Okvir lekcije iz fizike. Tema: Vrtložno električno polje

Svrha lekcije: oblikovati ideju da se EMR indukcije može pojaviti ili u fiksnom vodiču smještenom u promjenjivom magnetskom polju, ili u pokretnom vodiču u konstantnom magnetskom polju; zakon elektromagnetske indukcije vrijedi u oba slučaja, a porijeklo EMF-a je različito.

Tokom nastave

Provjeravanje domaćih zadataka frontalnom anketom i rješavanje problema

1. Koja se vrednost menja proporcionalno brzini promene magnetnog fluksa?

2. Radite, koje sile stvara EMF indukcija?

3. Formulirajte i zapišite formulu zakona elektromagnetske indukcije.

4. U zakonu elektromagnetske indukcije postoji znak minus. Zašto?

5. Koliki je EMP indukcije u zatvorenoj petlji žice, čiji je otpor 0,02 Ohm, a indukcijska struja 5 A.

Odluka. Ii \u003d ξi / R; ξi \u003d Ii R; ξi \u003d 5 0,02 \u003d 0,1 B

Učenje novog materijala

Razmotrimo kako nastaje EMF indukcije Fiksni provodnik nalazi se u naizmjeničnom magnetnom polju. To ćete najlakše shvatiti na primjeru transformatora.

Jedna zavojnica je zatvorena za mrežu naizmjenične struje, ako je druga zavojnica u njoj nastaje struja. Elektroni u sekundarnim žicama počet će se kretati. Koje sile pokreću slobodne elektrone? Magnetsko polje to ne može učiniti, jer djeluje samo na pokretne električne naboje.

Slobodni elektroni pokreću se pod dejstvom električnog polja, koje je nastalo naizmeničnim magnetnim poljem.

Tako smo došli do koncepta novog temeljnog svojstva polja: Mijenjajući se s vremenom, magnetsko polje stvara električno polje. Ovaj zaključak je napravio J. Maxwell.

Dakle, u fenomenu elektromagnetske indukcije glavno je stvaranje električnog polja magnetskim poljem. Ovo polje pokreće besplatne naboje.

Struktura ovog polja razlikuje se od strukture elektrostatičkog. Nije povezan sa električnim nabojima. Zatezne linije ne započinju pozitivnim i ne završavaju negativnim nabojima. Takve linije nemaju početak ili kraj - one su zatvorene linije slične linijama magnetne indukcije. Ovo je vrtložno električno polje.

EMF indukcije u stacionarnom provodniku smještenom u naizmjeničnom magnetnom polju jednak je radu vrtložnih električnih polja koji se kreću naboji duž ovog provodnika.

Toki Foucault (francuski fizičar)

Prednosti i štetnost indukcijskih struja u masivnim provodnicima.

Gdje se koriste feriti? Zašto u njima ne nastaju vrtložne struje?

Konsolidacija proučenog materijala

- Objasnite prirodu spoljnih sila koje deluju u nepomičnim provodnicima.

Razlika između elektrostatičkog i vrtložnog električnog polja.

Za i protiv Foucaultove struje.

Zašto se u feritnim jezgrama ne stvaraju vrtložne struje?

Izračunajte EMF indukcije u provodničkom krugu, ako se magnetni tok promenio za 0,3 s za 0,06 Wb.

ELEKTRIČNO POLJE Uzrok električne struje u nepokretnom vodiču je električno polje. Svaka promjena u magnetskom polju generira indukcijsko električno polje, bez obzira na prisustvo ili odsustvo zatvorene petlje, dok ako je provodnik otvoren, tada na njegovim krajevima nastaje potencijalna razlika; ako je provodnik zatvoren, tada se u njemu uočava indukcijska struja.

Vrtložno polje. Indukcijsko električno polje je vrtložno. Pravac linija sila vrtložnog električnog polja poklapa se sa pravcem indukcijske struje. Indukcijsko električno polje ima potpuno drugačija svojstva od elektrostatičkog polja.

Električno polje je vrtložno polje. elektrostatičko polje 1. nastaje stacionarnim električnim nabojima 2. linije polja su otvorene - - potencijalno polje 3. izvori polja su električni naboji 4. rad sila polja na kretanju ispitnog naboja po zatvorenoj putanji \u003d 0. indukcijsko električno polje (vrtložno električno polje) 1. uzrokovane promjenama u magnetskom polju 2. linije sile su zatvorene - - vrtložno polje 3. Izvori polja se ne mogu odrediti 4. rad sila polja na pomicanju ispitnog naboja po zatvorenoj putanji \u003d indukcijski EMF

Vevcherenkova A.N. nastavnik fizike u Tobolsku

Otvorena lekcija na temu "Električno polje. Provodnici i dielektrici"

Klasa: 8A

Datum: 09.12.16

Svrha lekcije : Oblikovati ideje učenika o električnom polju i njegovim svojstvima, vodičima i dielektricima. Razraditi koncepte: elektrifikacija tijela, električni naboj, interakcija naboja, dvije vrste električnih naboja.

Tip lekcije : kombinovani

Obrazac lekcije: lekcija o vršnjačkom učenju

Formabilne vještine : promatrati, upoređivati, analizirati

Plan lekcije :

1. Organizovanje vremena.

Učiteljica pozdravlja učenike. Bilježi prisutne.

1. Rad na tabli. Ponavljanje

U posljednjoj smo lekciji proučavali vrste naboja i pravila interakcije tih naboja. Nudim vam sljedeći zadatak: interakcije naboja nacrtane su na ploči. Potrebno je upitnikom odrediti "znak" naboja lopte.

Učiteljice :

Dakle, ponovili smo dva važna svojstva naelektriziranih tijela: poput naboja koji se odbijaju, a za razliku od naboja koji se privlače.

Sjetimo se sada koje se tijelo naziva elektrificiranim ili šta je statički elektricitet?

Danas u lekciji nastavljamo proučavati temu elektrifikacije, a da bismo naučili temu današnje lekcije, moramo provjeriti domaću zadaću. Ukrštenicu ste dobili kod kuće. Provjerimo što ste učinili.

1. Provjera domaće zadaće. Izjava o cilju i zadacima lekcije.

Pitanja:

Od čega su napravljene supstance?

Kinetički, interni, potencijalni, šta je to?

Koja je vrijednost izmjerena u Rusiji u brzinama na sat?

Ono što je element u periodnom sistemu Mendelejeva je broj tri?

Nazovite uređaj za mjerenje temperature.

Šta je termički proces, praćen intenzivnim isparavanjem tečnosti kroz celu zapreminu.

Koja je jedinica u kojoj se mjeri vrijeme.

Nazovite tvorca temperaturne skale.

Mjera inercije i gravitacije.

Kako se naziva termički proces u kojem se događa prelazak iz plinovitog stanja u tečnost?

Od čega su sačinjeni molekuli?

ICE označava ... unutrašnje sagorevanje.

Kako se zove postupak reverzne kristalizacije?

Navedi prvi kemijski element u tablici D. I. Mendelejeva.

Koja je jedinica u kojoj se mjeri količina toplote.

Navedi jedan primjer velike konvekcije zraka?

Ključna riječ ELEKTRIČNO POLJE

Ove ključne riječi bit će tema današnje lekcije. (zapišite temu lekcije i broj u bilježnicu)

Cilj: danas ćemo u lekciji naučiti šta je električno polje; saznati kako se razlikuju provodnici i dielektrici; daćemo primjere supstanci koje su provodnici i provodnici električne energije.

Tako da to znamoNapunjeno tijela djeluju jedno na drugo, iako na prvi pogled među njima nema posrednika ... Budući da se električna interakcija odvija ne samo u zraku, već i u vakuumu.

Engleski fizičari Michael Faraday i James Maxwell proučavali su interakciju električnih naboja; te naučnike možete vidjeti na ekranu.

Zaključci ovih velikih naučnika su da postoji okruženje oko nabijenih tijela zahvaljujući kojemelektrična interakcija ... Prostor koji okružuje jedan naboj komunicira s prostorom koji okružuje drugi naboj i obrnuto.Posrednik u ovoj interakciji bit će električno polje.

Da bih detaljnije saznao o ovoj posebnoj vrsti materije, o onome što se naziva provodnicima i dielektricima, pripremio sam vam zadatke, a vi ćete ih obavljati u mini-grupama. Zadatak ima 10 minuta, nakon čega svaka grupa iznosi svoje odgovore na pitanja.

1. Samostalni rad na kartama na temu „Električno polje. Provodnici i neprovodnici električne energije "

GrupaJa pitanja:

Koji se uređaji koriste za provjeru prisutnosti napunjenosti? ______________________________

Šta je električno polje? ____________________________________________

_____

Koja se tijela nazivaju provodnicima? ______________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Navedi primjere provodnika: __________________________________________

_______________________________________________________________________

GrupaII pitanja:

Šta su dielektrici? ________________________________________________

____________________________________________________________________

Navedi primjere dielektrika: ______________________________________

____________________________________________________________________

Kako se nazivaju tijela napravljena od dielektrika? _____________________

____________________________________________________________________

GrupaIII pitanja: (da biste odgovorili na pitanja, koristite Internet)

Koje struke koriste znanje o električnom polju, provodnicima i dielektricima? ___________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Koji univerziteti predaju ove profesije? ___________________________________

_________________________________________________________________________

Učenje novog materijala

Kada odgovaraju na pitanja, ostale grupe zapisuju glavne točke u svoje bilježnice.

Naša osjetila ne percipiraju električno polje (na primjer, ne možemo ga dodirnuti). Ali okružuje svako nabijeno tijelo.

Glavno svojstvo električnog polja je sposobnost djelovanja na električne naboje određenom silom.

Sila kojom električno polje djeluje na u njega uneseni električni naboj naziva se električna sila.

Iskustvo: sultan + ebanovina palica s krznom.

Izvedimo eksperiment: Napunimo ebanovin štap uz pomoć trenja o krzno i \u200b\u200bodnesite ga sultanu.

Šta se događa sa sultanom? (latice sultana počinju privlačiti štap)

Zašto sultana privlači ebanovina palica? (budući da je pozitivan naboj raspoređen na laticama, sam štap ima negativan naboj i privlače se suprotni naboji)

Šta možemo reći o djelovanju električnog polja u blizini sultana i na udaljenosti od njega?

zaključak : U blizini nabijenih tijela djelovanje polja je jače, a s udaljenošću od njih polje slabi.

Trake sultana nalaze se duž linija sile električnog polja - to jest, duž linija, tangente na koje se u svakoj tački polja podudaraju s vektorom sile koja djeluje sa strane polja na naboj postavljen u ovoj točki.

1. Osiguranje materijala.

Kako se prostor oko nabijenog tijela razlikuje od prostora oko napunjenog tijela?(Postojanjem električnog polja)

Kako se može otkriti električno polje?(Kod primjene električnog naboja)

Ako prstom dodirnete napunjenu metalnu kuglu, ona će izgubiti gotovo sav naboj. Zašto?(Pošto je osoba dobar vodič)

Je li dovoljno samo dodirnuti elektrometar napunjenim štapićem od ebanovine kako bi se igla skrenula?(Da)

Zadaća:§26,27,31 pročitati.

Izborni zadatak:

1. Vježba 19;

2. Eksperimentalni zadatak na stranici 78 (rezultat opišite u bilježnici);

3. Esej na temu "Život bez električnog polja";

Lista referenci:

1. Peryshkin A.V. Fizika. 8. razred: udžbenik. za opšte obrazovanje. institucije. - 8. izdanje, Add. - M.: Drolja, 2006. - 191.

Slide 2

Provjera domaće zadaće

Izvještaj o E.Kh. Lenze (pripremio student)

Slide 3

Fizički diktat:

1. Koji je fenomen elektromagnetske indukcije? 2. Pod kojim uslovom nastaje struja u zatvorenoj provodnoj petlji? 3.-4 Nastavite fraze: 3. Magnetski tok kroz površinu područja S naziva se veličina ... 4. Prema Lenzovom pravilu, indukcijska struja koja nastaje u zatvorenoj petlji ...

Slide 4

5. Formulirajte zakon elektromagnetne indukcije. 6. 7. 8. S N V Provodnik se kreće preko linija magnetskog polja zdesna nalijevo. Odredite smjer indukcijske struje. V Odredite smjer vektora fluksa i polaritet trajnog magneta. S Odredite polaritet indukcijskog napona.

Slide 5

Vrtložno električno polje.

Kada se javlja EMF indukcije? EMF indukcije javlja se ili u nepokretnom provodniku smještenom u polju koje se vremenom mijenja ili u provodniku koji se kreće u magnetskom polju koje se vremenom možda neće mijenjati.

Slide 6

Slide 7

MAXWELL James Clerk (1831-79), engleski fizičar, tvorac klasične elektrodinamike, jedan od utemeljitelja statističke fizike, organizator i prvi direktor (od 1871.) laboratorija Cavendish. Razvijajući ideje M. Faradaya, stvorio je teoriju elektromagnetskog polja (Maxwellove jednadžbe); uveo koncept struje pomaka, predvidio postojanje elektromagnetnih talasa, iznio ideju o elektromagnetskoj prirodi svjetlosti. Uspostavio je statističku distribuciju nazvanu po njemu. Istraživali su viskoznost, difuziju i toplotnu provodljivost gasova. Pokazalo se da su prstenovi Saturna sastavljeni od zasebnih tijela. Radovi na kolornom vidu i kolorimetriji (Maxwell disk), optici (Maxwellov efekt), teoriji elastičnosti (Maxwellov teorem, Maxwell-Cremona dijagram), termodinamici, istoriji fizike itd.

Slide 8

Mijenjajući se s vremenom, magnetsko polje stvara električno polje

Slide 9

Slide 10

Rad vrtložnog električnog polja pri kretanju jednog pozitivnog naboja duž zatvorenog fiksnog vodiča numerički je jednak EMF indukcije u ovom vodiču.

Slide 11

Slide 12

Koja je razlika između vrtložnog električnog polja i potencijalnog?

Slide 13

Jean Bernard Léon Foucault 18. septembra 1819, Pariz - 11. februara 1868 - francuski fizičar i astronom, član Pariske akademije nauka Currents Foucault Primjena indukcijskih peći U mnogim su slučajevima Foucaultove struje nepoželjne, pa morate poduzeti posebne mjere kako biste ih smanjili. Ove struje posebno uzrokuju zagrijavanje feromagnetskih jezgri transformatora i metalnih dijelova električnih mašina. Da bi se smanjio gubitak električne energije uslijed pojave vrtložnih struja, jezgre transformatora nisu izrađene od čvrstog komada feromagneta, već od zasebnih metalnih ploča, međusobno izoliranih dielektričnim slojem.

D. G. Evstafjev,
MOU Pritokskaya srednja škola, naselje Romanovski, Aleksandrovski okrug, Orenburška oblast.

Usporedba električnog i magnetskog polja. Ocjena 11

Pregled lekcije za pregled i uopštavanje, 11. razred

Smjernice ... Lekcija se održava nakon proučavanja teme "Magnetsko polje". Glavni metodički prijem - isticanje zajedničkih i karakterističnih karakteristika električnih i magnetnih polja sa popunjavanjem tabele. Pretpostavlja se dovoljno razvijeno dijalektičko mišljenje, inače će biti potrebno izvršiti filozofske digresije. Usporedba električnog i magnetskog polja navodi studente na zaključak o njihovom odnosu, što je osnova za sljedeću temu - "Elektromagnetska indukcija".

Fizika i filozofija smatraju materiju osnovom svega postojećeg, što postoji u različitim oblicima. Može se koncentrirati u ograničenom prostoru (lokalizirati), ali, naprotiv, može se delokalizirati. Prvo stanje može se povezati s konceptom supstanca, drugo - koncept polje... Uz specifične fizičke karakteristike, ova stanja imaju i zajednička. Na primjer, postoji energija jedinične zapremine materije, a postoji i energija jedinične zapremine polja. Svojstva materije su neiscrpna, proces spoznaje je beskrajan. Stoga se svi fizički koncepti moraju uzeti u obzir u razvoju. Tako, na primjer, moderna fizika, za razliku od klasične fizike, ne povlači strogu granicu između polja i materije. U modernoj fizici polje i materija se međusobno transformiraju: materija prelazi u polje, a polje prelazi u materiju. Ali ne idemo ispred sebe, već se prisjetimo klasifikacije oblika materije. Pogledajmo dijagram na ploči.

Pokušajte izraditi kratku priču o oblicima postojanja materije prema shemi. ( Nakon odgovora učenika, učitelj podsjeća da je staza to je zbog sličnosti karakteristika gravitacije i električna polja, što je otkriveno leali u prethodnim lekcijama na temu "Električno polje" .) Zaključak sugerira sam po sebi: ako postoji sličnost između gravitacijskog i električnog polja, onda mora postojati i između električnog i magnetskog polja. hajde uporedimo svojstva i karakteristike polja u obliku tablice slične onoj koju smo radili kada poređenje gravitacionog i električnog polja.

Električno polje	Magnetsko polje
Izvori polja
Električno nabijena tijela	Pokretanje električno nabijenih tijela (električne struje)
Indikatori polja
Mali papirići. Električna čaura. Električni "sultan"	Metalni opilci. Zatvorena petlja sa strujom. Magnetna igla
Iskusne činjenice
Coulomb-ovi eksperimenti na interakciji električno nabijenih tijela	Amperovi eksperimenti na interakciji vodiča sa strujom
Grafička karakteristika
Linije jačine električnog polja u slučaju stacionarnih naboja imaju početak i kraj (potencijalno polje); mogu se vizualizirati (kristali kinina u ulju)	Linije indukcije magnetnog polja su uvijek zatvorene (vrtložno polje); mogu se vizualizirati (metalne turpije)
Karakteristika snage
Vektor jakosti električnog polja E. Količina: Smjer:	Vektor indukcije magnetskog polja B. Količina: Smjer se određuje pravilom lijeve ruke
Karakteristika energije
Rad električnog polja stacionarnih naboja (Coulomb-ova sila) je nula kada se kreće oko zatvorene putanje	Rad magnetnog polja (Lorentzova sila) uvijek je nula
Djelovanje polja na nabijenu česticu
Sila uvijek nije nula: F \u003d qE	Sila ovisi o brzini kretanja čestice: ona ne djeluje ako čestica miruje, a također i ako
Supstanca i polje
.

Zaključak

1. Kada se raspravlja o izvorima polja kako bi se povećalo zanimanje za tu temu, dobro je usporediti dva prirodna kamena: jantar i magnet.

Jantar - topli kamen nevjerovatne ljepote - ima neobično svojstvo koje pogoduje filozofskim konstrukcijama: može privući! Kada se trlja, privlači čestice prašine, niti, papiriće (papirus). Upravo su za to imanje u antička vremena dobili imena. Dakle, zvali su ga Grcielektron – atraktivan; Rimljani - harpax – provalniki Perzijanci - kavuboy, tj. u stanju da privuče pljevu ... Smatrali su ga magičnim, ljekovitim, kozmetičkim ...

Još jedan kamen poznat hiljadama godina - magnet - smatran je jednako tajanstvenim i korisnim. U različitim zemljama magnet se nazivao različito, ali većina ovih imena prevedena je sa voljeti... Tako su poetično drevni zabilježili svojstvo komada magneta da privlače željezo.

S moje tačke gledišta, ova dva posebna kamena mogu se smatrati prvim proučenim prirodnim izvorima električnog i magnetskog polja.

2. Kada se raspravlja o indikatorima polja, korisno je uz pomoć učenika istovremeno demonstrirati interakciju naelektrisanog ebonitnog štapa sa električnom čahrom i trajnog magneta sa zatvorenom petljom sa strujom.

3. Vizualizacija linija sile najbolje se pokazuje projekcijom na ekran.

4. Podjela dielektrika na elektrote i feroelektrike - dodatni materijal. Elektreti su dielektrici koji zadržavaju polarizaciju dugo vremena u odsustvu vanjskog električnog polja i stvaraju vlastito električno polje. U tom smislu, elektroti su poput trajnih magneta koji stvaraju magnetno polje. Ali ovo je još jedna sličnost sa tvrdim feromagnetima!

Feroelektričari su kristali koji imaju (u određenom temperaturnom opsegu) spontanu polarizaciju. Sa smanjenjem jačine vanjskog polja, inducirana polarizacija se djelomično zadržava. Karakterizira ih prisustvo ograničavajuće temperature - Curiejeve točke, na kojoj feroelektrik postaje obični dielektrik. Opet sličnost sa feromagnetima!

Nakon rada s tablicom, zajednički se raspravlja o pronađenim sličnostima i razlikama. Sličnost leži u osnovi jedne slike svijeta, razlike se objašnjavaju na nivou različite organizacije materije, bolje bi se reklo - stepena organizacije materije. Sama činjenica da se magnetsko polje detektira samo u blizini električnih naboja u pokretu (za razliku od električnog) omogućava predviđanje složenijih metoda opisa polja, složenijih matematičkih uređaja koji se koriste za karakteristike polja.

Dmitrij Georgievič Evstafjev - nasledni učitelj fizike (otac, Georgije Sevostjanovič, učesnik Velikog otadžbinskog rata, radio je duži niz godina u srednjoj školi Dobrinskaja, kombinujući nastavu sa dužnostima direktora škole), diplomirao 1978. g. Fizika i matematika Orenburg GPI im. VP Chkalov, diplomirani fizičar, sa nastavničkim iskustvom 41 godinu. Od 1965. godine radio je u srednjoj školi MOU Pritokskaya, nekoliko godina bio je njen direktor. Tri puta je nagrađivan počasnim zahvalnicama Orenburškog Oblona. Pedagoški kredo: "Ne budi zadovoljan postignutim!" Mnogi od njegovih diplomaca diplomirali su na tehničkim univerzitetima. Zajedno sa njegovom suprugom odgojili su petero djece, troje radi u školama u regiji Orenburg, dvoje studiraju na istorijskom i filološkom fakultetu GP Orenburg. Sin Sergej pobjednik je sveruskog takmičenja "Najbolji učitelji Rusije" 2006. godine, nastavnik informatike, radi u regionalnom centru - selu Novosergievka. Hobi je pčelarstvo.