Το θέμα του σημερινού μαθήματος είναι αφιερωμένο σε ένα σημαντικό θέμα - "Μαγνητική ροή". Αρχικά, ας θυμηθούμε τι είναι η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Στη συνέχεια θα μιλήσουμε για το πώς προκύπτει το επαγόμενο ρεύμα και τι είναι σημαντικό για να εμφανιστεί αυτό το ρεύμα. Από τα πειράματα του Faraday μαθαίνουμε πώς προκύπτει η μαγνητική ροή.
Συνεχίζοντας τη μελέτη μας για το θέμα "Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή", ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε μια τέτοια έννοια όπως μαγνητική ροή.
Γνωρίζετε ήδη πώς να ανιχνεύσετε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής - εάν ένας κλειστός αγωγός διασχίζεται από μαγνητικές γραμμές, δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτόν τον αγωγό. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται επαγωγή.
Τώρα ας συζητήσουμε πώς σχηματίζεται αυτό το ηλεκτρικό ρεύμα και τι είναι σημαντικό για να εμφανιστεί αυτό το ρεύμα.
Πρώτα απ 'όλα, ας στραφούμε στο Το πείραμα του Faradayκαι ξαναδείτε τα σημαντικά χαρακτηριστικά του.
Έτσι, έχουμε ένα αμπερόμετρο, ένα πηνίο με ένας μεγάλος αριθμόςστροφές, το οποίο βραχυκυκλώνεται σε αυτό το αμπερόμετρο.
Παίρνουμε έναν μαγνήτη και όπως και στο προηγούμενο μάθημα, κατεβάζουμε αυτόν τον μαγνήτη μέσα στο πηνίο. Το βέλος αποκλίνει, δηλαδή υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτό το κύκλωμα.
Ρύζι. 1.Εμπειρία ανίχνευσης ρεύματος επαγωγής
Αλλά όταν ο μαγνήτης βρίσκεται μέσα στο πηνίο, δεν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα. Αλλά μόλις προσπαθήσετε να αφαιρέσετε αυτόν τον μαγνήτη από το πηνίο, ένα ηλεκτρικό ρεύμα εμφανίζεται ξανά στο κύκλωμα, αλλά η κατεύθυνση αυτού του ρεύματος αλλάζει προς το αντίθετο.
Σημειώστε επίσης ότι η τιμή του ηλεκτρικού ρεύματος που ρέει στο κύκλωμα εξαρτάται επίσης από τις ιδιότητες του ίδιου του μαγνήτη. Εάν πάρετε έναν άλλο μαγνήτη και κάνετε το ίδιο πείραμα, η τιμή του ρεύματος αλλάζει σημαντικά, στην περίπτωση αυτή το ρεύμα γίνεται μικρότερο.
Μετά τη διεξαγωγή πειραμάτων, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα που προκύπτει σε έναν κλειστό αγωγό (σε ένα πηνίο) σχετίζεται με το μαγνητικό πεδίο ενός μόνιμου μαγνήτη.
Με άλλα λόγια, το ηλεκτρικό ρεύμα εξαρτάται από κάποιο χαρακτηριστικό μαγνητικό πεδίο. Και έχουμε ήδη εισαγάγει ένα τέτοιο χαρακτηριστικό - .
Ας θυμηθούμε ότι η μαγνητική επαγωγή συμβολίζεται με το γράμμα, είναι διανυσματική ποσότητα. Και η μαγνητική επαγωγή μετριέται σε Tesla.
Tesla - προς τιμήν του Ευρωπαίου και Αμερικανού επιστήμονα Nikola Tesla.
Μαγνητική επαγωγήχαρακτηρίζει την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα που τοποθετείται σε αυτό το πεδίο.
Αλλά, όταν μιλάμε για ηλεκτρικό ρεύμα, πρέπει να καταλάβουμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα, και το ξέρετε από την 8η τάξη, προκύπτει υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου.
Επομένως, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα επαγωγής εμφανίζεται λόγω του ηλεκτρικού πεδίου, το οποίο με τη σειρά του σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της δράσης του μαγνητικού πεδίου. Και αυτή η σχέση επιτυγχάνεται ακριβώς μέσω μαγνητική ροή.
Τι είναι η μαγνητική ροή;
Μαγνητική ροήσυμβολίζεται με το γράμμα F και εκφράζεται σε μονάδες όπως το weber και συμβολίζεται με .
Η μαγνητική ροή μπορεί να συγκριθεί με τη ροή ενός υγρού που ρέει μέσα από μια οριοθετημένη επιφάνεια. Εάν πάρετε έναν σωλήνα και το υγρό ρέει σε αυτόν τον σωλήνα, τότε, κατά συνέπεια, μια ορισμένη ροή νερού θα ρέει μέσω της περιοχής διατομής του σωλήνα.
Με αυτήν την αναλογία, η μαγνητική ροή χαρακτηρίζει πόσες μαγνητικές γραμμές θα περάσουν από ένα περιορισμένο κύκλωμα. Αυτό το περίγραμμα είναι μια περιοχή που περιορίζεται από ένα πηνίο σύρματος ή, ίσως, κάποιο άλλο σχήμα, και αυτή η περιοχή είναι αναγκαστικά περιορισμένη.
Ρύζι. 2. Στην πρώτη περίπτωση, η μαγνητική ροή είναι μέγιστη. Στη δεύτερη περίπτωση ισούται με μηδέν.
Το σχήμα δείχνει δύο στροφές. Μια στροφή είναι ένα πηνίο σύρματος από το οποίο περνούν οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής. Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν τέσσερις από αυτές τις γραμμές που εμφανίζονται εδώ. Αν ήταν πολύ περισσότερα από αυτά, τότε θα λέγαμε ότι η μαγνητική ροή θα ήταν μεγάλη. Αν υπήρχαν λιγότερες από αυτές τις γραμμές, για παράδειγμα, θα τραβούσαμε μια γραμμή, τότε θα μπορούσαμε να πούμε ότι η μαγνητική ροή είναι αρκετά μικρή, είναι μικρή.
Και μια ακόμη περίπτωση: όταν το πηνίο βρίσκεται με τέτοιο τρόπο ώστε οι μαγνητικές γραμμές να μην περνούν από την περιοχή του. Φαίνεται ότι οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής ολισθαίνουν κατά μήκος της επιφάνειας. Σε αυτή την περίπτωση, μπορούμε να πούμε ότι δεν υπάρχει μαγνητική ροή, δηλ. δεν υπάρχουν γραμμές που διαπερνούν την επιφάνεια αυτού του περιγράμματος.
Μαγνητική ροήχαρακτηρίζει ολόκληρο τον μαγνήτη ως σύνολο (ή άλλη πηγή μαγνητικού πεδίου). Εάν η μαγνητική επαγωγή χαρακτηρίζει τη δράση σε ένα σημείο, τότε η μαγνητική ροή χαρακτηρίζει ολόκληρο τον μαγνήτη. Μπορούμε να πούμε ότι η μαγνητική ροή είναι το δεύτερο πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό του μαγνητικού πεδίου. Αν ονομάζεται μαγνητική επαγωγή χαρακτηριστικό ισχύοςμαγνητικό πεδίο, τότε η μαγνητική ροή είναι το ενεργειακό χαρακτηριστικό του μαγνητικού πεδίου.
Επιστρέφοντας στα πειράματα, μπορούμε να πούμε ότι κάθε στροφή του πηνίου μπορεί να αναπαρασταθεί ως ξεχωριστή κλειστή στροφή. Το ίδιο κύκλωμα από το οποίο θα περάσει η μαγνητική ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής. Σε αυτή την περίπτωση, θα παρατηρηθεί επαγωγικό ηλεκτρικό ρεύμα.
Έτσι, είναι υπό την επίδραση της μαγνητικής ροής που ηλεκτρικό πεδίοσε κλειστό αγωγό. Και αυτό το ηλεκτρικό πεδίο δεν δημιουργεί τίποτα περισσότερο από ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Ας δούμε ξανά το πείραμα και τώρα, γνωρίζοντας ότι υπάρχει μαγνητική ροή, ας δούμε τη σχέση μεταξύ της μαγνητικής ροής και της τιμής του επαγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος.
Ας πάρουμε έναν μαγνήτη και ας τον περάσουμε από το πηνίο αρκετά αργά. Η τιμή του ηλεκτρικού ρεύματος αλλάζει ελάχιστα.
Εάν προσπαθήσετε να τραβήξετε γρήγορα τον μαγνήτη, η τιμή του ηλεκτρικού ρεύματος θα είναι μεγαλύτερη από ό,τι στην πρώτη περίπτωση.
Σε αυτή την περίπτωση, ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής παίζει ρόλο. Εάν η αλλαγή στην ταχύτητα του μαγνήτη είναι αρκετά μεγάλη, τότε το επαγόμενο ρεύμα θα είναι επίσης σημαντικό.
Ως αποτέλεσμα αυτού του είδους πειραμάτων, αποκαλύφθηκαν τα ακόλουθα μοτίβα.
Ρύζι. 3. Από τι εξαρτώνται η μαγνητική ροή και το επαγόμενο ρεύμα;
1. Η μαγνητική ροή είναι ανάλογη της μαγνητικής επαγωγής.
2. Η μαγνητική ροή είναι ευθέως ανάλογη με την επιφάνεια του κυκλώματος από το οποίο διέρχονται οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής.
3. Και τρίτον, η εξάρτηση της μαγνητικής ροής από τη γωνία του κυκλώματος. Έχουμε ήδη επιστήσει την προσοχή στο γεγονός ότι εάν η περιοχή του κυκλώματος είναι με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, αυτό επηρεάζει την παρουσία και το μέγεθος της μαγνητικής ροής.
Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι η ισχύς του επαγόμενου ρεύματος είναι ευθέως ανάλογη με το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής.
Δ Φ είναι η μεταβολή της μαγνητικής ροής.
Δ t είναι ο χρόνος κατά τον οποίο μεταβάλλεται η μαγνητική ροή.
Ο λόγος είναι ακριβώς ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής.
Με βάση αυτή την εξάρτηση, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι, για παράδειγμα, ένα επαγόμενο ρεύμα μπορεί να δημιουργηθεί από έναν αρκετά αδύναμο μαγνήτη, αλλά η ταχύτητα κίνησης αυτού του μαγνήτη πρέπει να είναι πολύ υψηλή.
Ο πρώτος που έλαβε αυτόν τον νόμο ήταν ο Άγγλος επιστήμονας M. Faraday. Η έννοια της μαγνητικής ροής μας επιτρέπει να ρίξουμε μια βαθύτερη ματιά στην ενοποιημένη φύση των ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων.
Κατάλογος πρόσθετης βιβλιογραφίας:
Εγχειρίδιο στοιχειώδους φυσικής. Εκδ. Γ.Σ. Landsberg, T. 2. M., 1974 Yavorsky B.M., Pinsky A.A., Fundamentals of Physics, vol. 2., M. Fizmatlit., 2003 Οι ροές είναι τόσο γνωστές σε εσάς. - 2009. - Αρ. 3. - Σ. 32-33. Aksenovich L. A. Φυσική στο Λύκειο: Θεωρία. Καθήκοντα. Τεστ: Σχολικό βιβλίο. οφέλη για ιδρύματα γενικής εκπαίδευσης. περιβάλλον, εκπαίδευση / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Εκδ. Κ. Σ. Φαρίνο. - Μν.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - Σελ.344.
« Φυσική - 11η τάξη"
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
Ο Άγγλος φυσικός Michael Faraday ήταν σίγουρος για την ενοποιημένη φύση των ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων.
Ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο και ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο.
Το 1831, ο Faraday ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το οποίο αποτέλεσε τη βάση για το σχεδιασμό γεννητριών που μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.
Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής
Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής είναι η εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα αγώγιμο κύκλωμα, το οποίο είτε βρίσκεται σε ηρεμία σε ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο είτε κινείται σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο με τέτοιο τρόπο ώστε ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διεισδύουν στο κύκλωμα αλλαγές.
Για τα πολλά πειράματά του, ο Faraday χρησιμοποίησε δύο πηνία, έναν μαγνήτη, έναν διακόπτη, μια πηγή συνεχές ρεύμακαι γαλβανόμετρο.
Ένα ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να μαγνητίσει ένα κομμάτι σιδήρου. Μπορεί ένας μαγνήτης να προκαλέσει ηλεκτρικό ρεύμα;
Ως αποτέλεσμα πειραμάτων, ο Faraday καθιέρωσε κύρια χαρακτηριστικάφαινόμενα ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής:
1). ένα ρεύμα επαγωγής προκύπτει σε ένα από τα πηνία τη στιγμή του κλεισίματος ή του ανοίγματος του ηλεκτρικού κυκλώματος ενός άλλου πηνίου, ακίνητου σε σχέση με το πρώτο.
2) το επαγόμενο ρεύμα εμφανίζεται όταν η ισχύς του ρεύματος σε ένα από τα πηνία αλλάζει χρησιμοποιώντας έναν ρεοστάτη 
3). Το επαγόμενο ρεύμα εμφανίζεται όταν τα πηνία κινούνται το ένα σε σχέση με το άλλο 
4). Το επαγόμενο ρεύμα εμφανίζεται όταν ένας μόνιμος μαγνήτης κινείται σε σχέση με το πηνίο 
Συμπέρασμα:
Σε ένα κλειστό αγώγιμο κύκλωμα, προκύπτει ρεύμα όταν αλλάζει ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διαπερνούν την επιφάνεια που οριοθετείται από αυτό το κύκλωμα.
Και όσο πιο γρήγορα αλλάζει ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα επαγωγής που προκύπτει.
Δεν πειράζει. που είναι ο λόγος της αλλαγής του αριθμού των γραμμών μαγνητικής επαγωγής.
Αυτό μπορεί επίσης να είναι μια αλλαγή στον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διεισδύουν στην επιφάνεια που οριοθετείται από ένα σταθερό αγώγιμο κύκλωμα λόγω μιας αλλαγής στην ένταση του ρεύματος στο παρακείμενο πηνίο,
και αλλαγή στον αριθμό των γραμμών επαγωγής λόγω της κίνησης του κυκλώματος σε ένα ανομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, η πυκνότητα των γραμμών του οποίου ποικίλλει στο χώρο κ.λπ.
Μαγνητική ροή
Μαγνητική ροήείναι ένα χαρακτηριστικό ενός μαγνητικού πεδίου που εξαρτάται από το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής σε όλα τα σημεία μιας επιφάνειας που περιορίζεται από ένα επίπεδο κλειστό περίγραμμα. 
Υπάρχει ένας επίπεδος κλειστός αγωγός (κύκλωμα) που οριοθετεί μια επιφάνεια εμβαδού S και τοποθετείται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.
Κανονικό (διάνυσμα του οποίου το μέτρο ίσο με ένα) προς το επίπεδο του αγωγού σχηματίζει γωνία α με τη διεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής
Η μαγνητική ροή Ф (ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής) διαμέσου μιας επιφάνειας εμβαδού S είναι μια τιμή ίση με το γινόμενο του μεγέθους του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής από την περιοχή S και το συνημίτονο της γωνίας α μεταξύ των διανυσμάτων και:
Φ = BScos α
Οπου
Вcos α = В n- προβολή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής στο κανονικό προς το επίπεδο περιγράμματος.
Να γιατί
Ф = B n S
Η μαγνητική ροή αυξάνεται όσο περισσότερο ΠανδοχείοΚαι μικρό.
Η μαγνητική ροή εξαρτάται από τον προσανατολισμό της επιφάνειας που διαπερνά το μαγνητικό πεδίο.
Η μαγνητική ροή μπορεί να ερμηνευτεί γραφικά ως μια τιμή ανάλογη με τον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διαπερνούν μια επιφάνεια με εμβαδόν μικρό.
Η μονάδα μαγνητικής ροής είναι Weber.
Μαγνητική ροή σε 1 weber ( 1 Wb) δημιουργείται από ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο με επαγωγή 1 T μέσω μιας επιφάνειας εμβαδού 1 m 2 που βρίσκεται κάθετα στο διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής.
MBOU Lokotskaya δευτεροβάθμιο σχολείο Νο. 1 με το όνομά του. P.A. Μάρκοβα
πανω σε αυτο το θεμα
«Μαγνητική ροή. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή"
Δάσκαλος Golovneva Irina Aleksandrovna
Τύπος μαθήματος:σε συνδυασμό
Στόχοι μαθήματος:
Εκπαιδευτικός: μελετήστε τα φυσικά χαρακτηριστικά του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, διατυπώστε τις έννοιες: ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, επαγόμενο ρεύμα, μαγνητική ροή.
ανάπτυξη: να αναπτύξουν στους μαθητές την ικανότητα να αναδεικνύουν τα κύρια και ουσιαστικά πράγματα σε αυτό που παρουσιάζεται διαφορετικοί τρόποιυλικό, ανάπτυξη γνωστικών ενδιαφερόντων και ικανοτήτων των μαθητών ενώ ταυτίζεται η ουσία των διαδικασιών.
εκπαιδευτικός : να καλλιεργήσετε σκληρή δουλειά, μια κουλτούρα συμπεριφοράς, ακρίβεια και σαφήνεια στις απαντήσεις και την ικανότητα να βλέπετε τη φυσική γύρω σας.
Στόχοι μαθήματος
Εκπαιδευτικός:
μελέτη του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και των συνθηκών εμφάνισής της.
εξετάστε την ιστορία του ζητήματος της σύνδεσης μεταξύ του μαγνητικού πεδίου και του ηλεκτρικού πεδίου.
δείχνουν σχέσεις αιτίας-αποτελέσματος κατά την παρατήρηση του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής,
προωθούν την πραγματοποίηση, την εδραίωση και τη γενίκευση της αποκτηθείσας γνώσης και την ανεξάρτητη κατασκευή νέας γνώσης.
Εκπαιδευτικός:συμβάλλουν στην ανάπτυξη της ικανότητας να εργάζεται κανείς σε ομάδα, να εκφράζει τις δικές του κρίσεις και να υποστηρίζει την άποψή του.
Εκπαιδευτικός:
προωθεί την ανάπτυξη των γνωστικών ενδιαφερόντων των μαθητών·
προωθήστε τη μοντελοποίηση του δικού σας συστήματος αξιών με βάση την ιδέα της αυτο-ανάπτυξης.
Ακολουθία παρουσίασης νέου υλικού
Μαγνητική ροή.
Η ιστορία της ανακάλυψης του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Επίδειξη των πειραμάτων του Faraday στην ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.
Πρακτική εφαρμογή του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Εξοπλισμός
Πτυσσόμενος μετασχηματιστής, γαλβανόμετρο, μόνιμος μαγνήτης, ρεοστάτης, αμπερόμετρο, μαγνητική βελόνα, κλειδί, καλώδια σύνδεσης, μοντέλο γεννήτριας, προβολέας πολυμέσων, εγγραφή ήχου, παρουσίαση για το θέμα.
Πλάνο μαθήματος.
1. Οργανωτική στιγμή.
2. Επικαιροποίηση γνώσεων.
Σε προηγούμενα μαθήματα, εξετάσαμε το μαγνητικό πεδίο και τα χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου, την επίδρασή του σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα και σε ένα κινούμενο φορτίο.
1. Ποια είναι η πηγή του μαγνητικού πεδίου;
2. Ποια φυσική ποσότηταείναι χαρακτηριστικό ενός μαγνητικού πεδίου;
3.Ποιοι είναι οι κανόνες για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής;
Σήμερα το θέμα του μαθήματός μας είναι «Μαγνητική ροή. Ανακάλυψη του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής»
Πρέπει να εξετάσουμε τα ακόλουθα ερωτήματα:
1. Μαγνητική ροή.
2. Ιστορία της ανακάλυψης του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
3. Επίδειξη των πειραμάτων του Faraday στην ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.
4. Η σημασία της ανακάλυψης του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
3. Εκμάθηση νέου υλικού
(Χρησιμοποιούνται διαφάνειες παρουσίασης, ένας διαδραστικός πίνακας, εξοπλισμός για την επίδειξη πειραμάτων και ηχογραφήσεις).
1. Μαγνητική ροή (ορισμός, μέθοδοι μεταβολής, διάσταση, τύπος). Επανάληψη της 9ης τάξης. Ενίσχυση με χρήση διαφανειών παρουσίασης.
1. Η μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων δείχνει ότι υπάρχει πάντα ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από ένα ηλεκτρικό ρεύμα. (Επίδειξη της εμπειρίας του Oersted). Το ηλεκτρικό ρεύμα και το μαγνητικό πεδίο σχετίζονται μεταξύ τους.
Αλλά αν ένα ηλεκτρικό ρεύμα «δημιουργεί» ένα μαγνητικό πεδίο, τότε δεν υπάρχει αντίθετο φαινόμενο; Είναι δυνατόν να «δημιουργηθεί» ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιώντας μαγνητικό πεδίο; Ο Άγγλος επιστήμονας M. Faraday έθεσε στον εαυτό του αυτό το καθήκον το 1821.
Στην οθόνη είναι ένα πορτρέτο του M. Faraday (1791 - 1867).
Ο δάσκαλος, με φόντο τη μουσική, παρουσιάζει τη ζωή και το έργο του Faraday.
Ο Faraday δούλεψε το έργο που έθεσε στον εαυτό του για 10 χρόνια. Ανακάλυψε την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, ένα νέο φαινόμενο που μελέτησε λεπτομερώς και περιέγραψε σε πολλά άρθρα. Η ανακάλυψη του Faraday ήταν ένα νέο βήμα στη μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων.
2. Για να κατανοήσουμε πώς ο Faraday κατάφερε να «μεταμορφώσει τον μαγνητισμό σε ηλεκτρισμό», ας εκτελέσουμε μερικά από τα πειράματα του Faraday χρησιμοποιώντας σύγχρονα όργανα. (Τα πειράματα παρουσιάζονται και αναλύονται)
α) Ο Faraday ανακάλυψε ότι εάν πάρετε δύο περιελίξεις καλωδίων (θα πάρουμε δύο πηνία) και αλλάξετε το ρεύμα σε ένα από αυτά, για παράδειγμα, κλείνοντας ή ανοίγοντας το κύκλωμα του πρωτεύοντος πηνίου, τότε προκύπτει ρεύμα στο δευτερεύον πηνίο, παρά το γεγονός ότι τα πηνία είναι απομονωμένα μεταξύ τους από φίλο. Το φαινόμενο της διέγερσης ενός ηλεκτρικού ρεύματος σε έναν κλειστό αγωγό με χρήση μαγνητικού πεδίου ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.Το ρεύμα που διεγείρεται έτσι ονομαζόταν ρεύμα επαγωγής.
Δείχνω τα πειράματά μου:
Η εμφάνιση ενός ρεύματος επαγωγής σε ένα κλειστό πηνίο όταν το ρεύμα στο δεύτερο πηνίο είναι ενεργοποιημένο και απενεργοποιημένο.
Η εμφάνιση ενός ρεύματος επαγωγής σε ένα κλειστό πηνίο όταν η ισχύς του ρεύματος αλλάζει χρησιμοποιώντας έναν ρεοστάτη στο δεύτερο πηνίο.
Η εμφάνιση επαγωγικού ρεύματος όταν τα πηνία κινούνται μεταξύ τους.
Πραγματοποιούμε ένα πείραμα με όργανα: ένα πηνίο συνδεδεμένο με ένα γαλβανόμετρο, έναν μαγνήτη.
Συμπέρασμα: σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάστηκαν, το επαγόμενο ρεύμα προέκυψε όταν άλλαξε η μαγνητική ροή που διεισδύει στην περιοχή του πηνίου που καλύπτεται από τον αγωγό.
Κάνουμε ένα σχέδιο με βάση τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν. (Σχέδια στον πίνακα).
Εμπέδωση της μελετημένης ύλης και έλεγχος της γνώσης.
Δοκιμαστική εργασία σε εξέλιξη
Αντανάκλαση.
Οι μαθητές έχουν emoticon στα θρανία τους (χαμογελαστοί, αδιάφοροι και λυπημένοι). Ο δάσκαλος ζητά να κρατήσει ψηλά αυτό που ταίριαζε καλύτερα στη διάθεση κάθε μαθητή στο μάθημα.
Σήμερα γνωρίσαμε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το οποίο χρησιμοποιείται σε όλες τις σύγχρονες γεννήτριες που μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική. Αυτό το φαινόμενο, που ανακαλύφθηκε από τον M. Faraday το 1831, έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην τεχνική πρόοδο σύγχρονη κοινωνία. είναι φυσική βάσησύγχρονη ηλεκτρική μηχανική, παροχή βιομηχανίας, μεταφορών, επικοινωνιών, Γεωργία, οικοδομικές και άλλες βιομηχανίες, η καθημερινότητα των ανθρώπων με την ηλεκτρική ενέργεια.
Σας ευχαριστούμε όλους για την ενεργό εργασία σας στην τάξη. Ακροαματικότητα.
§ 8, 9 No. 838 (Rymkevich)
Εφαρμογή
Ασκηση. Διαβάστε τη βιογραφία του M. Faraday και συμπληρώστε τον πίνακα που αντικατοπτρίζει τη συμβολή του επιστήμονα στην ανακάλυψη του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Χρησιμοποιήστε σχολικά βιβλία, εγκυκλοπαίδειες, βιβλία, ηλεκτρονικές εκδόσεις, πόρους του Διαδικτύου και άλλες πηγές.
| Επώνυμο Όνομα, χρόνια ζωής | Φωτογραφία ή εικονογραφικό πορτρέτο | Χώρες στις οποίες εργάστηκε | Κύρια συνεισφορά στην επιστήμη | Σύμβολο ανοίγματος ή ένα σχέδιο της εγκατάστασης στην οποία εργάστηκε ο επιστήμονας |
| Συνεισφορές σε άλλους κλάδους της φυσικής |
||||
| Τι σας εντυπωσίασε περισσότερο στη βιογραφία; |
||||
Τάξη: 9
Στόχος:μέσα από τις έννοιες και τους τύπους της μαγνητικής ροής και του επαγόμενου emf, φέρτε τους μαθητές σε μια κατανόηση των κανόνων για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του επαγόμενου ρεύματος.
Εξοπλισμός:
- διαδραστικός πίνακας SMART
- λογισμικό L-micro, ενότητα "Ηλεκτροδυναμική",
- μονάδα συντονισμού υπολογιστών,
- Συνημμένο "παλμογράφο",
- πηνίο και τρίποδο,
- μαγνήτες ταινίας,
ΚΑΤΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
U:Ας θυμηθούμε τι είναι η μαγνητική ροή.
ΡΕ:
1) τύπος? Ф = В S Cosa;
2) τον αριθμό των γραμμών πεδίου σε όλη την τοποθεσία
U:Για να γίνει κατανοητό σε όλους, σχεδιάστε πώς καταλαβαίνετε τι είναι η μαγνητική ροή.
ΡΕ:Χρησιμοποιώντας τα εργαλεία του διαδραστικού πίνακα, σχεδιάζουμε γραμμές πεδίου που διέρχονται από την περιοχή του περιγράμματος (Εικ. 1, Εικ. 2).
U:Ποιος μπορεί να αυξήσει τη μαγνητική ροή; Δείξε μου πώς. ( ΡΕ:αυξήστε τον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής, αυξήστε την περιοχή του δακτυλίου) (Εικόνα 3, Εικόνα 4)
U:Αυτό σημαίνει ότι για να μειώσετε τη μαγνητική ροή χρειάζεστε...
ΡΕ:Μειώστε τον αριθμό των γραμμών, μειώστε την περιοχή του δακτυλίου. Δηλαδή, για να «ελέγχετε» τη μαγνητική ροή, μπορείτε να αλλάξετε το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου και την περιοχή του κυκλώματος.
U:Σχεδιάστε μαγνητική ροή
ΡΕ:Δεν θα υπάρχει καθόλου!
- Όχι θα γίνει! Οι γραμμές πεδίου σχεδιάζονται συνεχώς και καλύπτουν ολόκληρο τον μαγνήτη. Για ευκολία, σχεδιάζουμε μόνο ένα μέρος τους.
- Επί εργαστηριακές εργασίεςπριονίδι συγκεντρώθηκε τόσο στον βόρειο όσο και στον νότιο πόλο. Άρα και εδώ θα υπάρχει μαγνητική ροή.
U:Τότε πώς επηρέασε τη μαγνητική ροή η ανατροπή του μαγνήτη;
ΡΕ:Μάλλον δεν υπάρχει τρόπος. Αν πάρουμε τον μαγνήτη και την περιοχή όπως στο προηγούμενο σχήμα, τότε τίποτα δεν θα αλλάξει σε μέγεθος. Ф = ВS
U:Πώς μπορούμε να δείξουμε ότι ο μαγνήτης έχει γυρίσει;
ΡΕ:Τοποθετήστε μια πινακίδα «–».
U:Τοποθετήστε τον δακτύλιο και τον μαγνήτη έτσι ώστε η ροή μέσω του δακτυλίου να είναι 0.
ΡΕ:εικόνα 5
U:Στον τύπο της μαγνητικής ροής υπάρχει cosα. Από ένα βιβλίο αναφοράς για τα μαθηματικά
Πού βρίσκεται αυτή η γωνία στο σχήμα, ανάμεσα σε ποιες δύο κατευθύνσεις; Η ροή μπορεί να είναι ίση με 0 εάν η γωνία είναι 90 o, αυτή είναι κάθετη. Και ο δακτύλιος και ο μαγνήτης μας είναι παράλληλα (Εικ. 6).
ΡΕ:Οι γραμμές πεδίου έχουν κατεύθυνση, αλλά μια περιοχή δεν έχει.
U:Θυμηθείτε πώς ρυθμίζεται αυτή η γωνία σύμφωνα με το κείμενο του εγχειριδίου.
ΡΕ:Υπάρχει μια κάθετη στο πλαίσιο που σχεδιάζεται εκεί
Αυτό σημαίνει τη γωνία μεταξύ του διανύσματος μαγνητικού πεδίου και του κανονικού. (Εικ. 7)
U:Δοκιμάστε τον εαυτό σας - σχεδιάστε τη μέγιστη ροή, βάλτε όλες τις πιθανές επιλογές στον πίνακα. (Εικόνα 8)
ΡΕ:Το δεύτερο και το τρίτο δεν είναι κατάλληλα. Εκεί η ροή αποδεικνύεται αρνητική.
ΡΕ:Και λοιπόν; Ο αριθμός των γραμμών είναι ίδιος, πράγμα που σημαίνει ότι η ροή είναι ίδια. Σε πειράματα με μαγνήτες, το πριονίδι δεν νοιαζόταν σε ποιον πόλο κολλούσε - τον βορρά ή τον νότο.
U:Τότε, γενικά, γιατί πρέπει να γνωρίζουμε το πρόσημο της ροής, τη γωνία. Η ροή είναι ακόμα σαφής, πού είναι το μέγιστο;
ΡΕ: ?
U:Επίδειξη του πειράματος του Faraday με ένα πηνίο και έναν μαγνήτη.
ΡΕ:Στα πειράματα του Faraday! Είδαμε ότι η κατεύθυνση του ρεύματος αλλάζει ανάλογα με το πώς φέρνουμε ή βγάζουμε τον μαγνήτη.
U:Να γράψετε το νόμο του Φαραντέι με μαθηματικούς όρους.
ΡΕ: E = – ,
U:Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τα σημάδια σε αυτόν τον νόμο. Αν θέλουμε να πάρουμε μια «θετική» κατεύθυνση ρεύματος, τότε...
ΡΕ:Η ροή πρέπει να μειωθεί. Στη συνέχεια, ∆Φ< 0 и в
итоге получиться плюс.
ΡΕ:Μπορεί να μεγαλώσει, αλλά με αρνητικό πρόσημο
U:Σχεδιάστε πώς πρέπει να κινείται ο μαγνήτης.
ΡΕ:Εισάγουμε τον μαγνήτη στο πηνίο, ο αριθμός των γραμμών αυξάνεται, πράγμα που σημαίνει ότι η ροή αυξάνεται μόνο με το αντίθετο πρόσημο. Μπορείτε να το ελέγξετε με αριθμούς (Εικ. 9).
ΡΕ:Αφαιρούμε τον μαγνήτη από το πηνίο έτσι ώστε η ροή να είναι θετική και η μεταβολή της ροής αρνητική.
U:Στο πείραμα, η κατεύθυνση του ρεύματος είναι η ίδια και στις δύο περιπτώσεις. Αυτό σημαίνει ότι η ανάλυσή μας για τους τύπους είναι σωστή.
U:Θα χρησιμοποιήσουμε σύγχρονο εξοπλισμό που μας επιτρέπει να δούμε πώς η κατεύθυνση του ρεύματος αλλάζει όχι μόνο ως προς την κατεύθυνση, αλλά και ως προς το μέγεθος με την πάροδο του χρόνου.
Δίνονται πληροφορίες για τις δυνατότητες του συγκροτήματος μέτρησης "L-micro", μια σύντομη εξήγηση του σκοπού των οργάνων και συσκευών.
Εκτέλεση επιδείξεων
Το πηνίο στερεώθηκε με τρίποδο. Η μαγνητική ροή άλλαξε μετακινώντας έναν μόνιμο μαγνήτη λωρίδας σε σχέση με τον επαγωγέα. Το επαγωγικό emf που προέκυψε στο πηνίο αυτεπαγωγής τροφοδοτήθηκε στην είσοδο του προσαρτήματος παλμογράφου, το οποίο μετέδωσε ένα ηλεκτρικό σήμα μεταβαλλόμενου χρόνου στον υπολογιστή μέσω μιας αντίστοιχης μονάδας και καταγράφηκε στην οθόνη. Ο παλμογράφος ενεργοποιήθηκε από το υπό μελέτη σήμα στη λειτουργία σάρωσης «αναμονής» σε επίπεδο σήματος τάξης μεγέθους χαμηλότερο από τη μέγιστη τιμή του επαγόμενου EMF. Αυτό κατέστησε δυνατή την παρατήρηση του επαγόμενου emf σχεδόν πλήρως από τη στιγμή που άρχισε να αλλάζει η μαγνητική ροή.
Ρίχνουμε μέσα από τον κύλινδρο δεν σημειώνεταιμαγνήτης. Στην οθόνη σχεδιάζεται ένα γράφημα της τιμής EMF σε σχέση με το χρόνο. Αλλά το γράφημα του τρέχοντος έναντι του χρόνου θα συμπεριφέρεται παρόμοια.
Οι μαθητές βλέπουν ότι ένας μαγνήτης που πετά μέσα από ένα πηνίο προκαλεί την εμφάνιση ρεύματος επαγωγής σε αυτό. (Εικ. 10)
U:Σχεδιάστε ένα διάγραμμα της γραφικής παράστασης στο τετράδιό σας.
Εργασία για το σπίτι:γράψτε τι συνέβη στη μαγνητική ροή σε τρία στάδια: ο μαγνήτης πετά μέχρι το πηνίο, κινείται μέσα σε αυτό και πετά έξω από αυτό. Σκιαγράφησε την εκδοχή του πειράματος, υποδεικνύοντας τους πόλους ενός κινούμενου μαγνήτη.