Конспект урока в 8 классе «Явление электромагнитной индукции».

Тема. Явление электромагнитной индукции.

Цели:

образовательные:

-сформировать представление о явлении электромагнитной индукции;

-сформулировать условие возникновения индукционного тока;

развивающие:

-развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;

-развивать умение находить решение проблемы;

воспитательные:

-прививать на примере биографии великого ученого общечеловеческие ценности;

-воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету;

-расширять кругозор учащихся.

Оборудование: катушка (от разборного трансформатора), гальванометр, полосовой магнит, провода;

ноутбук, экран, проектор.

Ход урока.

I. Организационный момент .

II. Проверка усвоения изученного материала.

Самостоятельная работа.

I вариант. 1-3. Определить направление магнитных линий магнитного поля прямолинейного проводника с током. 4. На рис. изображены магнитные линии магнитного поля проводника с током. Определить направление тока в проводнике. 5. Определите полюсы магнитного поля катушки.
1.	2.		3.	4.		5. + -
6. Как изменится магнитное действие катушки, если внутрь ее ввести железный сердечник. А. уменьшится Б. увеличится В. может увеличиться, а может и уменьшиться Г. не изменится
7. Как построить сильный электромагнит, если конструктору дано условие, чтобы ток в электромагните был сравнительно малым?		8. Используемые в подъемном кране электромагниты обладают громадной мощностью. Электромагниты, при помощи которых удаляют из глаз случайно попавшие железные опилки, очень слабы. Какими способами достигают такого различия?			9-10. Определите направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.
					9 . I S N		10. • • • • • • I • • •

III. Мотивация учебной деятельности.

Китайская пословица гласит:

«Человек может стать умным тремя путями:

путём подражания – это самый лёгкий путь,

путём опыта – это самый трудный путь,

и путём размышления – это самый благородный путь».

Сегодня на уроке нам предстоит поразмышлять.

Открытие явления электромагнитной индукции относят к наиболее выдающимся открытиям XIX века. На этом явлении основана работа миллионов электродвигателей и генераторов электрического тока во всем мире...

Слава эпохального открытия явления принадлежит английскому физику Майклу Фарадею.

Его называли властителем молний и королем физиков. А он всю жизнь оставался скромным, читал лекции для детей и верил в великие тайны Природы и Бога.

Воспитание на примере жизни и деятельности выдающихся ученых.

Примечание. Обязательно привести биографические данные с целью воспитания трудолюбия, настойчивости, честности, бескорыстия ( что особенно важно в наши дни, когда часто побеждает меркантильность ).

Жизнь Фарадея в ряду жизней замечательных людей – одна из наиболее любопытных. Человек, не получивший никакого систематического образования, без дипломов и аттестатов (сын лондонского кузнеца переплетчик Майкл Фарадей родился в Лондоне 22 сентября 1791 г. Гениальный самоучка не имел возможности даже закончить начальную школу), до 22-х лет пробывший учеником переплетного цеха (во время учения переплетному делу он читал книги, в особенности по химии, сам проделывал химические опыты), собственными усилиями добивается возможности всецело отдаться научным занятиям и неожиданно, в течение всего нескольких лет, превращается в первоклассного физика, которому наука обязана столь многочисленными и высокоценными открытиями, что он доселе по праву именуется “царем физиков”.

Слушая публичные лекции знаменитого химика Дэви, он окончательно убедился в том, что его призвание - наука, и обратился к нему с просьбой принять на работу в Королевский институт. С 1813 г., когда Фарадей был принят в институт лаборантом, и до самой смерти (25 августа 1867 г.) он жил наукой.

Дэви взял Майкла Фарадея своим секретарем. Принимая на работу, отметил «его характер активный и бодрый, а образ действий разумный» и вскоре предложил Майклу сопровождать его в путешествии по странам Европы. Дэви, выходцу из небогатой семьи, приятно льстило покровительствовать сыну кузнеца. О нет, он отнюдь не был демократом, и в путешествии четко соблюдались границы их близости: Майкл — лаборант, секретарь, даже слуга. Леди Дэви требовала, чтобы он прогуливал ее мопса, и однажды в Швейцарии отказалась сесть за один стол с Фарадеем. Если бы знала чопорная и капризная шотландка, что потомки будут вспоминать ее только благодаря этому молчаливому юноше, заботившемуся о походной лаборатории ее мужа!

Фарадей сформулировал свое кредо: «Наблюдать, изучать и работать». Кредо, которому он следовал всю свою жизнь.

Своим трудолюбием он приводил в изумление всех, кто его знал. Образ жизни его был в высшей степени скромен, почти суров. Личную независимость он ставил выше всего, а к внешним почестям обнаруживал полное пренебрежение. Вместе с тем Фарадей до конца своей жизни оставался глубоко религиозным. Небо над ним не было всегда безоблачным. Ему не верили, завидовали, обвиняли в том, что он ворует чужие научные идеи. Но Фарадей был честен и чист. Он просто с детства привык все перепроверять на собственном опыте, видел дальше, шел дальше тогда, когда останавливались, оставив надежды на успех, другие.

***Конец 1821 года, в целом триумфального для Фарадея, омрачила клевета. Известный химик и физик Уильям Волластон пожаловался Дэви, что опыт Фарадея с вращением стрелки является плагиатом его, волластоновской идеи (практически никогда им не реализованной). История получила большую огласку и доставила Фарадею немало неприятностей. Дэви стал на сторону Волластона, отношения его с Фарадеем заметно ухудшились. В октябре Фарадей добился личной встречи с Волластоном, где разъяснил свою позицию, и состоялось примирение. Однако в январе 1824 года, когда Фарадей был избран членом Лондонского королевского общества, Дэви, тогдашний президент Королевского общества, был единственным, голосовавшим против (сам Волластон голосовал за избрание). Отношения Фарадея и Дэви позднее улучшились, но лишились прежней сердечности, хотя Дэви любил повторять, что из всех его открытий самым значительным было «открытие Фарадея».

***Он никогда не щадил себя, занимаясь наукой. Серьезно укоротили его жизнь химические опыты, где широко использовалась ртуть, беспрерывно проливавшаяся на пол, а затем испарявшаяся. Оборудование его лаборатории было абсолютно негодным с точки зрения самой элементарной техники безопасности. Вот письмо самого Фарадея: «В прошлую субботу у меня случился еще один взрыв, который опять поранил мне глаза. Одна из моих трубок разлетелась вдребезги с такой силой, что осколком пробило оконное стекло, точно ружейной пулей. Мне теперь лучше, и я надеюсь, что через несколько дней буду видеть так же хорошо, как и раньше. Но в первое мгновение после взрыва глаза мои были прямо-таки набиты кусочками стекла. Из них вынули тринадцать осколков…»

Заслуживает восхищения история открытия Фарадеем явления электромагнитной индукции.

Фарадей ставит множество опытов, ведет педантичные записи. Каждому небольшому исследованию он посвящает параграф в лабораторных записях (изданы в Лондоне полностью в 1931 году под названием «Дневник Фарадея»). О работоспособности Фарадея говорит хотя бы тот факт, что последний параграф «Дневника» помечен номером 16041. Блестящее мастерство Фарадея-экспериментатора, одержимость, четкая философская позиция не могли не быте вознаграждены, но ожидать результата пришлось долгих десять лет (в кармане Фарадей многие годы носил магнит, который напоминал ему, что рано или поздно он должен, как записал в 1822 году в своем дневнике, «превратить магнетизм в электричество»).

IV. Сообщение темы урока.

V. Сообщение задач урока: разобраться в сути явления. Почему для его открытия потребовалось десять лет упорного труда и не только Фарадея.

VI. Актуализация опорных знаний.

Что предшествовало открытию явления электромагнитной индукции?

Поддерживающее повторение- «борьба с забыванием».

Вопрос. В суть открытия Эрстеда?

Ответ. В 1820 году Ганс Христиан Эрстед обнаружил, что провод, по которому идёт ток, действует на магнитную стрелку.

Из опыта Г. Эрстеда следует, что вокруг этого проводника существует магнитное поле.

Вопрос. Как открытие Эрстеда служит людям?

Ответ. В 1825 году английский инженер Уильям Стёрджен изготовил первый электромагнит. Электромагниты нашли широкое применение их в технике. Помимо промышленного использования, магниты стали широко применяться в медицине: еще в конце XIX- начале XX века электромагнит служил самым лучшим способом для извлечения инородных тел из полости глаза.

VII. Изучение нового материала.

Электрический ток, рассуждал М. Фарадей, способен намагнитить кусок железа. Не может ли магнит, в свою очередь, вызвать появление электрического тока? Долгое время эту связь обнаружить не удавалось. Обратимся к эксперименту.

Опыты Фарадея можно воспроизвести следующим образом: замкнем катушку на гальванометр- высокочувствительный прибор для измерения малых постоянных и переменных электрических токов.

Опыт1. Внести магнит в катушку северным полюсом.

Вопрос. Что наблюдали?

Ответ. При внесении магнита в катушку, замкнутой на гальванометр, наблюдается отклонение стрелки прибора.

Вопрос. Какой вывод можем сделать?

Ответ. В катушке возникает электрический ток.

Опыт2. Оставить магнит в катушке.

Вопрос. Что наблюдали?

Ответ. Если магнит неподвижен относительно катушки, стрелка гальванометра не отклоняется. Следовательно, электрический ток не возникает.

Опыт3. Вынести магнит из катушки северным полюсом.

Вопрос. Что наблюдали?

Ответ. При вынесении магнита из катушки опять наблюдаем отклонение стрелки гальванометра и делаем вывод, что в катушке возник электрический ток.

Учитель. Таким образом, «магнетизм породил электричество». В этом случае ток называют индукционным(от лат. inductio — наведение).

Повторим серию опытов.

Опыт4. Внести магнит в катушку южным полюсом.

Опыт5. Оставить магнит в катушке.

Опыт6. Вынести магнит из катушки южным полюсом.

Вопрос. Что наблюдали?

Ответ. При внесении или вынесении магнита в катушку южным полюсом, замкнутую на гальванометр, наблюдается отклонение стрелки, значит, в катушке возникает электрический ток. Если магнит неподвижен относительно катушки, стрелка не отклоняется электрический ток не возникает.

Учитель. Казалось бы, все просто. Но почему потребовалось десять лет? Какого рода случайности могли помешать открытию, показывает следующий факт. Почти одновременно с Фарадеем получить электрический ток в катушке с помощью магнита пытался швейцарский физик Колладон. В ходе работы он пользовался гальванометром, легкая магнитная стрелка которого помещалась внутри катушки прибора. Чтобы магнит не оказывал непосредственного влияния на стрелку, концы катушки, куда Колладон вводил магнит, надеясь получить в ней ток, были выведены в соседнюю комнату и там присоединены к гальванометру. Вставив магнит в катушку, Колладон шел в соседнюю комнату и с огорчением убеждался, что гальванометр не показывает тока. Стоило бы ему все время наблюдать за гальванометром, а кого-нибудь попросить заняться магнитом, замечательное открытие было бы сделано. Но этого не случилось. Покоящийся относительно катушки магнит не вызывает в ней тока.

Можно в наблюдаемых нами опытах двигать катушку относительно недвижного магнита.

Опыт7. Движение катушки относительно магнита.

Вопрос. Что наблюдали?

Ответ. При движении катушки относительно магнита наблюдаем отклонение стрелки гальванометра и делаем вывод, что в катушке возник электрический ток.

Учитель. Во всех рассмотренных опытах индукционный ток возникал при изменении магнитного поля, пронизывающего охваченную проводником площадь.

Ток- это направленное движение заряженных частиц. Вначале тока нет. Магнитное поле не действует на неподвижные заряды. Значит, магнитное поле изменяется и порождает электрическое поле, которое приводит в направленное движение заряды. Это поле называется вихревым электрическим полем.

При нарастании магнитного поля через замкнутый контур индукционный ток имеет одно направление, а при убывании магнитного поля изменяет направление.

Установка на будущее.

На следующих уроках выясним, от чего зависит направление индукционного тока.

VIII. Закрепление изученного материала.

Что узнали?

И в заключение, приведу слова немецкого физика Гельмгольца, который, оценивая роль Фарадея в истории человеческого общества, сказал: «До тех пор пока люди пользуются благами электричества, они всегда будут с благодарностью вспоминать имя Фарадея»

ХI. Домашнее задание.

§21 (учить).