Мнемонические правила для определения направления индукционного тока.

 

 

Продолжите запись:

а) , , то ?

б) , , то ?

Демонстрации с прибором Петровского. Правило Ленца: "Индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, всегда направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызвавшей".

 

 
 

Тренировочные примеры на определение направления индукционного тока:

Генератор переменного тока (демонстрация с катушками Гельмгольца и рамкой). Промышленный генератор переменного тока (демонстрация модели): якорь и индуктор, статор и ротор.

III.Вопросы:

1. Как надо двигать в магнитном поле Земли медное кольцо, чтобы в нем индуцировался ток?

2. Можно, ли добиться отклонения стрелки гальванометра, имея в своем распоряжении лишь моток проволоки и кольцевой магнит?

3. Имеются два железных сердечника, один из сердечников намагничен. Как установить, какой из них намагничен, если в вашем распоряжении есть только моток медной проволоки и больше нет ничего?

4. Два замкнутых проводящих контура расположены друг над другом параллельно. В верхнем контуре ток течет по часовой стрелке. Каково направление индукционного тока в нижнем контуре, если в верхнем контуре: а) ток нарастает; б) ток убывает; в) ток не изме­няется; г) течет переменный ток.

5.

 
 

Определите направление индукционного тока в случаях, изображенных: на рисунках.

6. В цепи, схема которой приведена на рисунке, ползунок реостата перемещается вверх. Определите направление индукционного тока в амперметре.

 

Открытие электромагнитной индукции было воспринято всем научным миром как крупная научная сенсация и принесло Фарадею всемирную известность. Тогдашний премьер-министр узнал об открытии из газет и посетил лабораторию. Посмотрев опыт, Премьер-министр воскликнул: «И эти детские игрушки принесли Вам такую славу?!». Легенда утверждает, что на это восклицание последовал следующий ответ Фарадея: «Сэр, я думаю, что из этих игрушек Вы будете извлекать налоги!».

IV. § 3 ст. 179

1. Основную обмотку дроссельной катушки присоедините к гальванометру демонстрационного амперметра. Почему при внесении внутрь катушки отрезка водопроводной трубы возникает ток? Ударьте достаточно сильно молотком по концу трубы. Почему в момент удара возникает ток?

"Главное – понять, для чего тебя создал Бог"

Екатерина Щербаченко


Урок 58/8 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 6

 

"Насколько же скрыта природа, если к открытию ее тайн

нужно приближаться экспериментально".

А. Эйнштейн


Урок 58/8 ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

 

ЦЕЛЬ УРОКА: Дать общее представление о вихревом электрическом поле и вихревых электрических токах.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: Универсальный трансформатор с принадлежностями, галь­ванометр от вольтметра, магнит дугообразный, источник переменного тока.

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 25 мин

4. Закрепление 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

 

II.Вопросы:

1. Как надо перемещать в магнитном поле Земли замкнутый проводящий прямоугольный контур, чтобы в нем наво­дился ток?

2. При повороте катушки на 1800 в магнитном поле Земли, гальванометр регистрирует ток. Почему?

3. Для уничтожения кораблей применялись мины с индукционным взрывателем, основным элементом которого являлась катушка, намотанная на постоянный магнит. Объясните принцип его действия. Каким образом размагничивают корабли?

4. Южный полюс магнита удаляется с некоторой скоростью от металлического кольца. Определите направление индукционного тока в кольце.

5. Катушка насаженна на дугообразный магнит и подключена к гальванометру, Как, не двигая ни магнит, ни катушку, получить в цепи ток с помощью куска железа?

6. Для исследования стальных балок (рельсов) на них надевают катушку
изолированной проволоки, замкнутой на гальванометр, и перемещают ее вдоль балки. При всякой неоднородности строения балки (трещины, раковины и т.д.) в гальванометре возникает ток. Объясните явление.

7. Какие превращения энергии происходят при введении магнита в замкнутое проводящее кольцо?

8. Полосовой магнит перемещается равномерно через замкнутое проводящее кольцо. Постройте примерный график зависимости силы тока в кольце от времени.

9.

 
 

Определите направление индукционного тока в контуре б.

III.Повторная демонстрация возникновения индукционного тока в замкнутом проводящем контуре при введении в него магнита. Какое поле может вызвать движение свободных заряженных частиц в проводнике, если он неподвижен? Батарейка?! Электрическое поле!

Вывод: Электрический ток в неподвижном контуре может вызвать только электрическое поле, которое в данном случае создается магнитным полем. Магнитное поле не действует на неподвижные заряженные частицы.

Определение направления вихревого электрического поля (образует левый винт с нарастающим вектором ). Установить направление вихревого электрического поля можно с помощью кольцевого проводника (направление тока совпадает с направлением поля).

Вывод: Изменяющееся в данной области пространства с течением времени магнитное поле, порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, которое образует левый винт с нарастающим вектором .

Вихревые токи. Опыты с универсальным трансформатором.

1. Замкнутый проводящий контур с лампочкой в переменном магнитном поле от катушки универсального трансформатора на 220 В (от катушки на 6 В, подключенной к ЗГ).

2. Нагревание алюминиевого и медного кольца (трогают ученики).

3. Индукционные печи (демонстрация).

4. Трансформатор (подключение лампочки на 6 В).

5. Сварочный трансформатор (демонстрация).

 

 
 

А не создает ли изменяющееся электрическое поле магнитное?

 

Вывод: Изменяющееся в данной области пространства с течением времени электрическое поле, порождает в окружающем пространстве магнитное поле, которое образует правый винт с нарастающим вектором .

 

IV.Вопросы:

1. В кольцо из диэлектрика (проводника) вводят магнит. Какое возникает явление?

2. Верно ли утверждение, что электромагнит не действует на медную пластинку?

3. Что общего и в чем различия электростатического и магнитостатического полей?

4. Почему изменения магнитного поля Земли генерируют электрические токи в соленой воде, литосфере Земли, линиях электропередач и других искусственных проводниках?

5. Для чего медное основание морских компасов делают массивным?

6. Напишите микро-сочинение с ключевыми словами: катушка, магнит, провод, магнитная стрелка, какая-то тайна.

 

V. Конспект

 

"Ум заключается не только в знании, но и в умение прилагать знания на деле".

Аристотель

"Чтобы познать что-либо, следует ответить на четыре вопроса: Есть ли это? Что это? Каково это? Почему это?"

Арабский философ Абу-Юсуф Якуб бну Исхан аль Конди


Урок . ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

 

ЦЕЛЬ УРОКА: Дать представление об электромагнитном поле и его проявлениях.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ:

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 25 мин

4. Закрепление 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II.Вопросы:

1. Мальчик в купе поезда наэлектризовал эбонитовую палочку и проводит с ней опыты. Какое поле существует вокруг палочки для мальчика, для неподвижного наблюдателя на Земле?

2. Мальчик в купе поезда проводит опыты с магнитом. Какое поле существует вокруг магнита для мальчика, для неподвижного наблюдателя на Земле?

3. Что общего и в чем различия между переменными электрическими и магнитными полями?

4. Какое поле может вызвать ток в замкнутом проводящем контуре?

5. Молния ударила в здание физической лаборатории. Какие приборы могли сгореть?

6. Дайте рекламу вихревым токам.

7. Если подвесить на нитке металлическое кольцо, а внизу на центро­бежной машине укрепить дугообразный магнит, то при вращении магнита кольцо начинает вращаться в ту же сторону. Почему?

 

 
 

III.Пусть по прямому проводу течет нарастающий ток (рисунок на доске).

Направление магнитного и электрического поля электромагнитной волны в ее распространении расположены так же, как растопыренные под углами 900 большой, указательный и средний палец правой руки.

Вперед распространяется волновой импульс, а после его прохождения поля гасят друг друга. Скорость распространения электромагнитного импульса в вакууме с = 300000 км/с.

 
 

Если по проводу (антенне) течет переменный ток, то в окружающем пространстве будет распространяться электромагнитная волна (Джеймс Клерк Максвелл, 1864 г.)

Электромагнитная волна - взаимосвязанные колебания элек­трических и магнитных полей, распространяющиеся в пространстве с ко­нечной скоростью.

Длина электромагнитной волны – расстояние, на которое волна распро­страняется за время одного периода колебаний (показать на рисунке).

Вывод: Переменные электромагнитные поля отрываются от проводника с током и переносят энергию в пространстве (опыты Г. Герца в 1888 г.)

Если на некотором расстоянии от излучающей антенны поместить прием­ную антенну, то электромагнитная волна приведет в движение находя­щиеся в ней свободные электроны (в ней возникнет переменный ток той же частоты). На этом основана радиосвязь, телевидение, радиолокации

В среде скорость электромагнитных волн меньше чем в вакууме (напри­мер, в стекле в 1,5 раза).

Электромагнитные волны с длиной более 10 м используют в радиосвязи, волны метрового диапазона - телевидении, сантиметрового – в радиолокации. Видимый свет – электромагнитные волны с длиной от 0,4 до 0,72 мкм.

 

IV. Задача:

  1. Световой год – это расстояние, которое проходит свет в вакууме за один год. Чему равен световой год в системе СИ?
  2. На какой частоте суда передают сигнал бедствия SOS, если по международному соглашению длина волны должна быть 600 м?

Вопросы:

1. Опишите процесс возникновения электромагнитной волны!

2. Какое устройство следует подключить в цепь передающей антенны, чтобы можно было передавать информации с помощью азбуки Морзе?

3. Радиоволны с космической станции, находящейся на Марсе, достигли Земли через 3,3 мин. Чему в это время равно расстояние от Земли до Марса?

4. Почему в микроволновой печи разогреваются любые продукты, содержащие воду, ведь вода плохой проводник электрического тока?

5. Назовите источники электромагнитных волн.

6. Почему два провода, по которым течет переменный ток, стараются располагать близко друг к другу?

V.

Конспект.

"Как возникает рождение света?

Неуследимо и самовластно.

Как? Откуда? Совсем незаметно

С неба? Со звезд? Со снежного наста?"

Н. Браун


Урок 59/9 ИСТОЧНИКИ СВЕТА. ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА

 

ЦЕЛЬ УРОКА: Дать представление об источниках света. На основе представления о световых лучах сформулировать закон прямолинейного распространения света и закон независимости распространения свето­вых лучей.

ТИП УРОКА: Комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: трубки спектральные, набор по фотолюминесценции, осветитель для теневого проецирования экран, непрозрачный предмет лазер ЛГ-209, оптическая шайба с принадлежностями, прибор для демонстрации солнечных затмений.

ПЛАН УРОКА:

1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Работа над ошибками 10 мин

3. Объяснение 25 мин

4. Закрепление 5 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II.Работа над ошибками, допущенными при выполнении контрольной работы №6.

III.Солнце - источник света и тепла в Солнечной системе. Свет служит источником большей части наших знаний об окружающем мире (109 бит информации в секунду). Примеры: Определение расстояний до звезд и далеких галактик, размеры и химический состав звезд, расширение Вселенной, строение клеток и т.д.

"Глаза – более точные свидетели, чем уши"

Гераклит Эфесский

На излучении света основано создание искусственного освещения: фары, прожекторы, люминесцентные лампы.

Свет – переносчик действия (энергии) на расстояние. Свет – видимое излучение. Оптика – раздел физики, посвященный изучению света.

Световое (оптическое) излучение создается источниками света. Естественные и искусственные источники света. Примеры: 1) естест­венные: Солнце, звезды, атмосферные разряды, люминесцирующие объек­ты животного и растительного мира; 2) искусственные: тепловые, люминесцирующие (демонстрация электролюминесценции и фотолюминес­ценции).

Два способа передачи действия на расстояние и две теории на природу света. (Подробнее от Ньютона и Гюйгенса до наших дней). Световой пучок. Методы получения узкого светового пучка. Принци­пиальная невозможность получения светового луча. В традиционной микроскопии из-за дифракции света зондирующий луч не может иметь диаметр менее 200 нм (в синих лучах).

Световой лучлиния, вдоль которой распространяется световая энергия.

Законы, установленные для световых лучей, приближенно справедливы для узких световых пучков.

1. Закон независимости распространения световых лучей. Световые лучи распространяются независимо друг от друга (демон­страция с двумя светофильтрами и оптической шайбой).

2. Закон прямолинейного распространения света.

 
 

В однородной (химия одинакова) и изотропной (физика одинакова) среде световые лучи распространяются прямолинейно. Демонстрации с лазером или оптической шайбой.