План-конспект урока.
«Машина постоянного тока».
Цель: Обобщить взаимосвязь электрических и магнитных явлений на примере работы машины постоянного тока (МПТ).
Задачи:
Предметно-информационная: формирование представлений об устройстве и принципах действия машины постоянного тока;
Деятельностно-коммуникативная: совершенствование метода учащимися материала на основе фронтального эксперимента;
Ценностно-ориентирующая:
а) развитие диалектического мышления;
б) развитие способности к самооценке уровня усвоения знаний.
Ход урока
Повторение
Вы уже знаете, что проводник с током создает маг. поле (опыт Эрстеда в 1820г.) (Демонстрация опыта с витком с током).
Вопрос: если эл. ток создает маг. поле, то возможно ли создание маг. полем эл. тока?
Ответ: ответ был получен более чем через 10 лет после опыта Эрстеда. В 1831 году английский физик М. Фарадей открыл явление э/м индукции. (Демонстрация явления э/м индукции).
Вы видите, что покоящийся магнит не создает эл. тока. При перемещении магнита относительно катушки в ней возникает эл. ток. Не обязательно двигать магнит, можно перемещать и катушку. Также ток будет возникать, если катушка вращается в маг. поле.
Изучение МПТ
Оба, только что повторенных явления, нашли применение в МПТ.
Машина постоянного тока - устройство, осуществляющее взаимные превращения электромагнитной и механической энергии.
Оборудование на столах учащихся:
МПТ (модель);
Амперметр;
Источник тока;
Соединительные провода.
Основные части МПТ: (Учащиеся рассматривают модель)
Катушка с сердечником - якорь;
Постоянный магнит (или электромагнит) - индуктор;
Скользящие контакты - щетки и кольца.
МПТ обладает обратимостью: она может работать как электродвигатель (ЭД) и как генератор (Г).
ЭД - устройство, преобразующее эл. энергию в механическую; Г - устройство, преобразующее мех. энергию в электрическую.
Выполнение эксперимента
Сейчас ваша задача использовать МПТ как ЭД и как Г.
Опыты:
1) Подключаете МПТ к источнику тока и наблюдаете вращение якоря. Это ЭД. При смене полярности источника якорь вращается в другую сторону.
2) Отключите МПТ от источника, присоедините к ней амперметр. Механически вращайте якорь и наблюдайте возникновение тока. Это Г.
Подведение итогов эксперимента
Систематизируйте полученные знания в виде таблицы, сравнительным образом характеризующей ЭД и Г:
Название устройства |
Явление, на котором основано действие |
Автор и год открытия |
Превращение энергии |
Применение |
Электро- двигатель |
Возникновение маг. поля вокруг проводника с током |
Эрстед, 1820г. |
Электрическая в механическую |
Эл. бытовые приборы (пылесос, стирал, машина, вентилятор и т.д.). Механизмы (экскаватор, под. кран, насос и др.) |
Генератор |
Электромагнитная индукция |
Фарадей, 1831г. |
Механическая в электрическую |
Производство электроэнергии |
(Для проверки заполнения таблицы используется самоконтроль)
V. Заключение
И так, сегодня вы на опыте убедились, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны. Осознание этого факта не только позволяет использовать данные явления на практике, но и расширяет представления об окружающем мире.