Явление электромагнитной индукции
«Счастливая случайность выпадает лишь на одну долю подготовленного ума».
Л.Пастернак
Опыт датского учёного Эрстеда
1820 год
1777 – 1851г
Майкл Фарадей
1791 – 1867 г.г., английский физик,
Почетный член Петербургской
Академии Наук (1830),
Основоположник учения об электромагнитном поле; ввел понятия «электрическое» и «магнитное поле»;
высказал идею существования
электромагнитных волн .
1821 год: «Превратить магнетизм в электричество».
1931 год – получил электрический ток с помощью магнитного поля
«Электромагнитная индукция» -
слово латинское, означает « наведение»
Опыт М. Фарадея
«На широкую деревянную катушку была намотана медная проволока длиной в 203 фута и между витками её намотана проволока такой же длины, изолированная от первой хлопчатобумажной нитью.
Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей…
При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока.
При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра…»
Что мы видим?
Вывод из увиденного опыта :
- Ток, возникающий в катушке (замкнутом контуре), называют
индукционным.
- Отличие полученного тока от известного нам ранее заключается в том, что для его получения не нужен источник тока.
Общий вывод Фарадея
Индукционный ток в замкнутом контуре возникает при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную контуром.
Электромагнитная индукция – это физическое явление, заключающееся в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.
Возникающий при этом ток называют индукционным .
В чём причина возникновения индукционного тока в катушке?
Рассмотрим магнит:
Что вы можете сказать о магните?
Когда мы вносим магнит в замкнутый контур катушки, что у него изменяется?
А как определить направление индукционного тока?
Мы видим, что направление индукционного тока разное в этих опытах.
Основываясь на законе сохранения энергии, русский учёный Ленц предложил правило , по которому определяется направление индукционного тока.
Русский физик Эмиль Ленц
1804 – 1865гг.
0, если выдвигается, то ∆Ф 0). 3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф 0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф 0, то линии В и В′ сонаправлены). 4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока. ∆ Ф характеризуется изменением числа линий магнитной индукции В, пронизывающих контур " width="640"
1. Определить направление линий индукции внешнего поля В(выходят из N и входят в S ).
2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то ∆Ф 0, если выдвигается, то ∆Ф 0).
3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф 0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф 0, то линии В и В′ сонаправлены).
4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока.
∆ Ф
характеризуется изменением
числа линий магнитной индукции В,
пронизывающих контур
Математическая формула закона электромагнитной индукции
ε = - ΔΦ/Δ t
ΔΦ/Δ t - скорость изменения магнитного потока (единицы измерения Вб/с )
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
Закон электромагнитной индукции
ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.
Ток в контуре имеет положительное направление при убывании внешнего магнитного потока.
Жесткий диск компьютера.
Электромагнитная индукция в современном мире
Видеомагнитофон.
Детектор полицейского.
Детектор металла в аэропортах
Поезд на магнитной подушке
Показ видеороликов о применении явления электромагнитной индукции: детектор металлов, запись информации на магнитные носители и чтение с них – диск «Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий» Образовательные комплексы.
Cлайд 1
«Счастливая случайность выпадает лишь на одну долю подготовленного ума». Л.Пастернак Явление электромагнитной индукцииCлайд 2
«Самым великим моим открытием было открытие Фарадея» Гэмфри Дэви Открытие электромагнитной индукцииCлайд 3
1791 – 1867 г.г., английский физик, Почетный член Петербургской Академии Наук (1830), Основоположник учения об электромагнитном поле; ввел понятия «электрическое» и «магнитное поле»; высказал идею существования электромагнитных волн. 1821 год: «Превратить магнетизм в электричество». 1931 год – получил электрический ток с помощью магнитного поля Майкл ФарадейCлайд 4
29 августа 1831 года «На широкую деревянную катушку была намотана медная проволока длиной в 203 фута и между витками её намотана проволока такой же длины, изолированная от первой хлопчатобумажной нитью. Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей… При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра…»Cлайд 5
Электрический ток возникал тогда, когда проводник оказывался в области действия переменного магнитного поля. 17 октября 1831 годаCлайд 6
Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром. Возникающий при этом ток называют индукционным.Cлайд 7
Правило Ленца Э.Х. Ленц 1804 – 1865 г.г., академик, ректор Петербургского Университета Индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором возникает противодействие причинам, его породившим.Cлайд 8
Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведения модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла между векторами В и n. Ф=ВS cos Ф=Вn S Магнитный потокCлайд 9
∆Ф характеризуется изменением числа линий В, пронизывающих контур. 1. Определить направление линий индукции внешнего поля В(выходят из N и входят в S). 2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то ∆Ф>0, если выдвигается, то ∆Ф0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф1 слайд
2 слайд
План урока: Повторим. Проблема. Что нового. Закрепим. Домашнее задание. Применение ЭМИ. Итог урока. Цель урока: Изучить явление электромагнитной индукции.
3 слайд
Повторим… - что называется магнитным потоком? - каковы способы изменения магнитного потока? - замкнутый контур нормально расположен в магнитном поле. Что будет происходить с магнитным потоком, при повороте контура на 180°? - что такое электрический ток? - каковы условия его существования?
4 слайд
Возможно ли наличие тока в проводнике без источника тока? Откуда появился ток в гальванометре? Откуда появился ток в замкнутом контуре? Подсказка
5 слайд
Майкл Фарадей. Английский физик и химик. Один из основателей количественной электрохимии. Впервые получил (1823) в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. Открыл (1825) бензол, изучил его физические и некоторые химические свойства Ввел понятие диэлектрической проницаемости. Имя Фарадея вошло в систему электрических единиц в качестве единицы электрической емкости.
6 слайд
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (ЭМИ) (лат. inductio – наведение) – явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. Если внести в переменное магнитное поле замкнутый проводник, то в нем появится электрический ток. Появление этого тока называют индукцией тока, а сам ток – индукционным.
7 слайд
Для определения направления индукционного тока в замкнутом контуре используется Правило Ленца: Индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
8 слайд
9 слайд
Домашнее задание В стальной сердечник трансформатора, подключенного к напряжению 220В (РНШ) вносят замкнутый контур с лампочкой. Почему загорается лампочка при этом? Поясните рисунком.
10 слайд
Видеомагнитофон. Жесткий диск компьютера. Детектор полицейского. Детектор металла в аэропортах Поезд на магнитной подушке Маглев Электромагнитная индукция в современном мире
Презентация по слайдам
Текст слайда: ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ открыто Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года Презентацию выполнила: Бахтина Ирина Владимировна, учитель физики МОУ «СОШ №3 г.Новый Оскол Белгородской области
Текст слайда: Установленный факт: магнитное поле – особый вид материи магнитное поле порождается электрическим током
Текст слайда: Возможно ли обратное явление? Может ли магнитное поле «создать» электрический ток?
Текст слайда: 1822 год… Майкл Фарадей ставит задачу: ПРЕВРАТИТЬ МАГНЕТИЗМ В ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Текст слайда: Решением той же задачи были заняты и другие ученые того времени Почти одновременно с Майклом Фарадеем получить электрический ток в катушке с помощью магнита пытался швейцарский физик Жан Даниэль Колладон
Текст слайда: Совершим путешествие в те далекие времена и воспроизведем опыты Колладона Открытие не было сделано Судьба оказалась благосклонна к Майклу Фарадею
Текст слайда: ФАРАДЕЙ ПРЕДЛОЖИЛ И ДРУГИЕ РАЗНОВИДНОСТИ ОПЫТА: Замыкание (размыкание) цепи катушки с током Регулирование реостатом силы тока в цепи катушки Внесение (извлечение) катушки с током из катушки, замкнутой на гальванометр Вращение замкнутого контура в магнитном поле
Текст слайда: Что же объединяет все эти опыты? Что можно сказать о магнитном потоке, как числе линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную контуром? При внесении (изъятии) магнита? При замыкании (размыкании) цепи? При изменении силы тока реостатом? При внесении (изъятии) катушки с током? При вращении контура в магнитном поле? изменяется
Текст слайда: ВЫВОД: Во всех рассмотренных случаях изменяется магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром В цепи катушки гальванометра появляется индукционный ток
Слайд №10
Текст слайда: ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ Заключается в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при любом изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром Отличие полученного тока от известного нам ранее заключается в том, что для его получения не нужен источник тока
Слайд №11
Текст слайда: 29 августа 1831 года Майклом Фарадеем открыто явление электромагнитной индукции Ему удалось превратить магнетизм в электричество
Слайд №12
Текст слайда: Домашнее задание: Параграф 49 ОК в тетради Подготовить презентацию о жизни М.Фарадея (по желанию)
Слайд №13
Текст слайда: Литература и интернет-ресурсы: А.В.Перышкин, Е.М.Гутник «Физика 9» http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/M_Faraday_Th_Phillips_oil_1842.jpg/220px-M_Faraday_Th_Phillips_oil_1842.jpg - слайд 1 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/91/Electromagnetism.svg/180px-Electromagnetism.svg.png -слайд 2 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg/250px-M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg -слайд 3 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg/250px-M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg -слайд 4 http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/40.jpg -слайд 5 http://www.home-edu.ru/user/f/00000951/23/pic/faradey_exp.gif -слайд 6 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn3Thumbnail.png -слайд 7 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn2Thumbnail.png -слайд 7 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn4.gif -слайд 7 http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/9.jpg -слайд 8 http://www.home-edu.ru/user/f/00000951/23/pic/ind_curr.gif -слайд 9 http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/35.jpg -слайд 10 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/57/Magnet0873.png/250px-Magnet0873.png -слайд 11 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn1Thumbnail.png -слайд 11