Індукція магнітного поля. Потік магнітної індукції.

Урок №

Тема: Індукція магнітного поля. Потік магнітної індукції.

Мета уроку:вивчити поняття індукції, познайомити учнів з розумінням поняття магнітного потоку. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу Хід уроку І. Організаційна частина ІІ. Актуалізація опорних знань учнів ІІІ. Мотивація навчальної діяльності IV. Повідомлення теми, мети, завдань уроку Історія відкриття явища електромагнітної індукції. Виявлена Ерстедом 1820 року дія електричного струму на магнітну стрілку показала, що електричні та магнітні явища, які вважалися до цього ізольованими, взаємозалежні. Однак дослід Ерстеда показав тільки один бік цього зв'язку — породження магнітного поля електричним струмом. Англійський фізик Майкл Фарадей, довідавшись про досліди Ерстеда, узявся до пошуків зв'язку магнітних явищ із електричними. Пошуки Фарадея тривали від 1821 до 1831 р. Він виявив неабияку винахідливість, наполегливість і завзятість, поки, нарешті, не одержав електричний струм за допомогою магнітного поля. Час показав, яке велике значення мало відкриття Фарадея. Повторюючи слова Гельмгольца, можна з повним правом сказати: «Поки люди будуть користуватися благами електрики, вони будуть пам'ятати ім'я Фарадея». Дія магнітного поля на прямолінійний провідник зі струмом. Силова характеристика магнітного поля. Помістимо рухомий провідник зі струмом між полюсами підковоподібного магніту. Під дією магнітної сили FА (її називають силою Ампера) цей провідник втягується в проміжок між полюсами. При зміні напряму струму провідник рухається в зворотний бік. Напрям сили FA, яка діє на прямолінійний провідник зі струмом у магнітному полі, визначається правилом лівої руки : якщо розмістити ліву руку вздовж провідника так, щоб чотири пальці показували напрям струму в ньому, а лінії магнітної індукції входили в долоню, то відігнутий великий палець показуватиме напрям сили, яка діє на провідник зі струмом (сили Ампера).

Ампер показав, що сила FA прямо пропорційна довжині провідника і силі струму в ньому. Вона залежить ще від кута α між напрямом струму і напрямом ліній індукції в тому місці, де є провідник. З'ясовано, що сила FА пропорційна sin α і має максимальне значення FA макс, коли провідник перпендикулярний до ліній індукції поля. Отже, сила Ампера визначається формулами: FA = ВIl sinα, Множник В у формулах визначає залежність сили Ампера від магнітного поля, в яке вміщено провідник зі струмом. Переміщення провідника зі струмом під дією сили Ампера характерне тим, що при цьому електрична енергія перетворюється в механічну. Це явище лежить в основі принципу дії електродвигунів. Магнітний потік. Виділимо в магнітному полі досить малу площадку ΔS . Тоді магнітним потоком Ф через площадку ΔS називатиметься фізична величина, яка визначається добутком модуля вектора магнітної індукції В однорідного магнітного поля на площу даної площадки: Ф= BΔS . 3. Фізична суть явища електромагнітної індукції. Ґрунтуючись на попередніх дослідах, можна підвести учнів до висновку: для збудження електричного струму в замкнутому контурі необхідно змінювати магнітний потік через цей контур. Явище електромагнітної індукції полягає ось у чому: під час будь-якої зміни магнітного потоку, що пронизує контур провідника, в останньому виникають сторонні сили (дія яких характеризується електрорушійною силою індукції): а) якщо контур провідника замкнутий, то в ньому виникає струм, який називається індукційним; б) якщо контур розімкнутий, то на його кінцях виникає різниця потенціалів. Задачі для розв'язування на уроці 1. Замкнуте металеве кільце рухається в однорідному магнітному полі поступально. Чи виникає індукційний струм у кільці? Чому? 2. Рама автомобіля являє собою замкнутий контур. Чи буде виникати в ній індукційний струм під час руху машини? Магнітне поле Землі поблизу її поверхні вважати однорідним. 3. Як треба зорієнтувати дротяну рамку в однорідному магнітному полі, щоб магнітний потік через рамку дорівнював нулю? Був максимальним? До конспекту учня 1. Магнітним потоком Ф через площадку ΔS називають фізичну величину, яка визначається добутком модуля вектора магнітної індукції В однорідного магнітного поля на площу даної площадки: Ф= BΔS. 2. Явище електромагнітної індукції: під час будь-якої зміни магнітного потоку, що пронизує контур про¬відника, в останньому виникають сторонні сили (дія яких характери¬зується ЕРС індукції): а) якщо контур провідника замкнутий, то в ньому вимикає струм, що називають індукційним; б) якщо контур розімкнутий, то на його кінцях виникає різниця потенціалів. V. Підсумок уроку 1. Що характеризує вектор магнітної індукції В ? 2. Яку фізичну величину називають магнітним потоком? 3. У яких одиницях вимірюється магнітний потік? 4. У яких випадках у замкнутому провіднику, що перебуває у магнітному полі, виникає індукційний струм? VІ. Домашнє завдання

#уроки