Конспект урока по физике в 9 классе на тему «Явление электромагнитной индукции»

Стерлитамакский районный отдел образования













Конспект урока по физике

в 9-ом классе на тему:

«Явление электромагнитной индукции»

посвященный к 220-летию со дня рождения М.Фарадея.



                                                          Подготовила учитель физики МБОУ СОШ                                                                                                                  с.Новофедоровское Ишемгулова Х.А.















2011-2012 уч.г.



Урок- игра. Следствие ведут знатоки.

Форма урока: детективное расследование физического явления, основанное на знании раннее изученных тем.

Цели  урока: повторить и закрепить в игровой форме материал изученной темы «Явление электромагнитной индукции», находить дополнительный материал по данной теме.

Формировать и развивать аналитические, исследовательские, вычислительные, эксперементальные навыки; умения  находить и принимать решения; состязательности; умения адаптироваться в изменяющихся условиях, заданных игрой, умению общаться , установлению контактов, получать удовольствие от общения с партнерами, учиться создавать особую эмоциональную среду



Приборы и материалы: гальванометр, катушка большая и маленькая, полосовой магнит, ключ, источник тока, проволочный контур, большой дугообразный магнит, универсальный трансформатор, магнитопровод, якорь, кольцо штатива, железный стержень.

      ОРГАНИЗАЦИЯ УРОКА. Создается 4 оперативные группы. Некоторым обучающимся заранее дается темы для выступлений. Назначается дежурный по штабу.

В ходе урока учитель оценивает групповое и индивидуальное выступления и раздает жетоны.

Ход урока.

Дежурный по оперативному штабу делает сообщение:

Сегодня в штабе расследуем физическое явление – явление электромагнитной индукции. 

В тетрадях записать число, тему.

Слайд № 1.

Оперативным группам дежурный  ставит вопросы:

1. В чем заключается явление электромагнитной индукции. 

Ответ: При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий  в течении всего процесса изменения магнитного потока.

Дежурный по штабу:

2. Кто виновен в появлении этого физического  явления?

Выступление 1-ого ученика I группы. Ученики в тетрадях делают краткий конспект.

Слайд № 2

      Майкл Фарадей родился в 1791 году в Англии в городе Ньювингтон  в семье кузнеца. Он был выходцем из бедной семьи и по большей части, самоучкой.  Свое образование он получил  в начальной школе. Будучи в четырнадцать лет учеником переплетчика и продавца книг, он воспользовался представившейся ему возможностью много заниматься чтением. Когда ему исполнилось двадцать лет, он начал посещать лекции знаменитого английского ученого Гемфри Дэви и был от них в восторге. Он написал Дэви письмо и в конце концов получил место его ассистента. После путешествия  с Дэви по Франции, Италии и Швецарии он делает уже важнейшие самостоятельные открытия. Хотя ему не хватало хорошей математической основы, он был непревзойденным физиком-экспериментатором. Фарадей сделал свое первое важное изобретение в области электричества в 1821 году.

          В 1824г. Фарадей избирается членом Лондонского королевского общества. Это было признанием его как ученого. Через год Фарадей становится директором лаборатории, а в 1827г. занимает должность профессора в Королевском институте.

         В 1831г. открыл явление электромагнитной индукции.

        Постепенно Фарадей отказывался от многих обязанностей, стремясь отдать все свои силы только научным исследованиям. 

       Фарадей изучал электролиз и установил законы этого явления, исследовал диэлектрические свойства вещества.

В 1845г.он открыл вращение плоскости поляризации света в магнитном поле и явления диа- и парамагнетизма.

       Фарадей был не только талантлив, он был красив, его научные лекции пользовались большим успехом. Тем не менее это был скромный человек, безразличный к славе, деньгам, почестям. Он отказался от дворянского рыцарского звания и также отказался стать президентом Британского королевского общества. У него была долгая и счастливая супружеская жизнь, но не было детей. Он умер в 1867 году неподалеку от Лондона.

Дежурный оперативного штаба задает вопрос:

3. Каковы основные мотивы появления явления        

  электромагнитной индукции. 

Выступление 2-ого ученика II группы.

         Около 1800 года Вольта изобрел «Вольтов столб» - источник постоянного тока. В 1820 году Эрстед открыл действие тока на магнитную стрелку. Несколькими месяцами позже Ампер, проделав  аналогичный опыт, установил, что два параллельных проводника, по которым идет ток в одном направлении, притягиваются друг другу и отталкиваются, если токи имеют противоположные направления. Им же были исследованы свойства соленоида и создан прибор, названный гальванометром. В дальнейшем Ампер обнаружил взаимодействие соленоидов и подметил сходство их с магнитами.

       В этот же период Араго открыл явление намагничивания железа током  и построил первый электромагнит.

       Эта эпоха больших открытий находится в непосредственной связи с бурным прогрессом в промышленности  в период начального развития и утверждения капитализма после победы над феодальным, застойным способом производства. Резко увеличилась потребность в более совершенной технике, производства, транспорта, связи. Живейший интерес среди ученых этой эпохи встречает каждое новое открытие  в области электричества.

         Плеяда первоклассных ученых, профессоров лучших университетов Европы занимаются исследованием и решением совершенно новых проблем и шаг зашагом проникают в неведомый мир электрических явлений и законов строения материи.

Дежурный ставит следующий вопрос:

4.Какова основная версия произошедшего?

Выступление 3-его ученика III группы.

Слайд №3, 4.

 Историческая справка об открытии 

М. Фарадеем явления электромагнитной  индукции.

   Фарадей и сам проводил много опытов и  был убежден, что должен существовать другой способ использования магнетизма для получения электричества, в 1922 году  он записал в своем дневнике “Превратиь Магнетизм в электричество”, продолжал искать такой метод. 29 августа 1831 году Фарадею  удалось на опыте наблюдать явление электромагнитной индукции при изменении тока. При размыкании тока, проходящего  через проволочную катушку, возникал кратковременный ток  в параллельно поставленной второй катушке, что можно было заметить по слабым отклонениям стрелки гальванометра. В момент замыкания тока в первой катушке во второй  снова возникал ток, но противоположного направления. Введение внутрь катушек  железного сердечника резко усиливало наблюдаемое явление. («кольцо Фарадея» - намотаны две катушки изолированной проволоки.)

      

Следующий вопрос дежурного по штабу:



5.Проверить, доказать существование явления электромагнитной индукции.

На столе имеются приборы: гальванометр, катушка большая и маленькая, полосовой магнит, ключ, источник тока, проволочный контур, большой дугообразный магнит.

Каждая группа показывает один из этих опытов и поясняет возникновение индукционного тока. Что же объединяет эти опыты? Что можно сказать о магнитном потоке, как числе линий  магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную контуром?

Слайд №5



Вопрос дежурного:

6. Используя полученную  информацию,  числовые данные произвести расчеты, объяснять.



Решение задач: 4 ученикам(сильным)  из 4-х групп на карточках дается задания.







Задача № 1.



Виток площадью 5 см2помещают 

В магнитное поле. Определите ЭДС индукции в витке, если за  5 мс магнитная индукция  равно-

мерно убывает с 0,8 до 0,4 Тл.



Задача № 2.



Квадратная рамка помещена   в

Однородное магнитное поле. Сторона рамки равна 4 см. В

рамке возникает ЭДС, равная 100 мВ, за 0,05 с. Определите индукцию поля. 



Задача № 3.



В витке, выполненном из константана длиной 20 см и площадью сечения 0,5 см2 , магнитный поток изменяется на 

10 мВб за 0,5с. Определите индукционный ток(уд. сопротив –ление константана 0,5 мкОм x м) 

                         

Задача № 4.



В контуре, имеющем форму окружности радиусом 10 см, за 0,1 с возникает ЭДС индукции 0,5 В.Определите индукцию магнитного поля, в которое помещен данный контур.



Остальным  предлагаются следующие задачи:( эти опыты учитель показывает)

Подключить обмотку любого электромагнита к гальванометру. Почему при замыкании и размыкании полюсов электромагнита якорем гальванометр отмечает возникновение тока в цепи?

(Ответ:  сердечник  электромагнита обладает остаточным магнетизмом. При размыкании магнитопровода (сердечника) наблюдается изменение магнитного поля  около катушки, что приводит к возникновению ЭДС  и тока в витках катушки).

Катушку от универсального трансформатора  на 220 В установите на кольце штатива и подключите к гальванометру. Над ней поставьте сильный дугообразный магнит, а внутрь ее введите железный стержень длиной 25-30 см и диаметром 6-10 мм. Перемещайте стержень от одного полюса магнита к другому. Почему при этом возникает ток? Где аналогичное явление  используется в практике.

(Ответ: при перемещении стержня от полюса к полюсу он перемагничивается. В результате магнитное поле внутри стержня и вокруг него изменяется. Это изменение магнитного поля возбуждает в катушке ЭДС индукции, а последняя в цепи создает ток. В данном опыте наблюдается преобразование механических колебаний стержня в колебания электрического тока. Подобное явление наблюдается при воспроизведении звука  с грампластинок.)

3) Два универсальных гальванометра соедините между собой проводником.  Если у одного из них вызвать движение стрелки, поворачивая гальванометр, то у другого наблюдается отклонение стрелки. Это указывает на возникновение электрического тока в цепи Чем это можно объяснить?

(Ответ: вместе со стрелкой гальванометра в магнитном поле движется и катушка В катушке возникает ЭДС в замкнутой цепи из двух гальванометров возникает электрический ток. При протекании тока по катушке второго гальванометра она поворачивается в магнитном поле вместе со стрелкой.) 

4) Замкните проводником клеммы у гальванометра демонстрационного амперметра. Возьмите сильный дугообразный магнит и поднесите к тому месту гальванометра, где находится его обмотка. Поворачивайте магнит вокруг продольной оси. Почему стрелка гальванометра начинает колебаться?

(Ответ: возникновение индукционного тока  в катушке гальванометра объясняется изменением магнитного поля.) 



Слайд № 6.



Вопрос дежурного по штабу:

7. Каковы последствия открытого Фарадеем явления электромагнитной индукции? Каждая группа делает выводы.

I группа: На основании  явления электромагнитной индукции были созданы мощные генераторы  электрической энергии.

II группа: Сегодня 95% электроэнергии производится, передается и потребляется используя индукционные генераторы.

III группа:  явление электромагнитной индукции имеет       важнейшее значение для нашего теоретического понимания

Общее заключение по следствию делает дежурный по штабу:

Расследуя физическое явление мы пришли к следующим выводам:

Явление электромагнитной индукции приносит только пользу, имеет большое практическое значение, поэтому его оправдываем и подолжаем изучение.

Задание группам: Группам меняться карточками-задачами и решать их. Найти интересные задачи, материал на практическое применение явления электромагнитной индукции. Выпустить стенгазету, посвященной выдающемуся ученому М.Фарадею 220 лет со дня рождения

Учитель объявляет оценки ученикам, поясняя за что они получили такие отметки.

Литература и интернет ресурсы:

1.А.В.Перышкин, Е.М. Гутник. Физика. 9 класс.

2. Хрестоматия по физике. Под редакцией Б.И. Спасского.

3. М.И.Блудов. Беседы по физике.

4. Л.А.Горев. Занимательные опыты по физике.

5. С.В.Кульневич, Т.П.Лакоцинина. Не совсем обычный урок. Практическое пособие.

6. А.И.Семке. Уроки физики в 9-м классе.

http://www.dmitrysmor.ru/sto_velikih/show/23