Явление электромагнитной индукции презентация. Явление электромагнитной индукции

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока:

• Образовательные – раскрыть сущность явления электромагнитной индукции; разъяснить учащимся правило Ленца и научить их пользоваться им для определения направления индукционного тока; разъяснить закон электромагнитной индукции; научить учащихся производить расчет ЭДС индукции в простейших случаях.
• Развивающие – развивать познавательный интерес учащихся, умение логически мыслить и обобщать. Развивать мотивы учения и интерес к физике. Развивать умение видеть связь между физикой и практикой.
• Воспитательные – воспитывать любовь к ученическому труду, умение работать в группах. Воспитывать культуру публичных выступлений.

Оборудование:

• Учебник «Физика – 11» Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин.
• Г.Н. Степанова.
• «Физика – 11». Поурочные планы к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева. автор – составитель Г.В. Маркина.
• Компьютер и проектор.
• Материал «Библиотека наглядных пособий».
• Презентация к уроку.

План урока:

Этапы урока	Время мин.	Методы и приемы
1. Организационный момент: Введение Исторические сведения		Сообщение учителем темы, целей и задач урока. Слайд 1. Жизнь и деятельность М.Фарадея. (Сообщение учащегося). Слайды 2, 3, 4.
2. Объяснение нового материала Определение понятий «электромагнитная индукция», «индукционный ток». Введение понятия магнитного потока. Связь магнитного потока с числом линий индукции. Единицы магнитного потока. Правило Э.Х.Ленца. Изучение зависимости индукционного тока (и ЭДС индукции) от числа витков в катушке и скорости изменения магнитного потока. Применение ЭМИ на практике.		1. Демонстрация опытов по ЭМИ, анализ опытов, просмотр видеофрагмента «Примеры электромагнитной индукции», Слайды 5, 6. 2. Беседа, просмотр презентации. Слайд 7. 3. Демонстрация справедливости правила Ленца. Видеофрагмент «Правило Ленца». Слайды 8, 9. 4. Работа в тетрадях, выполнение рисунков, работа с учебником. 5. Беседа. Эксперимент. Просмотр видеофрагмента «Закон электромагнитной индукции». Просмотр презентации. Слайды 10, 11. 6. Просмотр презентации Слайд 12.
3. Закрепление изученного материала	10	1. Решение задач № 1819,1821(1.3.5) (Сборник задач по физике 10-11. Г.Н. Степанова)
4. Подведение итогов	2	2.Обобщение изученного материала учащимися.
5. Домашнее задание	1	§ 8-11 (учить), Р. №902(б,г,е),911 (письменно в тетрадях)

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

1. Электрические и магнитные поля порождаются одними и теми же источниками – электрическими зарядами. Поэтому можно сделать предположение о том, что между этими полями существует определенная связь. Это предположение нашло экспериментальное подтверждение в 1831 году в опытах выдающегося английского физика М. Фарадея, в которых он открыл явление электромагнитной индукции. (слайд 1).

Эпиграф:

«Счастливая случайность
выпадает лишь на одну долю
подготовленного ума».

Л.Пастернак

2. Краткий исторический очерк о жизни и деятельности М.Фарадея. (Сообщение учащегося). (Слайды 2, 3).

II. Впервые явление, вызванное переменным магнитным полем, наблюдал в 1831 году М.Фарадей. Он решил проблему: может ли магнитное поле вызывать появление электрического тока в проводнике? (Слайд 4).

Электрический ток, рассуждал М.Фарадей, может намагнитить кусок железа. Не может ли магнит, в свою очередь, вызвать появление электрического тока? Долгое время эту связь обнаружить не удавалось. Трудно было додуматься до главного, а именно: движущийся магнит, или меняющееся магнитное поле, может возбудить электрический ток в катушке. (Слайд 5).
(просмотр видеофрагмента «Примеры электромагнитной индукции» ). (Слайд6).

Вопросы:

1. Как вы думаете, что приводит к возникновению электрического тока в катушке?
2. Почему ток был кратковременным?
3. Почему тока нет, когда магнит находится внутри катушки (Рисунок 1), когда не перемещается ползунок реостата (Рисунок 2), когда одна катушка перестает двигаться относительно другой?

Вывод: ток появляется при изменении магнитного поля.

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур меняется.
В случае изменяющегося магнитного поля его основная характеристика В – вектор магнитной индукции может меняться по величине и направлению. Но явление электромагнитной индукции наблюдается и при магнитном поле с постоянной В.

Вопрос: Что же при этом меняется?

Изменяется площадь, которую пронизывает магнитное поле, т.е. изменяется число силовых линий, которые пронизывают эту площадь.

Для характеристики магнитного поля в области пространства вводят физическую величину – магнитный поток – Ф (Слайд 7).

Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведения модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла между векторами В и n .

Ф = ВS cos

Произведение В cos = В n представляет собой проекцию вектора магнитной индукции на нормаль n к плоскости контура. Поэтому Ф = В n S.

Единица магнитного потока – Вб (Вебер).

Магнитный поток в 1 вебер (Вб) создается однородным магнитным полем с индукцией 1Тл через поверхность площадью 1м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.
Главное в явлении электромагнитной индукции состоит в порождении электрического поля переменным магнитным полем. В замкнутой катушке возникает ток, что и позволяет регистрировать явление (Рисунок 1).
Возникающий индукционный ток того или иного направления как-то взаимодействует с магнитом. Катушка с проходящим по ней током подобно магниту с двумя полюсами – северным и южным. Направление индукционного тока определяет, какой конец катушки выполняет роль северного полюса. На основании закона сохранения энергии можно предсказать, в каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать.
Если магнит приближать к катушке, то в ней появляется индукционный ток такого направления, магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту. Одноименные полюса отталкиваются. При удалении магнита наоборот.

В первом случае магнитный поток увеличивается (Рисунок 5), а во втором случае уменьшается. Причем в первом случае линии индукции В/ магнитного поля, созданного возникшим в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, т.к. катушка отталкивает магнит, а во втором случае входят в этот конец. Эти линии на рисунке изображены более темным цветом. В первом случае катушка с током аналогична магниту, северный полюс которого находится сверху, а во втором случае – снизу.
Аналогичные выводы можно сделать с помощью опыта показанного на рисунке (Рисунок 6).

(Просмотр фрагмента «Правило Ленца»)

Вывод: Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым вызван. (Слайд 8).

Правило Ленца. Индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором возникает противодействие причинам, его породившим.

Алгоритм определения направления индукционного тока . (Слайд 9)

1. Определить направление линий индукции внешнего поля В (выходят из N и входят в S).
2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то ∆Ф>0, если выдвигается, то ∆Ф<0).
3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф>0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф<0, то линии В и В′ сонаправлены).
4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока.
Опыты Фарадея показали, что сила индукционного тока в проводящем контуре пропорциональна скорости изменения числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. (Слайд 10).
При всяком изменении магнитного потока через проводящий контур в этом контуре возникает электрический ток.
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.
Ток в контуре имеет положительное направление при убывании внешнего магнитного потока.

(Просмотр фрагмента «Закон электромагнитной индукции» )

(Слайд 11).

ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Открытие электромагнитной индукции внесло существенный вклад в техническую революцию и послужило основой современной электротехники. (Слайд 12).

III. Закрепление изученного

Решение задач № 1819, 1821(1.3.5)

(Сборник задач по физике 10-11. Г.Н. Степанова ).

IV. Домашнее задание:

§8- 11 (учить), Р. № 902(б, г, е), № 911 (письменно в тетрадях)

Список литературы:

1. Учебник «Физика – 11» Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин .
2. Сборник задач по физике 10-11. Г.Н. Степанова .
3. «Физика – 11». Поурочные планы к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева. автор-составитель Г.В. Маркина .
4. В/м и видеоматериалы. Школьный физический эксперимент «Электромагнитная индукция» (разделы: «Примеры электромагнитной индукции», «Правило Ленца», «Закон электромагнитной индукции»).
5. Сборник задач по физике 10-11. А.П.Рымкевич .

Явление электромагнитной индукции

«Счастливая случайность выпадает лишь на одну долю подготовленного ума».

Л.Пастернак

Опыт датского учёного Эрстеда

1820 год

1777 – 1851г

Майкл Фарадей

1791 – 1867 г.г., английский физик,

Почетный член Петербургской

Академии Наук (1830),

Основоположник учения об электромагнитном поле; ввел понятия «электрическое» и «магнитное поле»;

высказал идею существования

электромагнитных волн .

1821 год: «Превратить магнетизм в электричество».

1931 год – получил электрический ток с помощью магнитного поля

«Электромагнитная индукция» -

слово латинское, означает « наведение»

Опыт М. Фарадея

«На широкую деревянную катушку была намотана медная проволока длиной в 203 фута и между витками её намотана проволока такой же длины, изолированная от первой хлопчатобумажной нитью.

Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей…

При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока.

При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра…»

Что мы видим?

Вывод из увиденного опыта :

• Ток, возникающий в катушке (замкнутом контуре), называют

индукционным.

• Отличие полученного тока от известного нам ранее заключается в том, что для его получения не нужен источник тока.

Общий вывод Фарадея

Индукционный ток в замкнутом контуре возникает при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную контуром.

Электромагнитная индукция – это физическое явление, заключающееся в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

Возникающий при этом ток называют индукционным .

В чём причина возникновения индукционного тока в катушке?

Рассмотрим магнит:

Что вы можете сказать о магните?

Когда мы вносим магнит в замкнутый контур катушки, что у него изменяется?

А как определить направление индукционного тока?

Мы видим, что направление индукционного тока разное в этих опытах.

Основываясь на законе сохранения энергии, русский учёный Ленц предложил правило , по которому определяется направление индукционного тока.

Русский физик Эмиль Ленц

1804 – 1865гг.

0, если выдвигается, то ∆Ф 0). 3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф 0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф 0, то линии В и В′ сонаправлены). 4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока. ∆ Ф характеризуется изменением числа линий магнитной индукции В, пронизывающих контур " width="640"

1. Определить направление линий индукции внешнего поля В(выходят из N и входят в S ).

2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то ∆Ф 0, если выдвигается, то ∆Ф 0).

3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф 0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф 0, то линии В и В′ сонаправлены).

4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока.

∆ Ф

характеризуется изменением

числа линий магнитной индукции В,

пронизывающих контур

Математическая формула закона электромагнитной индукции

ε =  - ΔΦ/Δ t 

ΔΦ/Δ t - скорость изменения магнитного потока (единицы измерения Вб/с )

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Закон электромагнитной индукции

ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Ток в контуре имеет положительное направление при убывании внешнего магнитного потока.

Жесткий диск компьютера.

Электромагнитная индукция в современном мире

Видеомагнитофон.

Детектор полицейского.

Детектор металла в аэропортах

Поезд на магнитной подушке

Показ видеороликов о применении явления электромагнитной индукции: детектор металлов, запись информации на магнитные носители и чтение с них – диск «Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий» Образовательные комплексы.

История открытия электромагнитной индукции. Открытия Ганса Кристиана Эрстеда и Андре Мари Ампера показали, что электричество обладает магнитной силой. Влияние магнитных явлений на электрические было открыто Майклом Фарадеем. Ганс Кристиан Эрстед Андре Мари Ампер

Майкл Фараде́й () «Превратить магнетизм в электричество»- записал он в своём дневнике в 1822 году. Английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле, иностранный почетный член Петербургской Академии Наук (1830).

Описание опытов Майкла Фарадея На деревянный брусок намотаны две медные проволоки. Одна из проволок была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей. При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра

Описание опытов Майкла Фарадея Другой опыт заключался в регистрации всплесков тока на концах катушки, внутрь которой вставлялся постоянный магнит. Такие всплески Фарадей назвал "волнами электричества"

ЭДС индукции ЭДС индукции, вызывающая всплески тока ("волны электричества") зависит не от величины магнитного потока, а от скорости его изменения.

1. Определить направление линий индукции внешнего поля В (выходят из N и входят в S). 2.Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то Ф>0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф
3. Определить направление линий индукции магнитного поля В, созданного индукционным током (если Ф>0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф

Вопросы Сформулируйте закон электромагнитной индукции. Кто является основоположником этого закона? Что такое индукционный ток и как определить его направление? От чего зависит величина ЭДС индукции? Принцип действия каких электрических аппаратов основан на законе электромагнитной индукции?

Презентация на тему "Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея" по физике в формате powerpoint. В данной презентации для школьников рассказывается, как было открыто явление электромагнитной индукции, что собой представляет данное явление и какие имеет законы. Авто презентации: учитель Попова И.А.

Фрагменты из презентации

Открытие явления электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Явление электромагнитной индукции

заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Магнитный поток

• Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину
• Φ = B · S · cos α
• где B – модуль вектора магнитной индукции,
• α – угол между вектором и нормалью к плоскости контура
• Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб)

Закон электромагнитной индукции Фарадея

• Правило Ленца:
• При изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:

• Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле.
• Изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре.

Выводы

Явление электромагнитной индукции наблюдается в случаях:

• движение магнита относительно катушки (или наоборот);
• движение катушек относительно друг друга;
• изменение силы тока в цепи первой катушки(с помощью реостата или замыканием и размыканием выключателя);
• вращением контура в магнитном поле;
• вращением магнита внутри контура.

Явление электромагнитной индукции.

Явление электромагнитной индукции заключается в том, что при изменении магнитного потока через замкнутый контур, в последнем возникает электрический ток.

1.Собрать установку и получить индукционный ток.

2.Ответить на вопросы:

• От чего зависит направление индукционного тока?
• Как изменение магнитного потока через катушку влияет на величину индукционного тока?

а) от величины изменения магнитного потока;

б) от направления линий индукции магнитного поля.

Величина индукционного тока зависит от быстроты изменения магнитного потока.

Самоиндукция.

L - индуктивность, Гн(генри )

Появление индукционного тока в электрической цепи при

изменении в ней силы тока.

Применение явления электромагнитной индукции.

Индукционные токи, возникающие в проводниках, используются для их нагревания. На этом принципе основано устройство электропечей для плавки металлов. Тот же эффект используется в бытовых микроволновых СВЧ-печах.

Эти индукционные токи называются токами Фуко.

Трансформатор – прибор для преобразования напряжения.

1878г. Яблочков П.Н. И.Ф.Усагин.

Для уменьшения потерь энергии,

вызванных токами Фуко в сердечнике трансформатора, сердечник ламинируют,

изготавливают из тонких, изолированных друг от друга пластин.

К = N 1 / N 2 – коэффициент

трансформации

Детектор металла

Для обнаружения металлических предметов применяются специальные детекторы. Например, в аэропортах детектор металла фиксирует поля индукционных токов в металлических предметах.

Магнитное поле В 0 , создаваемое током I 0 передающей катушки, индуцирует в металлических предметах токи, препятствующие изменению магнитного потока. В свою очередь, магнитное поле В ’ , этих токов индуцирует в катушке-приемнике ток I’ , запускающий сигнал тревоги.

Индукционный электромеханический генератор переменного тока.

Наибольшее значение силы переменного тока ограничивается индуктивностью, т. е. чем больше будет индуктивность и частота напряжения, тем меньше будет значение силы тока. Переменный ток широко применяется в устройствах связи (радио, телевидение, проволочная телефония на дальние расстояния и т. п.).