Тема урока: ЭДС индукции в движущихся проводниках.
Тип урока: Комбинированный урок.
Цель урока: Дать понятие об энергетической характеристике индукционного электрического тока, возникающего в движущихся проводниках.
Демонстрации: Правила буравчика, правила левой руки, правила Ленца.
Используются технологии ИКТ для сопровождения изучения нового материала
Ход урока:
I. Организационный момент.
На сегодняшнем уроке мы продолжаем исследовать причины возникновения индукционного тока в замкнутом проводящем контуре. На прошлой неделе мы с вами установили тот факт, что индукционный ток в контуре возникает либо если контур покоится в переменном магнитном поле, либо если он движется в постоянном магнитном поле. Первое условие возникновения индукционного тока мы с вами уже рассмотрели, и теперь двигаемся дальше.
Тема сегодняшнего нашего урока " ЭДС индукции в движущихся проводниках".
Цель урока: познакомиться с понятием энергетической характеристики индукционного электрического тока, возникающего в движущихся проводниках.
II. Актуализация знаний.
К настоящему моменту мы с вами познакомились с рядом правил, которые используются для определения направления вектора магнитной индукции, индукционного тока, силы Ампера и Лоренца.
1. Правило буравчика.
2. Правило левой руки.
- Для движущегося участка проводника (формулировка и математическая запись закона Ампера)
- Для движущейся частицы (количественное определение силы Лоренца)
3. Правило Ленца (алгоритм применения правила к решению задач)
Все эти правила так или иначе связаны с явлением электромагнитной индукции.
- Когда и кем оно было открыто и в чем оно заключается?
(29 августа 1831 г., Майклом Фарадеем. Явление эл/м индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется)
- Сформулируйте закон электромагнитной индукции.
(ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром 
)
- Что является причиной возникновения индукционного тока в проводнике, покоящемся в переменном магнитном поле?
(Индукционный ток в неподвижном замкнутом контуре, находящемся в переменном магнитном поле, вызывается электрическим полем, порождаемым переменным магнитным полем, которое называется вихревым)
- Чему равна работа этого электрического поля?
(работа вихревого электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного проводника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике)
III. Изучение нового материала.
1. Если проводник движется в постоянном магнитном поле, то ЭДС индукции в проводнике обусловлена не вихревым электрическим полем, которое в этом случае не может возникнуть, а другой причиной.
При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на них со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет магнитное происхождение.
Вычислим ЭДС индукции, возникающую в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле.
Пусть сторона контура MN длиной l скользит с постоянной скоростью υ вдоль сторон NC и MD, оставаясь все время параллельной стороне CD. Вектор магнитной индукции 
однородного поля перпендикулярен проводнику и составляет угол α с направлением его скорости.
Сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, равна по модулю 
.
Направлена она вдоль проводника MN.
Работа данной силы на пути l положительна и равна 
.
ЭДС индукции в проводнике MN равна по определению отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду. 
.
2. С другой стороны, ЭДС индукции можно вычислить с помощью закона эл/м индукции.
Магнитный поток через контур MNCD равен 
,
где угол 90°-
и нормалью 
к плоскости контура, а S — площадь контура MNCD.
При перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом
За время 
площадь контура меняется на 
. Знак минус указывает на то, что она уменьшается.
Изменение магнитного потока за это время равно 
Следовательно, 
.
IV. Закрепление изученного.
Решение задач.
Найти ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 25 см, перемещающемся в однородном магнитном поле индукцией 8мТл со скоростью 5 м/с под углом 30° к вектору магнитной индукции. (0,005 В)
С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 60° к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции 1В? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл. (5,8 м/с)
V. Итог урока.
Итак, на сегодняшнем уроке мы с вами выяснили, что ЭДС индукции в проводниках, движущихся в постоянном магнитном поле, возникает за счет действия на свободные заряды проводника силы Лоренца.
Для количественного определения ЭДС нам необходимо знать индукцию постоянного магнитного поля, длину активной части проводника, скорость движения проводника в магнитном поле и угол между вектором магнитной индукции и вектором скорости движения.
VI. Домашнее задание.
§ 13, упр.2(9), №902(1,3)
infourok.ru
Тип урока: Комбинированный урок.
Цель урока: Дать понятие об энергетической характеристике индукционного электрического тока, возникающего в движущихся проводниках.
Демонстрации: Правила буравчика, правила левой руки, правила Ленца.
Используются технологии ИКТ для сопровождения изучения нового материала
Ход урока:
I. Организационный момент.
На сегодняшнем уроке мы продолжаем исследовать причины возникновения индукционного тока в замкнутом проводящем контуре. На прошлой неделе мы с вами установили тот факт, что индукционный ток в контуре возникает либо если контур покоится в переменном магнитном поле, либо если он движется в постоянном магнитном поле. Первое условие возникновения индукционного тока мы с вами уже рассмотрели, и теперь двигаемся дальше.Тема сегодняшнего нашего урока " ЭДС индукции в движущихся проводниках".Цель урока: познакомиться с понятием энергетической характеристики индукционного электрического тока, возникающего в движущихся проводниках.
II. Актуализация знаний.
К настоящему моменту мы с вами познакомились с рядом правил, которые используются для определения направления вектора магнитной индукции, индукционного тока, силы Ампера и Лоренца.
1. Правило буравчика.2. Правило левой руки.- Для движущегося участка проводника (формулировка и математическая запись закона Ампера)- Для движущейся частицы (количественное определение силы Лоренца)3. Правило Ленца (алгоритм применения правила к решению задач)
Все эти правила так или иначе связаны с явлением электромагнитной индукции.
- Когда и кем оно было открыто и в чем оно заключается? (29 августа 1831 г., Майклом Фарадеем. Явление эл/м индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется)
- Сформулируйте закон электромагнитной индукции.(ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром 13 EMBED Equation.3 1415)
- Что является причиной возникновения индукционного тока в проводнике, покоящемся в переменном магнитном поле? (Индукционный ток в неподвижном замкнутом контуре, находящемся в переменном магнитном поле, вызывается электрическим полем, порождаемым переменным магнитным полем, которое называется вихревым)
- Чему равна работа этого электрического поля?(работа вихревого электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного проводника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике)III. Изучение нового материала.
1. Если проводник движется в постоянном магнитном поле, то ЭДС индукции в проводнике обусловлена не вихревым электрическим полем, которое в этом случае не может возникнуть, а другой причиной.При движении проводн
weburok.com
Поурочные разработки к учебнику Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева
Основы электродинамики
Глава 2. Электромагнитная индукция
Урок 15. Вихревое электрическое поле. ЭДС-индукции в движущихся проводниках
Цель: выяснить условия возникновения ЭДВ в движущихся проводниках.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Повторение
- В чем заключается явление электромагнитной индукции?
- Какие условия необходимы для существования явления электромагнитной индукции?
- Как устанавливается направление индукционного тока правилом Ленца?
- По какой формуле определяется ЭДС индукции и какой физический смысл имеет знак «минус» в этой формуле?
III. Изучение нового материала
Возьмем трансформатор. Включив одну из обмоток в сеть переменного тока, получим ток в другой катушке. На свободные заряды действует электрическое поле.
Электроны в неподвижном проводнике приводятся в движение электрическим полем, и электрическое поле непосредственно порождается переменным магнитным полем. Изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле. Поле приводит в движение электроны в проводнике и тем самым обнаруживает себя. Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, имеет другую структуру, чем электростатическое. Оно не связано с зарядами, оно нигде не начинается и нигде не заканчивается. Представляет собой замкнутые линии. Его называют вихревым электрическим полем. Но в отличие от стационарного электрического поля, работа вихревого поля по замкнутому пути не равна нулю.
Индукционный ток в массивных проводниках называют токами Фуко.
Применение: плавка металлов в вакууме.
Вредное действие: бесполезная потеря энергии в сердечниках трансформаторов и в генераторах.
ЭДС при движении проводника в магнитном поле
При движении перемычки U на электроны действует сила Лоренца, совершающая работу. Электроны перемещаются от С к Л. Перемычка-источник ЭДС, следовательно,
Формула используется в любом проводнике, движущемся в магнитном поле, если Если между векторами есть угол α, то используется формула:
Так как то
Причина возникновения ЭДC - сила Лоренца. Знак е можно определить по правилу правой руки.
IV. Закрепление изученного материала
- Какое поле называется индукционными или вихревым электрическим полем?
- Что является источником индукционного электрического поля?
- Что такое токи Фуко? Приведите примеры их использования. В каких случаях с ними приходится бороться?
- Какими отличительными свойствами обладает индукционное электрическое поле по сравнению с магнитным полем? Стационарным или электростатическим полем?
V. Подведение итогов урока
Домашнее задание
п. 12; 13.
www.compendium.su
Выполнила студентка 5 курса группы ФМ-112 очной формы обучения физико-математического образования Кежутина Ольга Владиславовна Дата проведения: 21.09.16 Владимир 2016Тема урока: ЭДС индукции в движущихся проводниках. Класс: «11б» Тип урока: урок усвоения новых знаний. Методы изучения: объяснительно-иллюстративный с элементами эвристической беседы Вид урока: урок-беседа. Цель: выяснить условия возникновения ЭДВ в движущихся проводниках. Задачи: Образовательные: Дать понятие об энергетической характеристике индукционного электрического тока, возникающего в движущихся проводниках. Воспитательные: Формирование умения культуры общения (внимательно слушать друг друга, анализировать услышанное), умения работать коллективно и в парах. Развивающие: Развитие физического мышления учащихся, расширение понятийного аппарата учащихся, формирование умений анализировать информацию, делать выводы из наблюдений и опытов. Оборудование: Гальванометр, магнит, проводник. Ход урока: Этап урока Время Деятельность учителя Деятельность ученика Методика Организационный этап. 12.00 – 12.01 -Здравствуйте, ребята, садитесь. Представляется. Ученики настраиваются на урок. Актуализация знаний. 12.02–12.06 Фронтальный опрос: В чем заключается явление электромагнитной индукции? Сформулируйте закон электромагнитной индукции. Что называется магнитным потоком? Формула нахождения магнитного потока. Ученики отвечают на вопросы: 1.явление электромагнитной индукции заключается в том, что ток возникает, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий контур. 2. ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром: εi=∆Ф∆tεi=-∆Ф∆t. 3.Магнитным потоком Ф (потоком вектора магнитной индукции) через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла а между векторами В и n. 4.Ф=В∙S∙cosα α=(B;n)Мотивационный этап. 12.07 -12.09 На сегодняшнем уроке мы продолжаем исследовать причины возникновения индукционного тока в замкнутом проводящем контуре. На прошлых уроках мы с вами установили тот факт, что индукционный ток в контуре возникает либо если контур покоится в переменном магнитном поле, либо если он движется в постоянном магнитном поле. Первое условие возникновения индукционного тока мы с вами уже рассмотрели, и теперь двигаемся дальше. (Делаем схему) Запись темы на доске: «ЭДС индукции в движущихся проводниках». Наблюдают, отвечают на вопросы, вступают в дискуссию, делают выводы. Изучение нового материала. 12.10– 12.25 Итак, В первом случае, когда проводник покоится в переменном магнитном поле, мы уже научились определять направление индукционного тока. По какому правилу мы сможем определить направление индукционного тока в этом случае? Правильно. Необходимо теперь научится определять направление индукционного тока в случае если проводник движется в постоянном магнитном поле. При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно
weburok.com
|
|
|
|
|
|
