Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета

Учителю
  • Быстрый поиск
  • Расширенный поиск
Тип материала:
Разделы:
Темы:

Тип материала

16. ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле (О. П. Дубова)

Текст урока

  • Конспект

     
    
    
    
    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