Урок- соревнование по теме: «Электромагнитные явления» (11 класс)

Урок- соревнование по теме: «Электромагнитные явления»

Цель урока:

 1. Повторить электромагнитные явления, их практическое применение.

2.  Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности.

3.  Воспитать интерес к физике.

План урока:

1.Вступительное слово.

2.Физический диктант

3.Эстафета формул

4.Тест

5. Задачи в тестах

6. Разбор вопросов по рисункам

7.Демонстрация физического эксперимента

8.Аукцион законов, физических понятий.

9.Вопросы команд

10. Подведение итогов.

Девиз урока: «Превратить магнетизм в электричество»

Со времён Древней Греции , вплоть до 1820 года считалось, что электрические и магнитные явления имеют различную природу. Ряд учёных той поры высказывали гипотезу о существовании тесной связи между этими явлениями, но прямых доказательств этому не было.

Успех выпал на долю датского физика Эрстеда, который в 1813 году опубликовал работу «Исследование тождества электрических и химических сил», где предсказал интуитивно связь между электричеством и магнетизмом.

…Земля-гигантский соленоид, в котором непрерывно циркулирующие токи возбуждают наблюдаемые магнитные действия. Этот учёный впервые продемонстрировал опыт с проводником с током, в пространстве которого ориентировалась магнитная стрелка.

Вспомним некоторые вопросы из курса физики, связанные с наличием электрического и магнитного  полей.

Немного порассуждаем

Верны ли утверждения?

Электрическое поле создается неподвижным электрическим зарядом?

Магнитное поле создается движущимся зарядом?

Переменное электрическое поле порождает магнитное поле?

Электромагнитное поле- единое целое: в зависимости от системы отсчета проявляются те или иные свойства?

Электрическое поле не существует без магнитного, а магнитное поле не существует без электрического?

Перечислить основные величины, характеризующие электромагнитное поле, единицы измерения.

Магнитная индукция, магнитный поток, индуктивность, энергия электрического поля, энергия магнитного поля, Тесла, Вебер, Генри, Джоуль.

Майкл Фарадей в 1831 году записал в своем дневнике : «Превратить магнетизм в электричество» ( зачитать абзац из «Парадоксы и софизмы», с 85 ответ-рассуждение оценить

? При каких условиях появляется ток в проводнике?

? Факторы, влияющие на величину наведенного тока?

? Назвать фамилии ученых, кто внес вклад в развитие теории электромагнетизма (аукцион)

Физический диктант

Что является носителем тока в металлах? (электрон)

Устройство, необходимое для передачи тока на расстояние? (трансформатор)

Число колебаний в единицу времени? ( частота)

Наибольшее смещение от положения равновесия? (амплитуда)

Источник электрической энергии? (генератор)

Время полного колебания? (период)

Подчеркнув выделенные буквы получим имя основоположника электромагнитной теории

(ЭРСТЕД)

Эстафета формул

(по листу на каждую команду, заполнить пропущенные буквы, время – 2 мин)

Заполняют таблицу

Физическая величина	Буква	Формула	Единица измерения
Сила тока
Магнитный поток
Магнитная индукция
Напряжение
Электроемкость
Индуктивность
Период
Частота
Сопротивление

Команды решают задачи-тесты. 4 варианта. За каждый правильный ответ – 1 балл

1.Прямой проводник с током помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции В (смотри рисунок). Как направлена сила Ампера, действующая на проводник, если потенциал точки А больше потенциала точки С?

1) вверх
2) вправо
3) вниз
4) влево
5) по направлению вектора В

2.Линейный проводник длиной 20см при силе тока 5 А

находится в магнитном поле с индукцией 0,2Тл. Если угол , образованный
проводником с направлением векторамагнитной индукции равен 30Градусам,
то на проводник действует сила , модуль которой равен

1)0/1Н
2)10Н
3)0.2Н
4)20Н

3.

	Вектор магнитной индукции поля, созданного двумя параллельными одинаковыми по силе (I1 = I2) прямолинейными токами, текущими в одном направлении, как показано на схеме, в точке А
	1)  направлен вверх
	2)  направлен вниз
	3)  равен нулю
	4)  направлен влево
	5)  направлен вправо

4.В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник(см.Рисунок) и

почему?

Разбор вопросов- рисунков

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

Проблема: Откуда появился ток в замкнутом контуре?

Демонстрация опытов, подтверждающих связь электрического и магнитного полей

1.Если клеммы двух демонстрационных гальванометров соединить проводами и затем покачиванием одного из приборов вызвать колебание его стрелки, то и у другого

прибора стрелка тоже начнет колебаться. Объяснить опыт и при возможности проверить.

2.Взаимодействие токов

Оборудование: 2 ленты из фольги длиной до 1м, укрепленные на штативе, источник тока на 5-10 А (ВС-24М), реостат, двухполюсный переключатель, соединительные провода.

Собирают цепь с параллельными токами, изображенную на рисунке:

При одном положении контактов а,б переключателя токи в лентах сонаправлены и ленты притягиваются.

Внимание! Опыт идет при токах ~8 А, не допускайте соприкосновения лент, возможно замыкание!

Отключив питание цепи и перекинув контакты а,б можно наблюдать отталкивание лент.

Вопросы к опыту:

1.Как взаимодействуют параллельные токи. Докажите с помощью рисунков.

2.Как повысить наглядность опыта?

3.Какие меры безопасности необходимы при проведении опыта?

3.Движение проводника с током в магнитном поле

Оборудование: источник тока на 5-10 А, реостат, постоянный подковообразный магнит, проводник-качели, соединительные провода.

Собираем установку, показанную на рисунке. При пропускании тока проводник-качели втягивается или выбрасывается из межполюсного пространства подковообразного магнита. Изменяя направление полюсов источника тока, наблюдают обратный эффект.

Вопросы к опыту:

1.Почему проводник с током движется в магнитном поле?

2.Как изменить направление движения проводника?

3.Как определить направление движения проводника в магнитном поле?

4. Поворот рамки стоком в магнитном поле

Оборудование: проволочная рамка на подставке, источник тока (ВС-24М), постоянные магниты, подставки, ключ, соединительные провода.

Собирают схему, изображенную на рисунке:

При пропускании тока рамка поворачивается. Демонстрируют изменение направления поворота рамки в зависимости от направления магнитного поля и тока в рамке.

Вопросы к опыту:

1.Почему при изменении положения магнитов изменяется направление вращения рамки?

2.Что произойдет, если изменить направление тока в рамке?

3.Где используется данное явление?

5. Электромагнитная индукция

Оборудование: гальванометр от вольтметра, дроссельная катушка, магнит полосовой, прибор для демонстрации правила Ленца, магниты прямые, проволочный виток с лампочкой, кольца алюминиевое, медное.

1.Опыт Фарадея. К гальванометру подсоединяют катушку и возбуждают в ней индукционный ток движением прямого магнита. Показывают, что отклонение стрелки гальванометра зависит от направления движения магнита внутри катушки, от количества магнитов, движущихся внутри катушки. Схема опыта показана на рисунке:

2.Дроссельную катушку включают в сеть напряжением 220 В (1200 или 2400 витков), вставив в нее сердечник. На сердечник надевают проволочный виток

с лампочкой. Сняв проволочный виток, надевают на сердечник алюминиевое и медное кольцо. Схема опыта показана на рисунке:

3.Устанавливаем прибор для демонстрации правила Ленца на подставке. Складываем два полосовых магнита вместе одноименными полюсами и быстро вводим их внутрь целого кольца. Схема опыта показана на рисунке:

Наблюдаем, что кольцо отталкивается от магнита. Также быстро вынимаем магниты из кольца, обращаем внимание что, кольцо движется за магнитами. Повторяем опыт с разрезанным кольцом. Объясняем результаты.

Вопросы к опыту:

1.Роль опыта Фарадея в современной жизни.

2.Объясните результаты в опытах с дроссельной катушкой.

3.Условия возникновения индукционного тока.

Аукцион законов, правил об электрических и магнитных полях

Вопросы команд друг другу

Подведение итогов

Какое практическое значение имеет электромагнитное явление?

Подсчет баллов, заработанных командами , плюс жетоны участников по отдельным вопросам. Оценить активность, инициативу,  правильность, обоснованность ответов.

Плакат с изображением различных измерительных приборов (см. «Не уроком единым», с.58) Указать, какие из них работают на принципе электромагнитных явлений.

«Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных открытий, разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея»  русский  физик Столетов