Урок 30. Закон электромагнитной индукции

РАЗДЕЛ I. Поурочные разработки по физике к учебнику С. В. Громова

Урок 30. Закон электромагнитной индукции

Цель: сформулировать закон электромагнитной индукции.

Ход урока

I. Повторение. Беседа

1. Опишите опыты, в которых можно наблюдать индукцию тока.

2. Каким должно быть магнитное поле, чтобы в неподвижном проводнике появился индукционный ток?

3. От чего зависит число силовых линий магнитного поля, пронизывающий данный контур?

4. Как определяют направление нормами и по контуру?

5. Что такое магнитный поток?

6. В каких единицах измеряется магнитный ток?

7. В чем заключается правило Ленца?

Лабораторная работа «Исследование зависимости силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока»

Оборудование: источник питания, миллиамперметр, катушка-маток, катушка с железным сердечником от разборного электромагнита, магнит дугообразный, реостат ползунковый, ключ замыкания тока, комплект проводов.

Ход работы

1. Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

2. Вставляйте и вынимайте магнит из катушки с различной скоростью и для каждого случая замечайте максимальную силу индукционного тока.

3. Катушку соедините с миллиамперметром, наденьте на катушку с железным сердечником и подключите последнюю через реостат и ключ замыкания тока к источнику питания.

4. Измеряйте силу тока в катушке электромагнита при помощи реостата с различной скоростью и для каждого случая замечайте максимальную силу индукционного тока.

5. Ответьте на вопросы:

- В каком случае скорость изменения магнитного потока через катушку, соединенную с миллиамперметром, была больше: при медленном или быстром движении магнита? При медленном или быстром изменении силы тока в катушке электромагнита?

- Что можно сказать о зависимости силы индукционного тока и ЭДС индукции от скорости изменения магнитного потока через катушку?

6. Ответы запишите в тетрадь.

II. Изучение нового материала

Магнитный поток наглядно истолковывается как число линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Известно, что в цепи появляется электрический ток в том случае,                  если на свободные заряды проводника действуют сторонние силы. При изменении магнитного потока появляются сторонние силы, действие которых характеризует ЭДС:

Сопротивление не зависит от изменения магнитного потока. Закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС.

Законом в таком виде можно пользоваться при равномерном изменении магнитного потока; в противном случае ε_i = -Ф’.

III. Повторение. Беседа

1. Почему закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС, а не для силы тока?

2. Как формулируется закон электромагнитной индукции?

3. Почему в законе электромагнитной индукции стоит знак «минус»?

4. Что можно сказать о зависимости силы индукционного тока и ЭДС индукции от скорости изменения магнитного потока через катушку?

(Вопросы из лабораторной работы.)

IV. Решение задач

1. За какой промежуток времени магнитный поток изменится на 0,004 Вб, если в контуре возбуждается ЭДС индукции 15 В. (Ответ: t = 2,5 мс.)

2. Соленоид содержит 100 витков проволоки. Найти ЭДС индукции, если в этом соленоиде за 5 мс магнитный поток равномерно изменится от 3 мВб до 1,5 мВб. (Ответ: 0,3 В.)

3. В обмотке на стальном сердечнике с помощью поперечного сечения 100 см² в течение 0,01 с возбуждается ЭДС индукции 150 В при изменении магнитной индукции от 0,3 Тл до 1,3 Тл. Сколько витков в обмотке? (Ответ: 150.)

4. Проволочная прямоугольная рамка со сторонами 18 см и 5 см расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно к силовым линиям. Определить индукцию этого поля, если при его исчезновении за 0,015 с в рамке наводится ЭДС = 4,5 · 10^-3 В. (Ответ: ΔВ = 7,5 · 10^-3 Тл.)

5. Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 3 · 10^-2 Ом за 2 с изменится на 1,2 · 10^-2 Вб. Какова сила тока, протекающего по проводнику, если изменения происходят равномерно? (Ответ: I = 0,2 А.)

6. Соленоид, состоящий из 80 витков и имеющий диаметр 8 см, находится в однородном магнитном поле, индукция которого 60,3 Тл. Соленоид поворачивают на 180° в течение 0,2 с. Найти среднее значение ЭДС, возникающей в соленоиде, если его ось до и после поворота направлена вдоль поля. (Ответ: Е = 0,24 В.)

Домашнее задание

П. 88, задачи 396-400.