Урок № 7/48 Тема уроку. Явище електромагнітної індукції. - Фізика 9 клас - Середня школа - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Середня школа » Фізика 9 клас

Урок № 7/48 Тема уроку. Явище електромагнітної індукції.


Урок № 7/48
Тема уроку. Явище електромагнітної індукції.
Тип уроку: засвоєння нових знань.
Мета уроку: показати взаємозв’язок між електричним і магнітним
полями; пояснити суть явища електромагнітної індукції,
його практичне значення.
обладнання: демонстраційні гальванометри, котушка, з’єднувальні
проводи, постійні магніти, мідне кільце, лампочка від
кишенькового ліхтарика.

Хід уроку
I. Перевірка домашнього завдання
Проводиться за питаннями та вправами після параграфа під-ручника.
Фізичний диктант
Проводиться за посібником [4].
II. Постановка навчальної проблеми
Ми з’ясували, що електричний струм завжди створює в про -сторі магнітне поле. А чи немає зворотного взаємозв’язку? Чи
не можна за допомогою, наприклад, постійного магніту створити
струм у провіднику й у такий спосіб одержати нове джерело елек-тричного струму?

III. Вивчення нового матеріалу
До початку XIX ст. людству були відомі тільки хімічні дже -рела струму — гальванічні елементи. Англійський учений Майкл
Фарадей був переконаний в існуванні взаємозв’язку між різними
явищами природи. Адже можна перетворювати теплову енергію
в механічну й навпаки, електричну енергію в хімічну й навпаки.
Тому у своєму щоденнику в 1822 р. Майкл Фарадей так і записав:
«Перетворити магнетизм в електрику!» І йшов до своєї мети цілих
десять років. Як нагадування про те, над чим йому весь час слід
думати, він навіть носив у кишені магніт. І такий взаємозв’язок
був установлений.
Демонстрація 1. Усередину котушки, приєднаної до гальваноме -тра, вводимо штабовий магніт (рис. 88). Помі-чаємо відхилення стрілки гальванометра, отже,
в котушці виник електричний струм. Якщо замі-нити полюс магніту на протилежний, то стрілка
відхилиться в іншу сторону.
Звертаємо увагу на те, що коли магніт залишається нерухомим
усередині котушки, струм не виникає. Чим швидше рухається маг-ніт відносно котушки — тим більшою є сила струму. З’ясуємо, чи
обов’язково магніт повинен рухатися.
Демонстрація 2. Видозмінюємо дослід. Провіднику надаємо руху
відносно нерухомого дугоподібного магніту
(рис. 89).
N
l l l l l l l l l l l l l
5
0
5
V

Рис. 88 Рис. 89
Спостережуване явище носить назву електромагнітної індук-ції, а струм, який виникає в провіднику, називають індукційним
струмом («індукція» — наведення). У чому ж суть спостережу -ваного явища?
Відповідь на це питання надано в працях іншого англійського
вченого Дж. Максвелла. Згідно з його теорією будь-яке змінення
магнітного поля відносно провідника приводить до виникнення
електричного поля й, як наслідок, до появи струму в провіднику,
тобто електричне поле може створюватися не тільки зарядженими
тілами, а й магнітним полем, що змінюється. Таке електричне поле
називають вихровим .
Явище електромагнітної індукції лежить в основі одержання
електричного струму в промислових масштабах (сучасні генератори
струму). Струм, напрямок і сила якого періодично змінюються,
називають змінним струмом.
Демонстрація 3. Клеми двох демонстраційних магнітоелектрич-них гальванометрів з’єднують довгими дротами.
Якщо один із гальванометрів погойдувати так,
щоб його котушка коливалася, то стрілка іншого
гальванометра відхилятиметься.
Учням пропонується пояснити явище. (Котушка, починаючи
коливатися, рухається в магнітному полі, внаслідок чого виникає
індукційний струм, що й фіксує другий гальванометр.)
Демонстрація 4. Котушку зі сталевим осердям підключаємо до
джерела змінної напруги 220 В. Зверху на осер-дя опускаємо дерев’яне кільце із закріпленим на
ньому мідним дротом, кінці якого замкнені на
лампочку від кишенькового ліхтарика (рис. 90).
Лампочка світиться.
Демонстрація 5. На осердя котушки з демонстрації 4 надягаємо
мідне кільце. У разі замикання кола кільце під-скакує.
Запитання до класу
Як можна пояснити спостережуване явище? ( • Відповідь: Маг-нітне поле індукційного струму, що виникає в кільці, відштов -хує його від котушки.)
Демонстрація 6. Котушку приєднують до гальванометра. Усере -дину котушки вносять довгу водопровідну тру -бу (довжина труби 50—100 см, і розташовувати
її треба паралельно силовим лініям магнітного
поля Землі), у котушці виникає струм (рис. 91).
Якщо сильно вдарити молотком по трубі, то теж
виникне струм.
184
Запитання до класу
Як можна пояснити спостережуване явище? ( • Відповідь: Труба
діє як магніт, оскільки перебуває в магнітному полі Землі. Під
час удару міняється ступінь намагнічування труби, що при -водить до змінення магнітного поля й, як наслідок, до виник-нення струму.)
Рис. 90 Рис. 91
IV. Закріплення нового матеріалу
Бесіда
Чому іноді неподалік від місця удару блискавки можуть спра- •
цювати запобіжники в освітлювальній мережі або навіть вийти
з ладу чутливі електровимірювальні прилади?
Для дослідження стану сталевих балок, рейок на них надяга- •
ють котушку ізольованого дроту, замкнену на гальванометр,
і переміщають її вздовж балки. Якщо балка неоднорідна (має
тріщини, порожнини тощо), у гальванометрі виникає струм.
Чому?
Як виникає вихрове електричне поле? •
На столі дві однакові котушки. Одна замкнена на гальвано- •
метр, а друга розімкнена. В обидві котушки одночасно вводять
штабові магніти. Чи однакову роботу необхідно виконати для
цього?
На запитання: «За якої умови виникає індукційний струм?» — •
учень відповів: «Коли магніт рухається відносно провідника».
Чи правильно це?
Наведіть приклади практичного використання явища електро - •
магнітної індукції.
V. Домашнє завдання
1. Вивчити теоретичний матеріал уроку.
2. Додаткове завдання. Накресліть схему паралельного з’єднання
двох лампочок. Одна безпосередньо ввімкнена в коло джерела
струму, а друга — послідовно з котушкою із залізним осердям.
Опишіть, як будуть світитися лампочки у разі замикання й роз -микання кола.
Скарбничка цікавих фактів
Що трясе прилад?
Швейцарський професор Колладон також шукав зв’язок між
магнетизмом і електрикою. Одного разу він намотав дві котушки
на загальний каркас і, підключивши одну з них до джерела струму,
помітив, що в другій котушці, приєднаної лише до гальванометра,
стрілка підозріло «смикається». «Напевно, щось трясе прилад»,—
зробив висновок Колладон і відніс гальванометр у сусідню кімнату.
Тепер, замикаючи коло, він змушений був іти в іншу кімнату, щоб
подивитися на показання приладу. Зрозуміло, що бачити йому до-водилося лише вперто застиглу на нулі стрілку.
«Чи не Бог ці знаки начертав?..»
Так німецький фізик Больцман виразив свій захват, ознайо-мившись зі знаменитими рівняннями Максвелла, що описують
взаємозв’язок електричних і магнітних полів. Наводимо тільки
два з них:


Edl
d
dt
⋅=−

Φ
— рівняння електрорушійної сили;


Hdl
dN
dt
⋅= ∫
— рівняння магніторушійної сили.
Фізика й класична література
З оповідання «Тост» О. Купріна:
« и стекал двухсотый год новой эры... В продолжении послед-них тридцати лет много тысяч техников, инженеров, агрономов,
математиков, архитекторов и других ученых-специалистов само-отверженно работали над осуществлением самой вдохновенной,
самой героической идеи II века. Они решили обратить земной
шар в гигантскую электромагнитную катушку и для этого обмо-тали его с севера до юга спиралью из стального, одетого в гутта -перчу троса длиной около четырех миллиардов километров. На
обоих полюсах они воздвигли электроприемники необычайной
мощности и, наконец, соединили между собой все уголки Земли
бесчисленным множеством проводов...
Неистощимая магнитная сила Земли привела в движение все фа-брики, заводы, железные дороги и пароходы. Она осветила все ули-
цы и все дома и обогрела все жилые помещения.
Она сделала ненужным дальнейшее употребление каменного
угля, залежи которого уже давно иссякли. Она стерла с лица Земли
безобразные дымовые трубы, отравлявшие воздух. Она избавила
цветы, травы и деревья от грозившего им вымирания и истребле-ния...»
Чому такий проект не є реальним? Для того щоб виник ін -дукційний струм, необхідно, щоб магнітний потік, який прони -зує контур, змінювався. В оповіданні передбачалося закріпити
котушку з проводу нерухомо на Землі. Якби вдалося «підвісити»
котушку-кільце як супутник, то магнітне поле Землі тягнуло б її
за собою і ЕРС індукції фактично дорівнювала б нулю. До того ж
потрібно було якимось чином передавати електричну енергію
на Землю.
Елементарна неграмотність...
…турецького султана на багато років затримала електрифі -кацію Стамбула. Султан, не маючи знань із техніки, переплутав
динамомашину з динамітом, про жахливі наслідки застосування
якого багато чув, і... заборонив її установку.
Категорія: Фізика 9 клас | Додав: uthitel (21.02.2014)
Переглядів: 1790 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: