План – конспект урока физики на I курсе «Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея»

План – конспект урока физики на I курсе

«Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея»

Пояснительная записка

            Урок «Явление электромагнитной индукции» относится к теме «Электромагнитное поле». Целью данного урока является знакомство учащихся с явлением электромагнитной индукции. Одним из принципов конструирования учебного процесса является принцип максимального участия учеников в учебном процессе, который предполагает включение учеников на уроке в различные виды деятельности. Для формирования и развития знаний и умений у обучающихся необходимо организовать их работу по самостоятельному добыванию знаний в процессе творческого поиска, что и предполагает данный проблемно-поисковый урок.

Тип урока: урок комплексного получения знаний, умений, навыков.

Методы обучения: репродуктивный, проблемно-поисковый, исследовательский, объяснительно-иллюстративный.

Формы организации познавательной деятельности:

фронтальная (фронтальная беседа на всех этапах урока); групповая.

По типу это урок изучения нового материала, урок-исследование.
Изучение нового материала я организую путем вовлечения учащихся:

в познавательную деятельность, которая будет заключатся в проведении исследования; в информационно-коммуникативную деятельность с использованием мультимедийных ресурсов и физических и профессиональных приборов; в рефлексивную деятельность, которая будет заключатся в оценке своей работы.

Обратная связь будет осуществлена с использованием листа итогов.
Здоровьесберегающая среда создана через создание комфортных условий для проведения урока, смену видов деятельности, соблюдение санитарно-гигиенических требований.

Цели урока:

образовательные:

познакомить обучающихся с явлением электромагнитной индукции, исследовать явление электромагнитной индукции с использованием физических приборов и досмотрового металлодетектора;

ввести понятие «индукционный ток», показать, что индукционный ток появляется при изменении магнитного потока, пронизывающего контур; изучить правило Ленца;

развивающие: развитие творческих способностей учащихся;

развитие логического мышления и внимания, умения анализировать факты в ходе обсуждения демонстрационных опытов;

сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы;

воспитательные: воспитание умения к самостоятельному исследованию, к совместной и коллективной работе в группе;  профориентационное, духовно-нравственное воспитание.

Задачи урока:

1. исследовать явление электромагнитной индукции, ввести понятие «индукционный ток», изучить правило Ленца;

2. формировать умение выполнять эксперименты, выявлять зависимости, выдвигать гипотезы, делать обобщения;

3. развивать познавательные интересы, творческие способности в процессе самостоятельного приобретения новых знаний, выполнения экспериментальных исследований;

4. воспитывать убежденность в необходимости знаний и умений по физике в профессиональной деятельности; воспитывать потребность и интерес к предмету;

5. воспитывать  необходимость обосновывать высказываемую позицию, сотрудничать в процессе совместного выполнения задач.

На доске: тема урока; высказывание «Превратить магнетизм в электричество» М. Фарадей.

План урока:

1. Оргмомент.
2. Актуализация знаний, нужных для решения проблемы.
3. Постановка проблемы.
4. Исследование явления.

5. Прикладное значение темы: изучение принципов работы металлодетектора.
6. Обсуждение итогов исследования, решения проблемы, достижения цели..
7. Рефлексия.

8. Итоги урока.

9. Домашнее задание.

Оборудование: комплекты лабораторного оборудования, катушка демонстрационная, демонстрационный гальванометр, соединительные провода, магнит, виток, кольцо, проектор, ПК, презентация по теме.

Ход урока:

1. Оргмомент:

Введение. Здравствуйте, ребята.  Сегодня мы продолжим разговор о магнитном поле и познакомимся на уроке 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 бы проверить, что вы усвоили на прошедших уроках.

2. Актуализация знаний, нужных для решения проблемы:

(Презентация)

Самостоятельная работа (тестирование с самопроверкой):

(за каждый правильный ответ 1 балл)

Выберите варианты правильных ответов:

1. Магнитное поле существует

а) вокруг проводника с током
б) вокруг движущихся заряженных частиц
в) вокруг неподвижных зарядов
г) вокруг магнита

2. Кто впервые из учёных доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле?

а) Эрстед
б) Ньютон
в) Архимед
г) Ом

3. Чтобы увеличить магнитный поток (см. рисунок), нужно:

а) алюминиевую рамку заменить железной
б) поднимать рамку вверх
в) взять более слабый магнит 
г) усилить магнитное поле

4. Проводник, показанный на рисунке, притягивается к магниту, потому что:

а) проводник медный
б) на проводник действует сила Ампера
б) проводник наэлектризован
в) проводник слабо натянут

5. Проводник с током расположен перпендикулярно плоскости листа, ток направлен от нас. Выберите рисунок, изображающий магнитное поле такого проводника с током.

 1)                 2)                   3)                    4)

 

6. Продолжите выражение:

1. С помощью правила буравчика можно найти

________________________________________________________________

2. С помощью правила правой руки можно найти

________________________________________________________________

3. С помощью правила левой руки можно найти

________________________________________________________________

4. Электрическое поле образуется вокруг

________________________________________________________________

5. Магнитное поле порождается  вокруг
________________________________________________________________

Сумма баллов _______________________

Перевод баллов: «5» - 9-10 баллов

«4» - 7-8 баллов

«3» - 5-6 баллов

«2» - ниже 4 баллов

Оценка ___________________

Реализация опорных знаний. Фронтальная работа

(обсуждение результатов самостоятельной работы):

1. Что называется магнитным полем? Каковы его основные свойства?

Ученик: Магнитное поле это особый вид материи. Магнитное поле порождается движущимися зарядами, а значит электрическим током.

2. Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?

Ученик: Магнитное поле порождается движущимися заряженными частицами. Электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц. Следовательно, электрический ток порождает магнитное поле (вокруг проводника стоком существует магнитное поле).

3. Что можно определить, используя правило буравчика, правой и левой руки?

Ученик: С помощью правила  буравчика по направлению тока можно определить направление линий магнитного поля, создаваемого этим током. А по направлению линий магнитного поля - направление тока, создающего это поле.

4. От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

Ученик: Направление силы, действующей на проводник с током, зависит от направления тока  и направления линий магнитного поля.
5. Как называется величина, служащая количественной характеристикой магнитного поля?

Ученик:  Эта величина получила название магнитной индукции. Магнитная индукция - векторная  величина. Направление магнитной индукции выбрано перпендикулярно направлению тока и направлению силы, с которой поле действует на ток.

3. Постановка проблемы:

Учитель: После открытия в 1820 году Х. Эрстедом магнитного действия электрического тока М. Фарадея увлекла  проблема связи между электричеством и магнетизмом. В 1821 году в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество».   Однажды, когда он не явился на заседание королевского общества, его спросили, по какой причине он не пришел. Он ответил: «Я занимался более важным делом - я превращал магнетизм в электричество». Почти 10 лет упорной работы потребовалось Фарадею для решения этой задачи. Он ставит множество опытов, ведет записи о каждом эксперименте, каждой мысли. О громадной работоспособности Фарадея говорит хотя бы тот факт, что последний параграф его «Дневника» был записан под номером 16041!

Проблема: Подумайте, как он это сделал, используя оборудование, которое есть у вас на столе.
Ученики: использовал магнит и катушку.

Учитель: Откуда появился ток в замкнутом контуре?

(При затруднении, учащимся можно задать несколько подсказывающих вопросов)

Что из себя представляет контур? (ответ: контур замкнутый)

Что существует вокруг полосового магнита? (ответ: вокруг магнита существует магнитное поле)?

Что появляется, когда в контур вносят (выносят) магнит? (ответ: замкнутый контур пронизывает магнитный поток)

Что происходит с магнитным потоком при внесении (вынесении) магнита в замкнутый контур? (ответ: магнитный поток изменяется)

Учитель: Причина возникновения электрического тока в замкнутом контуре – изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур. Это изменение порождает электродвижущую силу внутри проводника и заставляет электроны в катушке двигаться упорядоченно в сторону движения магнита.  Это явление впервые было обнаружено Майклом Фарадеем в 1831 году. Оно было названо явлением электромагнитной индукцией.

4. Исследование явления:

Учитель: Давайте рассмотрим упрощенные варианты опытов Фарадея:

Опыт 1: внесение (вынесение) полосового магнита из замкнутого контура, соединенного с гальванометром:

Подключим одну катушку к гальванометру и вставим в нее магнит. Тока нет. При движении магнита внутри катушки возникает индукционный ток, существование которого демонстрирует нам гальванометр. При движении  катушки относительно магнита также возникает индукционный ток, существование которого демонстрирует гальванометр

Причина возникновения тока:

изменение числа линий магнитной индукции.

Опыт 2: Подключим одну катушку к источнику тока и вставим во вторую, подключенную к гальванометру. При движении катушки, по которой идет ток внутри второй, также возникает индукционный ток, существование которого демонстрирует нам гальванометр.

 

Причина возникновения тока:

изменение числа линий магнитной индукции.

Опыт 3: замыкание (размыкание) ключа:

При замыкании и размыкании цепи первой катушки происходит изменение силы тока и изменение магнитного поля вокруг нее, мы также наблюдаем  наличие индукционного тока во второй катушке.

Причина возникновения тока: изменение силы тока в одной цепи приводит к изменению магнитной индукции.

Из опытов видно, что само существование магнитного поля недостаточно. И тогда Фарадея посетило великое прозрение: электрическое поле возбуждается лишь при изменении магнитного поля. Сегодня эффект возникновения электрического поля при изменении магнитного физики называют электромагнитной индукцией.

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.

Электрический ток можно получить, если:
1. Замкнутый проводящий контур движется в постоянном магнитном поле.

2. Замкнутый проводящий контур покоится в переменном магнитном поле.

Электромагнитная индукция – явление порождения электрического тока переменным магнитным полем.

Явление электромагнитной индукции: при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока.

Учитель: Отчего зависит величина и направление индукционного тока?

Опыт 1: внесение (вынесение) магнита в замкнутый контур сначала с одним магнитом, затем с двумя магнитами.

 

Вывод: величина тока зависит от величины магнитной индукции.

Опыт 2: внесение (вынесение) магнита сначала северным полюсом, затем южным полюсом.

Вывод: направление тока зависит от направления магнитного поля.

Групповая работа с учебником:

1 ряд: что происходит при внесении магнита в кольцо с прорезью.                              

2 ряд: что происходит при внесении магнита в кольцо без прорези.                                     

3 ряд: что происходит при вынесении магнита из кольца без прорези.

Вывод: правило Ленца - возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван, т.е. индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.

Опыт 3: вносим магнит сначала медленно, затем быстро.

Вывод: величина тока зависит от скорости внесения магнита.

5. Прикладное значение темы. Изучение  принципов работы металлодетектора:

Учитель: Имя Майкла Фарадея и его открытия заняли  достойное место среди  гениальных ученых человечества, в честь этого гениального ученого была названа единица измерения емкости. На основе явлениея электромагнитной индукции Вернер  Сименс изобрел в 1866г. динамо-машину, положившую основу для промышленного производства электроэнергии - переменного индукционного тока. На основе явления электромагнитной индукции были созданы мощные генераторы электрической энергии, оно вызвало появление и бурное развитие электротехники и радиотехники. Трансформатор, детектор металла, индукционные печи, запись и воспроизводство информации на магнитных носителях, счетчик электроэнергии, поезд на магнитной подушке - все эти приборы работают на основе явления электромагнитной индукции. Но мы с вами сегодня более подробно поговорим о принципах работы металлодетекторов, так как это приборы с которыми вам предстоит работать в своей профессиональной деятельности.

(презентация «Металлодетектор»)

Физкультпауза (проверка досмотровым металлодетектором).

6. Обсуждение итогов исследования, решения проблемы, достижения цели:

Учитель: Что же мы сегодня изучили? Явление.

Какое? Явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре. Это и есть явление электромагнитной индукции.

Условие его возникновения? Изменение числа линий магнитной индукции через поверхность, ограниченную контуром.

 Сформулируйте определение явления электромагнитной индукции.

Итак, мы достигли цели урока - магнетизм превратили в электричество.

7. Рефлексия:

Продолжи фразу:

Мне было интересно…

Я сегодня понял, что…

Я сегодня ему научился…

Мне было трудно…

Завтра я хочу на уроке…

8. Итоги урока:

          Сегодня мы с вами познакомились с явлением электромагнитной индукции, которое используется во всех современных генераторах, преобразующих механическую энергию в электрическую. Это явление, открытое М. Фарадеем в 1831 году, сыграло решающую роль в техническом прогрессе современного общества. Оно является физической основой современной электротехники, обеспечивающей промышленность, транспорт, связь, сельское хозяйство, строительство и другие отрасли, быт и культуру людей электрической энергией. Оно предотвращает преступления! Нам удалось превратить магнетизм в электричество!

Ваши сегодняшние оценки

9. Домашнее задание: §39,40, стр. 163-169.

Спасибо всем за активную работу на уроке.