Урок физики "Явление Электромагнитной индукции"(9 класс)

Таблица 1.

Принцип работы	знаю	догадываюсь	Хочу узнать
Обычный фонарик
Фонарик Фарадея

Таблица 2.

Схема опыта	Вывод из опыта

Пример заполнения

1.       Какой набор приборов и материалов необходимо использовать, чтобы экспериментально продемонстрировать явление электромагнитной индукции?

а) два полосовых магнита, подвешенных на нитях

б) магнитная стрелка и прямолинейный проводник, подключённый к источнику постоянного тока

в) проволочная катушка, подключённая к миллиамперметру, полосовой магнит

г) полосовой магнит, лист бумаги и железные опилки

2. В электродинамическом микрофоне, изображённом на рисунке, увеличили число витков провода в катушке. Как в результате этого изменится (увеличится или уменьшится) напряжение, подаваемое с выводов катушки на электрическую схему, к которой она подключена? Ответ поясните.

Микрофон

В современных технических устройствах, применяемых для записи и трансляции звука, невозможно обойтись без микрофона. Микрофон — это устройство, предназначенное для преобразования звуковой волны в электрический сигнал, который затем может использоваться для записи звука, для его усиления или воспроизведения. Микрофоны могут иметь различные конструкции, их работа основывается на различных физических принципах. Однако все микрофоны имеют общие элементы конструкции — это мембрана, которая воспринимает звуковые колебания, и электромеханическая часть, которая преобразует механические колебания в электромагнитные.

Рассмотрим в качестве наиболее простого примера электродинамический микрофон с подвижной катушкой. Он состоит из корпуса, внутри которого неподвижно закреплён полосовой постоянный магнит ПМ. Упругая мембрана М вынесена на один из торцов корпуса микрофона. К мембране прикреплена катушка К, на которую намотано много витков провода. Катушка расположена так, что она находится вблизи одного из полюсов магнита. При воздействии звуковых волн на мембрану она приходит в колебательное движение, и вместе с ней начинает колебаться катушка, двигаясь вдоль продольной оси магнита. В результате этого изменяется магнитный поток через катушку, и в ней, в соответствии с законом электромагнитной индукции, возникает переменное напряжение. Закон изменения этого напряжения соответствует закону колебаний мембраны под действием звуковых волн. Таким образом, механический сигнал (звуковая волна) преобразуется в электрический (колебания напряжения между выводами намотанного на катушку провода), который затем подаётся на специальную электрическую схему. Следовательно, в данном типе микрофона электромеханическая часть состоит из постоянного магнита, подвижной проволочной катушки и электрической цепи, к которой она подключена.

Существуют и другие типы микрофонов — конденсаторный микрофон (в нём мембрана прикреплена к одной из пластин включённого в электрическую цепь конденсатора, в результате чего при колебаниях мембраны изменяется его электрическая ёмкость), угольный микрофон (в нём мембрана при колебаниях давит на угольный порошок, включённый в электрическую цепь, в результате чего изменяется его сопротивление), пьезомикрофон (его работа основана на свойстве некоторых веществ — пьезоэлектриков — создавать электрическое поле при деформациях), а также ряд модификаций этих типов микрофонов.

3.       Изменится ли если изменится, ток как, время нагревания кастрюли на индукционной плите при увеличении частоты переменного электрического тока в катушке индуктивности под стеклокерамической поверхностью плиты? Ответ поясните.

Принцип действия индукционной плиты

В основе действия индукционной плиты лежит явление электромагнитной индукции — явление возникновении электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока через площадку, ограниченную контуром проводника. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления вектора магнитной индукции и скорости его изменения, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание. Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20–60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит: нагрев происходит быстрее, чем на газовой или обычной электрической плите, а КПД нагрева у индукционной плиты выше, чем у этих плит.

Устройство индукционной плиты: 1 — посуда с дном из ферромагнитного материала; 2 — стеклокерамическая поверхность; 3 — слой изоляции; 4 — катушка индуктивности.

Индукционные плиты требуют применения металлической посуды, обладающей ферромагнитными свойствами (к посуде должен притягиваться магнит). Причём чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.

Технологическая карта урока по физике по теме «Явление электромагнитной индукции»

Автор разработки:

Мишакова Наталья Геннадьевна

Общая часть

Предмет	Класс	Тема урока
физика	9	Явление электромагнитной индукции. (параграф 39)

Используемый учебник

Название	Класс	Авторы
Учебник Физика 9 класс.	9	А.В. Перышкин, Е.М. Гутник

Тип урока: Урок открытия новых знаний

Цель деятельности учителя: Создание условий для формирования представления о физическом явлении электромагнитной индукции, о способах возникновения индукционного тока, о практическом применении ЭМИ. Обучающиеся получат возможность воспроизвести опыты Фарадея, анализировать результаты исследований, выявлять зависимости, выдвигать гипотезы.

Задачи:

1. Обеспечить мотивацию учащихся для возникновения внутренней потребности, включения в учебную деятельность;

2. Помочь обучающимся с поставкой цели урока, с выбором способов и средств достижения цели;

3. Способствовать учащимся исследовать явление электромагнитной индукции, сформировать у учащихся целостное представление о понятиях ЭМИ и указать на практическое применение этого физического явления;

4. Отработать навыки сопоставления работы с эталоном для самопроверки, самоконтроля, самооценки, рефлексивной самоорганизации.

Планируемые образовательные результаты

Предметные	Метапредметные		Личностные
Формирование умения исследовать явление ЭМИ. Развитие способности применять теоретические знания для решения практических задач.	- создание условий для освоения учащимися научных методов познания, формирование исследовательских и экспериментальных умений. - формирование умения структурировать тексты, с помощью графических инструментов (сводная и обобщающая таблица) ‒ формирование умения определять понятия, создавать обобщения, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение и делать выводы.  - формирование умения самостоятельно определять цели обучения  - формирование умения планировать пути достижения целей  - формирование умения осуществлять контроль своей деятельности  - формирование умения проводить рефлексию учебной деятельности на уроке		создание условий для развития навыков конструктивного сотрудничества в ситуации решения общих проблем; эффективно сотрудничать и способствовать продуктивной кооперации; строить продуктивное взаимодействие со сверстниками и взрослыми.
ТСО (оборудование: доска, плакаты)		Средства ИКТ (ЭФУ, ПК, мобильный класс, компьютерные программы/приложения, ресурсы сети Интернет)
1 группа: катушка – моток, полосовой магнит, миллиамперметр, штатив. 2 группа: миллиамперметр, катушка – моток, катушка с железным сердечником, ключ, соединительные провода, источник питания. 3 группа: миллиамперметр, катушка –моток, катушка с железным сердечником, ключ, реостат, соединительные провода, источник питания. 4 группа: катушка – моток, полосовой магнит, миллиамперметр, штатив. 5 группа: катушка – моток, дугообразный магнит, миллиамперметр, штатив.		ПК, Интернет, учебная презентация, ресурсы в сети: 6 группа: https://phet.colorado.edu/sims/html/faradays-law/latest/faradays-law_en.html Презентация Ссылка на интерактивное задание (для д/з) https://learningapps.org/view6145932 Ссылка на видеосюжет (для д/з) https://www.youtube.com/watch?v=4WdnvZEgIEQ

Организационная структура урока

Этап урока	Содержание деятельности учителя	Содержание деятельность обучающихся	Формируемые способы деятельности
Организационно- мотивационный этап	Организация: Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Создание в классе атмосферы психологического комфорта. Мотивация: Предлагаю ответить на проблемно-поисковый вопрос. (Что делать если внезапно отключили свет? В доме нет свечей, в фонарике окислились батарейки, заряд на телефоне минимальный. Что cделать, чтобы не попасть ещё раз в такую ситуацию? (Надолго остаться без света.) На слайде два вида фонарика обычный и Фарадея. На столах у детей таблица 1. Необходимо её заполнить. Изобразить принципиальную схему работы фонариков. Принцип работы знаю догадываюсь Хочу узнать Обычный фонарик Фонарик Фарадея	Настраиваются на учебную деятельность. При обсуждении ученики демонстрируют приобретенные ранее знания. Ученики предлагают варианты, обсуждают их и приходят сами или с помощью учителя к верному ответу. Только для фонарика обычного. Ученик выходит к доске и заполняет таблицу. Взаимопроверка и взаимооценивание с вариантом на доске.	Саморегуляция Мобилизация внимания Анализ предлагаемых гипотез Формулирование принципа работы, изображение схемы, вывод
Актуализация знаний	Предлагаю ответить на вопросы по прошлой теме, которые помогут перейти к теме занятия. Консультирует.	Обсуждение принципа работы фонарей, т.е. Отвечают на вопросы: -Что такое электрический ток? -Условия существования тока? -Что возникает вокруг проводника стоком? -Может ли возникнуть ток в проводнике, который не подключён к источнику тока? Ученики получили задание, для решения которого недостаточно имеющих умений.	Построение научно обоснованного устного высказывания Построение схемы рассуждения и её аналитическое обоснование
Выявление затруднений и формулировка целей деятельности	Цель формулируют сами учащиеся, определив границы знания и незнания, через методически прием «Домысливание». Учитель обращает внимание на тему урока и слова "помощники"	Определяют конкретное место затруднений. Определяют причину затруднений, конкретные знания и умения, которых пока нет для решения поставленной задачи. Записывают в тетрадь тему урока «Явление электромагнитной индукции» И самостоятельно, по ключевым словам, формулируют цель и задачи урока Изучить… Узнать…. Провести….	Построение научно обоснованного устного высказывания
Построение проекта решения проблемы и реализация проекта	Для того чтоб достичь цели, нам необходимо разбиться на 6 групп. Каждая группа получит задание, на выполнение которого отводится 10 минут. Затем представитель от каждой группы отчитается о проделанной работе и сделает вывод. Функции учителя ·         Контролирует ход работы в группах ·         Отвечает на вопрос ·         Регулирует споры ·         Помогает отдельным учащимся ·         Следит за адекватностью поведения в группах Технологический процесс групповой работы 1.Деление на группы. 2.Инструктаж о последовательности работы. 3.Раздача дидактического материала по группам. 4.Распределение ролей в группе. 5.Работа в группе.	Порядок работы в группе ·         Знакомство с заданием (1мин.) ·         Распределение заданий внутри группы (15-20сек.) ·         Выполнение заданий (3-6мин.) ·         Обсуждение результатов работы в группе (2-3мин) ·         Ответы участников группы. ·         Оценка своей работы в личной карточке участника (20-30сек.) ·         Общий вывод о групповой работе и достижении поставленной цели. Ученики приступают к эксперименту (реальному или интерактивному) и выясняют, при каком условии в катушке возникает электрический ток. Обсуждение итогов работы (рефлексия по результату). Группа выдвигает выступающего, который рассказывает о результатах ее работы. Результаты всех групп фиксируются на доске и затем обсуждаются. По мере выступления групп заполняется таблица 2 Схема опыта Вывод из опыта	Построение научно обоснованного устного высказывания Построение схемы рассуждения и её аналитическое обоснование Построение плана действий Выбор необходимых ресурсов Формулировка гипотез Построение схемы эксперимента, формулировка цели опыта, проведение опыта, анализ результатов
Коррекция	Выработка группового решения. Решение рождается в процессе критической оценки предложенных вариантов и выбора общего, наиболее оптимального из них.	Учащиеся формулируют определение «Явление электромагнитной индукции»	Представление информации в различных формах, сопоставление Вывод
Закрепление изученного материала	Вернемся к началу урока, а именно к таблице 1. Принцип работы знаю догадываюсь Хочу узнать Обычный фонарик Фонарик Фарадея   Заполните теперь…изобразите схему фонарика Фарадея и укажите принцип его работы.	Все учащиеся работают с рабочими листами. Первый кто справился с работой демонстрирует всему классу. Ученик выходит к доске и заполняет таблицу: 1.      Схема фонарика Фарадея 2.      Принцип работы 3.      Явление ЭМИ (определение) 4.      Условие возникновения индукционного тока Взаимопроверка и взаимооценивание с вариантом на доске.	Выбор на основе конкретного условия Построение научно обоснованного устного высказывания Построение схемы рассуждения и её аналитическое обоснование Сопоставление понятий/объектов /явлений Построение обобщающего высказывания Формулировка понятия
Этап деятельностного закрепления изученного материала через решение практических задач.	Практическое применение физического явления, работа по тексту. На данном уроке желательно разобрать качественные задачи, это соответствует общей концепции урока и формирует хорошую теоретическую базу для решения задач на следующих уроках.	Ученики внимательно читают тексты, обсуждают в группе, формулируют ответ, отвечают учителю. Практическое применение физического явления самостоятельно приводят примеры.	Организация познавательного процесса Определение опознавательных признаков явлений/ объектов Построение обобщающего высказывания Работа с текстом Построение устных высказываний
Рефлексия деятельности	Учитель предлагает ученикам обсудить этот вопрос: что для вас было известным? Что оказалось новым? Неожиданным и удивительным? Какие ваши первоначальные знания по данной теме были неполными/неверными? Как вы думаете – почему? Что надо делать в случае сомнения или заблуждения?	Ученики в очередной раз приходят к пониманию, что мир познаваем, что каждый новый элемент знаний связан с полученной ранее некоторой системой знаний. Пробелы в знаниях мешают воспринимать учебный материал, видеть целостную картину мира. Заполняют оценочный лист.	Построение устных высказываний Саморефлексия деятельности на уроке
Домашнее задание	На уроке рассказать о содержании ДЗ, можно дать некоторые советы по выполнению работы: 1.      Параграф 39 упр 36 2.      Параграф 39 и задание https://learningapps.org/view6145932 3.      Посмотреть видео и ответить на вопрос: Смогу ли я изготовить фонарик Фарадея?  И что для этого мне надо? 4.      Изготовить фонарик Фарадея	Ученик не должен решать всё, ему предоставляется выбор из нескольких заданий разного уровня сложности и разного содержания (для учеников с разным уровнем обучения, интересами и возможностями)	Мобилизация внимания Построение устных высказываний (вопросов)