Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета
Физика
Класс
11
УМК
Физика. 11 класс. В.А.Касьянов (базовый уровень), 2014 год
Уровень обучения
базовый
Тема урока
ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле.
Общее количество часов, отведённое на изучение темы
1
Место урока в системе уроков по теме
1 урок по теме «Электромагнетизм» ,6 часов
Цель урока
выяснить, какой причиной вызвана ЭДС индукции в движущихся проводниках, помещенных в постоянное магнитное поле; подвести учащихся к выводу, что действует на заряды сила Лоренца.
Задачи урока
Обучающие: сформировать понятие ЭДС индукции в движущихся проводниках.
Развивающие: развивать умение применять полученные знания в новых условиях.
Воспитательные: способствовать воспитанию трудолюбия и настойчивости в достижении цели при выполнении самостоятельной работы; выработка личностных качеств: аккуратности, внимательности, точности ответов.
Планируемые результаты
Давать определения понятиям индукционный ток, ЭДС индукции в движущихся проводниках.
Техническое обеспечение урока
компьютер, мультимедийный проектор. Диск «Открытая физика 1.1»
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока
Физика. 11 класс: дидактические материалы/ А.Е. Марон, Е.А. Марон. – М.: Дрофа, 2010.
Физика. Задачник. 10- 11 кл.: пособие для общеобразоват. учреждений/ А.П. Рымкевич. – М.: Дрофа, 2011.
Волков В.А. Поурочные разработки по физике 11 кл. – М.:ВАКО, 2010
Содержание урока
1. Организационный этап.
Проверка готовности класса к уроку.
2. Актуализация знаний
Выполнение тестового задания (приложение).
3. Постановка цели урока.
- Что называется индукционным током?
- Если проводник неподвижный, то какова природа сторонней силы, вызывающий индукционный ток?
- Объяснить разницу между стационарным и вихревым электрическими полями.
Тема урока: ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле.
Цель: выяснить, какой причиной вызвана ЭДС индукции в движущихся проводниках, помещенных в постоянное магнитное поле
4. Первичное усвоение новых знаний.
а) объяснение учителя
Прямолинейный проводник АВ движется в магнитном поле с индукцией В по проводящим шинам, которые замкнуты на гальванометр.
б) демонстрация: ЭДС в движущемся проводнике (диск «Открытая физика 1.1»).
в) работа с учебником рис. 63
рис. 63
- Какая сила действует на движущиеся заряды в магнитном поле?
(На электрические заряды, перемещающиеся вместе с проводником в магнитном поле, действует сила Лоренца)
- Как определяется сила Лоренца?
( Fл = /q/vBsinα)
- По какому правилу можно определить силу Лоренца?
(Её направление можно определить по правилу левой руки.)
Учитывая, что = qE , = , находим E =
Под действием силы Лоренца внутри проводника происходит распределение положительных и отрицательных зарядов вдоль всей длины проводника l.
Сила Лоренца является в данном случае сторонней силой, и в проводнике возникает ЭДС индукции, а на концах проводника АВ возникает разность потенциалов.
= U = El =
Причина возникновения ЭДС индукции в движущемся проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды.
Электрический ток, возникающий при электромагнитной индукции, называется индукционным.
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.
5. Первичная проверка понимания. Фронтальный опрос.
- Какая сила вызывает перераспределение зарядов в проводнике, движущемся в магнитном поле?
- Какая сила препятствует перераспределению зарядов в проводнике, движущемся в магнитном поле?
- При каком условии заканчивается перераспределение зарядов в проводнике, движущемся в магнитном поле?
- Записать формулу для вычисления силы Лоренца и дать ее определение
- По какому правилу определяется направление силы Лоренца?
- Работа, какой силы создает ЭДС индукции в проводниках, движущихся в магнитном поле?
6. Первичное закрепление. Индивидуальная работа учащихся.
Решение задач.
1. 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. (Ответ: 0,005 В)
2. 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. (Ответ: 5,8 м/с)
3. Прямой проводник длиной l = 10 см помещен в однородное магнитное поле с индукцией В = 1 Тл. Концы проводника замкнуты гибким проводом, уходящим за пределы магнитного поля. Сопротивление всей цепи R = 0,4 Ом. Какая мощность N потребуется, чтобы двигать проводник перпендикулярно вектору В со скоростью υ = 20 м/с. Вектор скорости перпендикулярен проводнику. (Ответ: 10 Вт.)
7. Домашнее задание.
§ 20, задача 1.
Задача для сдающих ЕГЭ:
Стержень массой т = 0,2 кг лежит на горизонтальных рельсах перпендикулярно им. Расстояние между рельсами l = 40 см. Вектор индукции однородного магнитного поля, величиной В = 50 Тл, направлен вертикально вверх. Коэффициент трения скольжения стержня по рельсам μ = 0,1. Какой минимальный по величине ток следует пропустить по стержню, чтобы он сдвинулся?
(Ответ: 10 А.)
8. Рефлексия (подведение итогов занятия)
- Что нового ты узнал?
- Чему научился?
- Где могут пригодиться тебе полученные знания?
- С какими проблемами ты столкнулся?
- Ты доволен своей работой на уроке?
Приложение
Тест
Вариант 1
1. Какова индуктивность проволочной рамки, если при силе тока 3А в рамке возникает магнитный поток, равный 6 Вб?
А. 0,5 Гн. Б. 2 Гн. В. 18 Гн.
2. Как изменится энергия магнитного поля, созданного рамкой, по которой протекает электрический ток, при увеличении силы тока в 2 раза?
А. Не изменится.
Б. Увеличиться в 2 раза.
В. Увеличится в 4 раза.
3. Сила тока в катушке 10А. При какой индуктивности катушки энергия ее магнитного поля будет равна 6 Дж?
А. 0,12 Гн. Б. 0,24 Гн. В. 0,48 Гн.
4. В катушке, индуктивность которой 0,3 Гн, сила тока 2 А. Найдите энергию магнитного поля, запасенную в катушке.
А. 0,6 Дж. Б. 0,3 Дж. В. 1,2 Дж.
5. Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия поля оказались равной 1 Дж?
Вариант 2
1. Чему равна индуктивность проволочной рамки, если при силе тока 2А в рамке возникает магнитный поток, равный 8 Вб?
А. 4 Гн. Б. 0,25 Гн. В. 16 Гн.
2. Как изменится энергия магнитного поля, созданного рамкой, по которой протекает электрический ток, при увеличении силы тока в 3 раза ?
А. Не изменится.
Б. Увеличиться в 2 раза.
В. Увеличится в 4 раза.
3. Сила тока в катушке 5А. При какой индуктивности катушки энергия ее магнитного поля будет равна 25 Дж?
А. 4 Гн. Б. 2 Гн. В. 0,5 Гн.
4. В катушке, индуктивность которой 0,4 Гн, сила тока 4 А. Какова энергия магнитного поля, запасенная в катушке?
А. 1,8 Дж. Б. 3,2 Дж. В. 0,6 Дж.
5. Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 1 Гн, чтобы энергия поля оказалась равной 2 Дж?
А. 2 А. Б. 20 А. В. 3 А.
Автор(ы): Дубова О. П.
Скачать: Физика 11кл - Конспект.doc
