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

Урок по теме: "Явление электромагнитной индукции"

(с элементами деятельностного метода). 9-й класс

Цели урока:

Сформировать понятие явления электромагнитной индукции и научить применять его на практике для объяснения физических явлений; экспериментально исследовать это явление, развить навыки самостоятельной работы.

Задачи урока:

Образовательные:

-добиться усвоения учащимися понятия электромагнитной индукции;

-научить обнаруживать и объяснять данное явление в окружающем мире;

-систематизировать знания о магнитном поле, его источниках и характеристиках.

Коррекционно-развивающие:

-корректировать и развивать произвольное внимание при просмотре опытов;

-корректировать и развивать зрительное и слуховое восприятие через запоминание и воспроизведение определений;

-корректировать и развивать память и внимание при работе с текстом (биография Фарадея);

-корректировать и развивать кратковременную память при выполнении самостоятельного задания (теста);

-корректировать и развивать навык связного рассказа при беседе;

-корректировать и развивать аналитико-синтезирующего мышления (развитие умения обобщать, выдвигать гипотезы, делать выводы при проведении и наблюдении опытов, решении задач);

-развивать логическое мышление при отгадывании ребуса.

Воспитательные:

-воспитание трудолюбия;

-воспитание активности;

-воспитание аккуратности;

-учить видеть практическую пользу знаний;

-формировать умение отстаивать свою точку зрения;

-продолжать формирование познавательного интереса к предмету “Физика”.

ХОД УРОКА

Дороги не те знания, которые откладываются в мозгу, как жир,

дороги те, которые превращаются в умственные мышцы.

Герберт Спенсер, англ. философ

Организационный момент.

Здравствуйте, ребята.. Сегодня мы продолжим разговор о магнитном поле. На уроке мы познакомимся с очень интересным явлением, связанным с магнитным полем и с гениальным ученым, автором этого явления Майклом Фарадеем. Но прежде, чем приступить к новой теме, я бы хотела проверить, что вы усвоили  на прошлом уроке.

Кто первый обнаружил, что электрический ток действует на магнитную стрелку?

Источником магнитного поля являются (перечислить).

Что такое линии магнитной индукции?

Можно ли судить о величине магнитного поля по его магнитным линиям? Поясните.

Как расположены магнитные линии однородного магнитного поля?

Что такое магнитный поток?

Перечислите случаи, в которых меняется магнитный поток?

I. Самоопределение к деятельности

Цель: включение в учебную деятельность на личностно-значимом уровне.

Предлагаю начать урок с небольшого социологического исследования. Вы согласны? Поднимите руку те, кто всегда носит с собой мобильный телефон. А теперь те, кто постоянно не носит, но пользуется довольно часто. Для чего чаще всего используете мобильник? А еще для чего можно использовать? Мобильный телефон стал сейчас для многих необходимой вещью. Можно и с друзьями пообщаться, и музыку послушать, и найти нужные сведения в Интернете, и поиграть, но все это требует затрат энергии. Хорошо, если есть возможность подзарядить телефон, а если вы находитесь, например, в походе? Как поступить в подобном случае? Ваши предложения. Спасибо, но это не все возможные варианты.

(рисунок с зарядным устройством). На данном рисунке показано зарядное устройство, которое позволяет зарядить телефон без какого-либо источника тока. В розетку его включать не нужно. Как вы думаете, за счет чего оно работает?

Сегодня на уроке мы с вами должны узнать, как работает данное устройство, какое явление в нем происходит. Как вы думаете, что нового мы должны узнать, изучая какое-то явление? Открывается доска на ней тема «Явление электромагнитной индукции» и требования государственного стандарта:

Уметь описывать и объяснять физическое явление;

Приводить примеры практического использования физического явления.

Мы узнаем цель нашего урока , если разгадаем ребус

 

 

 

 

 

“Превратить магнетизм в электричество”– так записал в своём дневнике в 1822 году М. Фарадей. Почти 10 лет упорной работы потребовалось Фарадею для решения этой задачи.

Такую задачу в начале XIXв. Попытались решить многие ученые. Швейцарский физик Жан-Даниэль- Колладон и английский физик Майкл Фарадей практически одновременно занимались решением этой проблемы. Колладон даже немного опередил Фарадея, но зафиксировать свой результат ему не удалось, потому что он работал один. Фарадей был профессором университета, у него были помощники, которые помогли ему увидеть неизвестное до того времени явление.

Сегодня на уроке мы будем решать эту задачу, используя современные приборы.

Сделайте открытие. При движении магнита определите, как откланяется стрелка гальванометра. Для этого используйте приборы на столе: полосовой магнит, гальванометр, катушку, соединительные провода. Повторите опыт Фарадея за 2 минуты.

II. Актуализация знаний и фиксация индивидуального затруднения в деятельности

Цель: готовность мышления и осознание потребности к построению нового способа действии.

Проверяем, что получилось. Стрелка отклоняется. У всех одинаковые приборы, следовательно, должен получиться одинаковый результат. Но, у всех стрелка откланяется в разные стороны, на разные углы, или совсем не отклоняется. Почему?

III. Выявление причины затруднения и постановка цели деятельности

Цель: выявление места и принципа затруднения, постановка цели урока.

Выяснить: почему получился разный результат? что вы делали по-разному? от чего зависит направление стрелки и модуль тока? как двигалась стрелка гальванометра? почему стрелка откланяется то вправо, то влево? в каком случае возникает больший по модулю индукционный ток?

Учащиеся обсуждая результаты опытов, высветили проблему и проговаривают что они не знают. В результате дети называют цель их деятельности: выяснить на опыте от чего зависит:

1. Направление отклонения стрелки.

2. Модуль силы индукционного тока, возникающего в катушке.

IV. Построение проекта выхода из затруднения

Цель: построение учащимися нового способа действий и формирование способности к его выполнению.

Повторите опыт и получите все способы зависимости направления и модуля силы тока (от чего и как?)

при приближении магнита к катушке северным и южным полюсом;

при удалении магнита от катушки северным и южным полюсом;

двигая магнит быстро или медленно. Установите эту зависимость.

Учащиеся повторяют опыт и выясняют, что при приближении магнита стрелка откланяется в одну сторону, при удалении – в другую. Двигая магнит быстрее – стрелка откланяется сильней, при медленном движении магнита, стрелка откланяется чуть-чуть.

V. Первичное закрепление во внешней речи

Цель: усвоение нового способа действий.

А что же мы получили? Стрелка гальванометра отклоняется, следовательно, в цепи появился ток. Источника нет, а ток есть. В чём причина появления тока?

Кто-то вспоминает задачу, поставленную Фарадеем: "превратить магнетизм в электричество".

Обратим внимание на собранную электрическую цепь, на демонстрационном столе.

Источник тока ––> замкнутый контур ––> горит лампочка ––> эл ток.

Движение магнитной стрелки => магнитное поле.

Вывод: вокруг проводника с током всегда возникает магнитное поле. (Электрический ток “создаёт” магнитное поле).

– Может ли магнитное поле “создать” электрический ток?

Может! Как? Движением магнита относительно катушки!

Только ли при движением магнита относительно катушки можно получить индукционный ток?

Способы получения тока:

движение магнита относительно катушки;

движение катушки относительно магнита;

замыкание и размыкание цепи;

вращение рамки внутри магнита;

перемещение бегунка реостата;

движение одной катушки относительно другой.

Причины возникновения электрического тока:

только при изменении магнитного потока, пронизывающего охваченную проводником площадь (при движении магнита и катушки относительно друг друга);

за счёт изменения силы тока в цепи (при замыкании и размыкании цепи, при перемещении бегунка реостата);

за счёт изменения ориентации контура по отношению к линиям магнитной индукции.

Вывод: Только переменное магнитное поле может создать ток (индукционный ток). Отклонение стрелки гальванометра указывает на наличие индукционного тока в цепи катушки. Как только движение прекращается, прекращается и ток.

Что же мы сегодня изучили? Явление. Какое? Явление возникновения индукционного тока. Это и есть явление электромагнитной индукции. Условие его возникновения – изменение числа линий магнитной индукции. Сформулировать определение явления электромагнитной индукции.

Итак, магнетизм превратили в электричество.

Физкультминутка Биография Фарадея.

Прочитайте биографию и каждый назовет тот эпизод из жизни Фарадея, который его заинтересовал (удивил).

Применения явления электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции лежит в основе современной электротехники, а также радиотехники, которая, в свою очередь, составляет ядро современной индустрии, полностью преобразившей всю нашу цивилизацию. Практическое применение электромагнитной индукции началось только спустя полвека после ее открытия. В то время технический прогресс шел еще сравнительно медленно. Причина, по которой электротехника играет столь важную роль во всей нашей современной жизни, состоит в том, что электричество является наиболее удобной формой энергии и именно благодаря закону электромагнитной индукции. Последний позволяет легко получать электроэнергию из механической (генераторы), гибко распределять и транспортировать энергию (трансформаторы) и преобразовывать ее обратно в механическую (электромотор) и другие виды энергии, причем все это происходит с очень высоким КПД. Еще каких-нибудь 50 лет назад распределение энергии между станками на заводах осуществлялось через сложную систему валов и ременных передач - лес трансмиссий составлял характерную деталь индустриального "интерьера"того времени. Современные станки оборудованы компактными электродвигателями, питаемыми по системе скрытой электропроводки.

Применение ЭМИ

Трансформаторы

Генераторы

Велогенератор индукционный

Микрофон

Фонарь светодиодный индукционный

Радио-мышь с индукционным питанием

Металлоискатели

VI. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону Тест из 5 заданний

Цель: Интерпретация нового способа действий, индивидуальная рефлексия достижения цели, создание ситуации успеха.

а). Два гальванометра соединены проводником так, как показано на рисунке. Если один гальванометр покачать так, чтобы его стрелка пришла в движение, то начинает колебаться стрелка другого гальванометра. Объясните наблюдаемое явление.

б). При введении магнита в катушку с замкнутой обмоткой в последнем появляется ток. За счет какой энергии возникает ток?

в). Кольцо из проволоки, приведенное в быстрое вращение между полюсами электромагнита заметно нагревается. Будет ли нагреваться при тех же условиях кольцо, имеющее разрыв?

VII. Итоги урока.Рефлексия

У вас на столе 3 листка бумаги разного цвета.

-Я все понял (красный цвет)

- Я понял, но мне надо дома повторить (зеленый цвет)

-Я ничего не понял (черный цвет)

VIII. Домашнее задание: §48, упр.39, подготовиться к л/р № 4, стр. 25.

1. Какое из перечисленных явлений называют электромагнитной индукцией:

Майкл Фарадей (1791 - 1867)

Великий ученый Майкл Фарадей родился в Лондоне 22 сентября 1791 года в семье кузнеца. Рано познав нужду, Фарадей смог получить лишь весьма скромное начальное образование, о котором он рассказывал так: «Мое образование было самым заурядным и включало в себя начальные навыки чтения, письма и арифметики, полученные в обычной дневной школе. Свободное время проводил дома и на улице».

Работая с двенадцати лет разносчиком газет и подмастерьем переплетчика в книжном магазине, он имеет возможность держать в руках тысячи книг, и не только держать, но и читать. Опыты, описанные в книгах «Британская энциклопедия» и «Беседы о химии», он собственноручно проверил. Благодаря счастливой случайности он попадает на лекции известного химика Гемфри Деви, и это решило его судьбу. Г.Деви заметил любознательного юношу и пригласил его к себе в лабораторию Королевского института ассистентом. С этого момента начинается творческий путь Фарадея. Много лет спустя Деви признавал, что самым великим его открытием было то, что он открыл Фарадея.

В 1816 г. появляются первые научные статьи Фарадея по химии. Его наивысшее достижение в этой области – ожижение газов (аммиака, закиси азота, углекислого газа и др.). Опыты, проведенные Фарадеем, положили начало целому научному направлению – физике низких температур, немыслимой без жидких газов.

В 1821 г. Фарадей сделал свое первое открытие в области электромагнетизма, осуществив вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита. В 1824 г. Фарадей был избран в Лондонское королевское общество, куда в течение двадцати четырех лет в виде докладов-серий представлял свои основные работы по электричеству и магнетизму.

В 1833 г. он стал профессором химии Королевского института и оставил этот пост только в 1862 г. в связи с ухудшением здоровья. Известность получили публичные лекции, которые читал Фарадей. Он был истинным мастером научной популяризации. Серия лекций «История свечи» неоднократно издавалась на русском языке. Фарадею не раз предлагали почетные должности, которые гораздо лучше могли бы обеспечить его материально, но он был верен своей страсти – научным исследованиям.

Полученные им научные результаты впечатляют:

открытие явления электромагнитной индукции и его закона;

открытие законов электролиза;

экспериментальное доказательство дискретности электрического заряда;

изучение свойств диэлектриков и введение понятия диэлектрической проницаемости;

создание технологии сжижения газов;

изобретение вольтметра, электродвигателя, динамомашины, трансформатора.

В этот перечень включены лишь экспериментальные открытия Фарадея. Однако значение его работ далеко выходит за рамки эксперимента. Воображение и интуиция Фарадея были столь сильны, что позволили ему на основе анализа очень простых опытов выдвинуть фундаментальную физическую идею – идею о поле. Эта идея состояла в том, что пространство, окружающее электрические заряды и токи, а также магниты, характеризуется свойствами, отличными от свойств «пустого» пространства Ньютона.

Особенностью творчества Фарадея являлось почти полное отсутствие математических выкладок в его работах. Несомненно, сказалось отсутствие у Фарадея систематического образования в детстве и юности.

Пунктуальный и трудолюбивый Майкл Фарадей называл три обязательных компонента научной работы: выполнение, составление отчёта и опубликование.

Фарадей еще в 1832 году оставил в Королевском обществе для хранения запечатанный конверт с надписью «Новые воззрения, подлежащие в настоящее время хранению в архивах Королевского общества». В 1938 году, через 106 лет, конверт этот был вскрыт в присутствии многих английских ученых. Слова в запечатанном конверте, потрясли всех: оказывается, что Фарадей ясно представлял себе, что электрические и магнитные поля - тоже волны.

После «электромагнитной эпопеи» Фарадей был вынужден прекратить на несколько лет свою научную работу – настолько была истощена нервная система непрестанными напряженными раздумьями.

Фарадей никогда не щадил себя, занимаясь наукой, Он ставил химические опыты с вредной для здоровья ртутью. У него было никуда не годное оборудование в лаборатории. "В прошлую субботу у меня случился еще один взрыв, который опять поранил мне глаза ... Из них вынули 13 осколков..." - писал Фарадей.

В последние годы силы его слабели. Он не мог выполнять прежние работы и отказывался от всего, что мешало заниматься наукой. Он отказывается от лекций: «... Настало время уйти из-за потери памяти и усталости мозга." Со временем он отказался даже от писем друзьям: « ... я рву свои письма, потому что пишу ерунду. Я не могу уже плавно писать и проводить линии. Смогу ли я преодолеть этот беспорядок? Не знаю."

Фарадей избирался почетным членом многих научных обществ и академий, в том числе Петербургской Академии наук. Фарадей умер 25 августа 1867 г.

Интересный факт: В Англии на 20 фунтовой банкноте изображен М. Фарадей

Когда М.Фарадей опубликовал своё открытие, что изменение магнитного потока создаёт электрический ток, его спросили: «Какая от этого польза?». Ведь всё, что он обнаружил, было очень странным - в проводе, возле которого передвигался магнит, возникали очень маленькие токи. Фарадей ответил: «Какая может быть польза от новорожденного? Но я уверен, правительство лет через 100 придумает, как брать за это деньги».