:

1. При замкнутом ключе перемещение маленькой катушки относительно большой катушки.

2. При замкнутом ключе перемещение большой катушки относительно маленькой катушки.

3. Замыкание ключа при неподвижных катушках относительно друг друга.

4. Размыкание ключа при неподвижных катушках относительно друг друга.

5. Смена полярности подключения источника тока.

Критерии: Каждый способ получения тока 1 балла.

Проведение эксперимента – 2 балла.

№

Что оценивается

Кол-во баллов

Самооценка

Оценка учителя

1

Выполнение задания № Смотри критерии в задании.

2

Ответы на вопросы со слайда:

1.На каких рисунках изображено однородное магнитное поле?

2.В каких случаях возникает индукционный электрический ток?

3.Почему возникает ток?

3

1

1

1

3

Работа в паре в течение урока:

ставил цель

2

помогал собирать установку

1

отвечал на вопросы

2

смотрел, как работают другие

0

участвовал в обсуждении результатов

1

4

«Помощь» жизненного опыта в изучении темы:

использовал при ответах

1

использовал во время эксперимента

1

кое-что знал, но не использовал

0

впервые слышал

0

5

Высказал необычное суждение, которое отметил учитель

2

ИТОГО:

Оцени свою работу на уроке!







Я умею проводить опыты Фарадея

Я знаю, при каких условиях возникает индукционный тока в катушке, т.е. что надо делать, чтобы получить ток

Я знаю, почему его назвали индукционным током

Я знаю причину возникновения индукционного тока

Я знаю, как важно явление электромагнитной индукции в технике