Punë laboratori në fizikë: “Studimi i dukurisë së induksionit elektromagnetik”. Zhvillimi i mësimit "Eksperimentet e Faraday

Ju tashmë e dini se ka gjithmonë një fushë magnetike rreth një rryme elektrike. Rryma elektrike dhe fusha magnetike janë të pandashme nga njëra-tjetra.

Por nëse thuhet se një rrymë elektrike "krijon" një fushë magnetike, a nuk është e kundërta? A është e mundur të "krijohet" një rrymë elektrike me ndihmën e një fushe magnetike?

Një detyrë e tillë në fillim të shekullit XIX. u përpoq të zgjidhte shumë shkencëtarë. Para tij ia ka vënë edhe shkencëtari anglez Michael Faraday. "Kthejeni magnetizmin në elektricitet" - kështu e shkroi Faraday këtë problem në ditarin e tij në 1822. Shkencëtarit iu deshën pothuajse 10 vjet punë të palodhur për ta zgjidhur atë.

Michael Faraday (1791-1867)
fizikan anglez. Ai zbuloi fenomenin e induksionit elektromagnetik, rryma shtesë gjatë mbylljes dhe hapjes

Për të kuptuar se si Faraday ishte në gjendje të "shndërronte magnetizmin në energji elektrike", le të kryejmë disa nga eksperimentet e Faraday duke përdorur instrumente moderne.

Figura 119, a tregon se nëse një magnet futet në një spirale të mbyllur me një galvanometër, atëherë gjilpëra e galvanometrit devijon, duke treguar shfaqjen e një rryme induksioni (të induktuar) në qarkun e spirales. Rryma e induksionit në një përcjellës është e njëjta lëvizje e urdhëruar e elektroneve si rryma e marrë nga një qelizë galvanike ose bateri. Emri "induksion" tregon vetëm arsyen e shfaqjes së tij.

Oriz. 119. Ndodhja e një rryme induktive kur një magnet dhe një spirale lëvizin në raport me njëri-tjetrin

Kur magneti hiqet nga spiralja, shigjeta e galvanometrit përsëri devijon, por në drejtim të kundërt, gjë që tregon shfaqjen e rrymës në spirale në drejtim të kundërt.

Sapo lëvizja e magnetit në lidhje me spiralen ndalet, rryma ndalon. Prandaj, rryma në qarkun e spirales ekziston vetëm gjatë lëvizjes së magnetit në lidhje me spiralen.

Përvoja mund të ndryshohet. Ne do të vendosim një spirale në një magnet fiks dhe do ta heqim atë (Fig. 119, b). Dhe përsëri, mund të zbuloni se gjatë lëvizjes së spirales në lidhje me magnetin, një rrymë shfaqet përsëri në qark.

Figura 120 tregon bobinën A të përfshirë në qarkun e burimit aktual. Kjo spirale futet në një spirale tjetër C të lidhur me një galvanometër. Kur qarku i bobinës A mbyllet dhe hapet, një rrymë induksioni ndodh në bobinën C.

Oriz. 120. Ndodhja e rrymës induktive gjatë mbylljes dhe hapjes së një qarku elektrik

Ju mund të shkaktoni shfaqjen e një rryme induksioni në bobinën C dhe duke ndryshuar forcën e rrymës në bobinën A ose duke lëvizur këto mbështjellje në lidhje me njëra-tjetrën.

Le të bëjmë edhe një eksperiment. Le të vendosim një kontur të sheshtë të një përcjellësi në një fushë magnetike, skajet e së cilës do t'i lidhim me një galvanometër (Fig. 121, a). Kur qarku rrotullohet, galvanometri vëren shfaqjen e një rryme induksioni në të. Rryma do të shfaqet gjithashtu nëse një magnet rrotullohet pranë ose brenda qarkut (Fig. 121, b).

Oriz. 121. Kur qarku rrotullohet në një fushë magnetike (magnet në raport me qarkun), një ndryshim në fluksin magnetik çon në shfaqjen e një rryme induksioni

Në të gjitha eksperimentet e konsideruara, rryma e induksionit u ngrit kur fluksi magnetik që depërton në zonën e mbuluar nga përcjellësi ndryshoi.

Në rastet e paraqitura në figurat 119 dhe 120, fluksi magnetik ndryshoi për shkak të një ndryshimi në induksionin e fushës magnetike. Në të vërtetë, kur magneti dhe spiralja lëviznin në lidhje me njëri-tjetrin (shih Fig. 119), spiralja ra në fushë me një induksion magnetik më të madh ose më të vogël (pasi fusha e magnetit është jo uniforme). Gjatë mbylljes dhe hapjes së qarkut të spirales A (shih Fig. 120), induksioni i fushës magnetike të krijuar nga kjo spirale ndryshoi për shkak të një ndryshimi në fuqinë aktuale në të.

Kur qarku i telit rrotullohej në një fushë magnetike (shih Fig. 121, a) ose magnet në lidhje me qarkun (shih Fig. 121, b "), fluksi magnetik ndryshoi për shkak të një ndryshimi në orientimin e këtij qarku në lidhje me te linjat e induksionit magnetik.

Në këtë mënyrë,

• me çdo ndryshim të fluksit magnetik që depërton në zonën e kufizuar nga një përcjellës i mbyllur, në këtë përcjellës lind një rrymë elektrike, e cila ekziston gjatë gjithë procesit të ndryshimit të fluksit magnetik.

Ky është fenomeni i induksionit elektromagnetik.

Zbulimi i induksionit elektromagnetik është një nga arritjet më të shquara shkencore të gjysmës së parë të shekullit të 19-të. Ajo shkaktoi shfaqjen dhe zhvillimin e shpejtë të inxhinierisë elektrike dhe radio.

Bazuar në fenomenin e induksionit elektromagnetik, u krijuan gjeneratorë të fuqishëm të energjisë elektrike, në zhvillimin e të cilëve morën pjesë shkencëtarë dhe teknikë nga vende të ndryshme. Midis tyre ishin bashkatdhetarët tanë: Emil Khristianovich Lenz, Boris Semyonovich Jacobi, Mikhail Iosifovich Dolivo-Dobrovolsky dhe të tjerë që dhanë një kontribut të madh në zhvillimin e inxhinierisë elektrike.

Pyetje

1. Cili ishte qëllimi i eksperimenteve të paraqitura në figurat 119-121? Si u kryen ato?
2. Në çfarë kushtesh në eksperimentet (shih Fig. 119, 120) lindi një rrymë induksioni në një spirale të mbyllur me një galvanometër?
3. Cili është fenomeni i induksionit elektromagnetik?
4. Cila është rëndësia e zbulimit të fenomenit të induksionit elektromagnetik?

Ushtrimi 36

1. Si të krijoni një rrymë induksioni afatshkurtër në spiralen K 2 të paraqitur në figurën 118?
2. Unaza e telit vendoset në një fushë magnetike uniforme (Fig. 122). Shigjetat e paraqitura pranë unazës tregojnë se në rastet a dhe b unaza lëviz në vijë të drejtë përgjatë vijave të induksionit të fushës magnetike dhe në rastet c, d dhe e rrotullohet rreth boshtit OO. "Në cilin nga këto raste a mund të ndodhë një rrymë induksioni në unazë?

Në këtë mësim do të kryejmë punën laboratorike nr.4 "Studimi i dukurisë së induksionit elektromagnetik". Qëllimi i këtij mësimi do të jetë studimi i dukurisë së induksionit elektromagnetik. Duke përdorur pajisjet e nevojshme, ne do të kryejmë punë laboratorike, në fund të së cilës do të mësojmë se si të studiojmë dhe përcaktojmë siç duhet këtë fenomen.

Qëllimi është të studiosh dukuritë e induksionit elektromagnetik.

Pajisjet:

1. Miliammetri.

2. Magnet.

3. Bobina-spiralja.

4. Burimi aktual.

5. Reostat.

6. Çelësi.

7. Bobina nga një elektromagnet.

8. Lidhja e telave.

Oriz. 1. Pajisje eksperimentale

Le të fillojmë laboratorin duke mbledhur konfigurimin. Për të montuar qarkun që do të përdorim në laborator, ne do të bashkojmë një spirale në një miliammetër dhe do të përdorim një magnet që do ta lëvizim më afër ose më larg spirales. Në të njëjtën kohë, duhet të kujtojmë se çfarë do të ndodhë kur të shfaqet rryma e induksionit.

Oriz. 2. Eksperimenti 1

Mendoni se si ta shpjegoni fenomenin që po vëzhgojmë. Si ndikon fluksi magnetik në atë që shohim, veçanërisht në origjinën e rrymës elektrike. Për ta bërë këtë, shikoni figurën ndihmëse.

Oriz. 3. Linjat e fushës magnetike të një magneti me shirit të përhershëm

Ju lutemi vini re se linjat e induksionit magnetik dalin nga poli verior, hyjnë në polin jugor. Në të njëjtën kohë, numri i këtyre linjave, dendësia e tyre është e ndryshme në pjesë të ndryshme të magnetit. Vini re se drejtimi i fushës magnetike gjithashtu ndryshon nga pika në pikë. Prandaj, mund të themi se një ndryshim në fluksin magnetik çon në faktin se një rrymë elektrike lind në një përcjellës të mbyllur, por vetëm kur magneti lëviz, prandaj, fluksi magnetik që depërton në zonën e kufizuar nga kthesat e kësaj spirale ndryshon.

Faza tjetër e studimit tonë të induksionit elektromagnetik lidhet me përkufizimin drejtimi i rrymës së induksionit. Drejtimin e rrymës së induksionit mund ta gjykojmë nga drejtimi në të cilin devijon shigjeta e miliammetrit. Le të përdorim një magnet hark dhe do të shohim se kur magneti afrohet, shigjeta do të devijojë në një drejtim. Nëse tani magneti zhvendoset në drejtimin tjetër, shigjeta do të devijojë në drejtimin tjetër. Si rezultat i eksperimentit, mund të themi se drejtimi i rrymës së induksionit varet edhe nga drejtimi i lëvizjes së magnetit. Vëmë re gjithashtu se drejtimi i rrymës së induksionit varet gjithashtu nga poli i magnetit.

Ju lutemi vini re se madhësia e rrymës së induksionit varet nga shpejtësia e lëvizjes së magnetit, dhe në të njëjtën kohë nga shkalla e ndryshimit të fluksit magnetik.

Pjesa e dytë e punës sonë laboratorike do të lidhet me një tjetër eksperiment. Le të shohim skemën e këtij eksperimenti dhe të diskutojmë se çfarë do të bëjmë tani.

Oriz. 4. Eksperimenti 2

Në qarkun e dytë, në parim, asgjë nuk ka ndryshuar në lidhje me matjen e rrymës induktive. I njëjti milimetër i bashkangjitur në spirale. Gjithçka mbetet si në rastin e parë. Por tani do të marrim një ndryshim në fluksin magnetik jo për shkak të lëvizjes së një magneti të përhershëm, por për shkak të një ndryshimi në fuqinë aktuale në spiralen e dytë.

Në pjesën e parë do të hetojmë praninë rryma e induksionit gjatë mbylljes dhe hapjes së qarkut. Pra, pjesa e parë e eksperimentit: mbyllim çelësin. Kushtojini vëmendje, rryma rritet në qark, shigjeta devijoi në njërën anë, por kushtojini vëmendje, tani çelësi është i mbyllur dhe miliammetri nuk tregon rrymë elektrike. Fakti është se nuk ka asnjë ndryshim në fluksin magnetik, ne kemi folur tashmë për këtë. Nëse çelësi është hapur tani, miliammetri do të tregojë se drejtimi i rrymës ka ndryshuar.

Në eksperimentin e dytë, ne do të shohim se si rryma e induksionit kur ndryshon rryma elektrike në qarkun e dytë.

Pjesa tjetër e eksperimentit do të jetë ndjekja se si do të ndryshojë rryma e induksionit nëse rryma në qark ndryshon për shkak të reostatit. Ju e dini se nëse ndryshojmë rezistencën elektrike në një qark, atëherë, duke ndjekur ligjin e Ohm-it, do të ndryshojë edhe rryma jonë elektrike. Me ndryshimin e rrymës elektrike, fusha magnetike do të ndryshojë. Në momentin e lëvizjes së kontaktit rrëshqitës të reostatit, fusha magnetike ndryshon, gjë që çon në shfaqjen e një rryme induksioni.

Për të përfunduar laboratorin, duhet të shohim se si krijohet një rrymë elektrike induktive në një gjenerator të rrymës elektrike.

Oriz. 5. Gjenerator i rrymës elektrike

Pjesa kryesore e tij është një magnet, dhe brenda këtyre magneteve ka një spirale me një numër të caktuar kthesash të plagëve. Nëse tani rrotullojmë rrotën e këtij gjeneratori, një rrymë elektrike me induksion do të induktohet në mbështjelljen e spirales. Nga eksperimenti mund të shihet se një rritje në numrin e rrotullimeve çon në faktin se llamba fillon të digjet më e ndritshme.

Lista e literaturës shtesë:

Aksenovich L. A. Fizikë në shkollë të mesme: Teori. Detyrat. Testet: Proc. shtesa për institucionet që ofrojnë të përgjithshme. mjediset, arsimi / L.A. Aksenovich, N.N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsy i vykhavanne, 2004. - C. 347-348. Myakishev G.Ya. Fizikë: Elektrodinamikë. Klasat 10-11. Libër mësuesi për studimin e thelluar të fizikës / G.Ya. Myakishev, A.3. Sinyakov, V.A. Slobodskov. - M.: Bustard, 2005. - 476 f. Purysheva N.S. Fizika. Klasa 9 Libër mësuesi. / Purysheva N.S., Vazheevskaya N.E., Charugin V.M. Botimi i dytë, stereotip. - M.: Bustard, 2007.

Michael Faraday ishte i pari që studioi fenomenin e induksionit elektromagnetik. Më saktësisht, ai vendosi dhe hetoi këtë fenomen në kërkim të mënyrave për ta kthyer magnetizmin në energji elektrike.

Atij iu deshën dhjetë vjet për të zgjidhur një problem të tillë, por tani frytet e punës së tij i përdorim kudo dhe nuk mund ta imagjinojmë jetën moderne pa përdorimin e induksionit elektromagnetik. Në klasën e 8-të e kemi shqyrtuar tashmë këtë temë, në klasën e 9-të ky fenomen është konsideruar më në detaje, por nxjerrja e formulave i referohet lëndës së klasës së 10-të. Ju mund të ndiqni këtë lidhje për t'u njohur me të gjitha aspektet e kësaj çështjeje.

Fenomeni i induksionit elektromagnetik: merrni parasysh përvojën

Ne do të shqyrtojmë se çfarë përbën fenomenin e induksionit elektromagnetik. Ju mund të bëni një eksperiment për të cilin keni nevojë për një galvanometër, një magnet të përhershëm dhe një spirale. Duke lidhur galvanometrin me spiralen, ne shtyjmë një magnet të përhershëm brenda spirales. Në këtë rast, galvanometri do të tregojë ndryshimin e rrymës në qark.

Meqenëse nuk kemi asnjë burim rrymë në qark, është logjike të supozojmë se rryma lind për shkak të shfaqjes së një fushe magnetike brenda spirales. Kur ta tërheqim magnetin nga spiralja, do të shohim që leximet e galvanometrit do të ndryshojnë përsëri, por gjilpëra e tij do të devijojë në drejtim të kundërt. Do të marrim përsëri një rrymë, por tashmë të drejtuar në drejtimin tjetër.

Tani do të bëjmë një eksperiment të ngjashëm me të njëjtët elementë, vetëm në të njëjtën kohë do ta rregullojmë magnetin të palëvizshëm dhe tani do ta vendosim vetë spiralen mbi dhe jashtë magnetit, të lidhur me galvanometrin. Do të marrim të njëjtat rezultate Treguesi i galvanometrit do të na tregojë pamjen e rrymës në qark. Në këtë rast, kur magneti është i palëvizshëm, nuk ka rrymë në qark, shigjeta qëndron në zero.

Është e mundur të kryhet një version i modifikuar i të njëjtit eksperiment, vetëm për të zëvendësuar magnetin e përhershëm me një elektrik, i cili mund të ndizet dhe fiket. Do të marrim rezultate të ngjashme me përvojën e parë kur magneti lëviz brenda spirales. Por, përveç kësaj, kur fikni dhe fikni një elektromagnet të palëvizshëm, do të shkaktojë një shfaqje afatshkurtër të rrymës në qarkun e spirales.

Spiralja mund të zëvendësohet nga një qark përcjellës dhe mund të bëhen eksperimente për lëvizjen dhe rrotullimin e vetë qarkut në një fushë magnetike konstante, ose një magnet brenda një qarku fiks. Rezultatet do të jenë e njëjta pamje e rrymës në qark kur magneti ose qarku lëviz.

Një ndryshim në fushën magnetike shkakton shfaqjen e një rryme

Nga e gjithë kjo rezulton se një ndryshim në fushën magnetike shkakton shfaqjen e një rryme elektrike në përcjellës. Kjo rrymë nuk është e ndryshme nga rryma që mund të marrim nga bateritë, për shembull. Por për të treguar shkakun e shfaqjes së saj, një rrymë e tillë quhej induksion.

Në të gjitha rastet, ne ndryshuam fushën magnetike, ose më saktë, fluksin magnetik përmes përcjellësit, si rezultat i së cilës u ngrit një rrymë. Kështu, mund të nxirret përkufizimi i mëposhtëm:

Me çdo ndryshim në fluksin magnetik që depërton në qarkun e një përcjellësi të mbyllur, në këtë përcjellës lind një rrymë elektrike, e cila ekziston gjatë gjithë procesit të ndryshimit të fluksit magnetik.

Plani i mësimit

Tema e mësimit: Puna laboratorike: "Studimi i dukurisë së induksionit elektromagnetik"

Lloji i profesionit - i përzier.

Lloji i mësimit të kombinuara.

Objektivat mësimore të orës së mësimit: të studiojë dukurinë e induksionit elektromagnetik

Objektivat e mësimit:

Edukative:studiojnë fenomenin e induksionit elektromagnetik

Duke u zhvilluar. Për të zhvilluar aftësinë për të vëzhguar, formoni një ide për procesin e njohurive shkencore.

arsimore. Zhvilloni interesin kognitiv për këtë temë, zhvilloni aftësinë për të dëgjuar dhe për t'u dëgjuar.

Rezultatet e planifikuara arsimore: të kontribuojë në forcimin e orientimit praktik në mësimdhënien e fizikës, formimin e aftësive për të zbatuar njohuritë e marra në situata të ndryshme.

Personaliteti: me kontribuojnë në perceptimin emocional të objekteve fizike, aftësinë për të dëgjuar, për të shprehur qartë dhe saktë mendimet e tyre, për të zhvilluar iniciativën dhe aktivitetin në zgjidhjen e problemeve fizike, për të formuar aftësinë për të punuar në grup.

Metasubjekt: fqzhvillojnë aftësinë për të kuptuar dhe përdorur mjete ndihmëse pamore (vizatime, modele, diagrame). Zhvillimi i një kuptimi të thelbit të përshkrimeve algoritmike dhe aftësisë për të vepruar në përputhje me algoritmin e propozuar.

tema: rreth të njohë gjuhën fizike, aftësinë për të njohur lidhjet paralele dhe serike, aftësinë për të lundruar në një qark elektrik, për të montuar qarqe. Aftësia për të përgjithësuar dhe nxjerrë përfundime.

Ecuria e mësimit:

1. Organizimi i fillimit të orës së mësimit (shënimi i mungesave, kontrolli i gatishmërisë së nxënësve për mësimin, përgjigjja e pyetjeve të nxënësve për detyrat e shtëpisë) - 2-5 minuta.

Mësuesi/ja u tregon nxënësve temën e mësimit, formulon objektivat e mësimit dhe i njeh nxënësit me planin e mësimit. Nxënësit shkruajnë temën e mësimit në fletoret e tyre. Mësuesi krijon kushte për motivimin e veprimtarive mësimore.

Përvetësimi i materialit të ri:

Teoria. Fenomeni i induksionit elektromagnetikkonsiston në shfaqjen e një rryme elektrike në një qark përcjellës, i cili ose qëndron në një fushë magnetike alternative, ose lëviz në një fushë magnetike konstante në atë mënyrë që numri i linjave të induksionit magnetik që depërtojnë në qark ndryshon.

Fusha magnetike në çdo pikë të hapësirës karakterizohet nga vektori i induksionit magnetik B. Le të vendoset një përcjellës (qark) i mbyllur në një fushë magnetike uniforme (shih Fig. 1.)

Foto 1.

Normale në rrafshin e përcjellësit bën një këndme drejtimin e vektorit të induksionit magnetik.

fluksi magnetikФ nëpër një sipërfaqe me sipërfaqe S quhet vlerë e barabartë me produktin e modulit të vektorit të induksionit magnetik B dhe sipërfaqes S dhe kosinusit të kënditndërmjet vektorëve dhe .

Ф=В S cos α (1)

Drejtimi i rrymës induktive që ndodh në një qark të mbyllur kur ndryshon fluksi magnetik përmes tij përcaktohet nga Rregulli i Lenz: rryma induktive që lind në një qark të mbyllur kundërvepron me fushën e saj magnetike ndryshimin e fluksit magnetik nga i cili shkaktohet.

Zbatoni rregullin e Lenz si më poshtë:

1. Vendosni drejtimin e vijave të induksionit magnetik B të fushës magnetike të jashtme.

2. Zbuloni nëse fluksi i induksionit magnetik i kësaj fushe rritet përmes sipërfaqes së kufizuar nga kontura ( F 0), ose zvogëlohet ( F 0).

3. Vendosni drejtimin e vijave të induksionit magnetik B "fushë magnetike

rryma induktive Iduke përdorur rregullin gimlet.

Kur fluksi magnetik ndryshon nëpër sipërfaqen e kufizuar nga kontura, në këtë të fundit shfaqen forca të jashtme, veprimi i të cilave karakterizohet nga EMF, i quajtur EMF i induksionit.

Sipas ligjit të induksionit elektromagnetik, EMF e induksionit në një lak të mbyllur është e barabartë në vlerë absolute me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik përmes sipërfaqes së kufizuar nga lak:

Pajisjet dhe pajisjet:galvanometër, furnizim me energji elektrike, bobina bërthamore, magnet me hark, çelës, tela lidhës, reostat.

Rradhe pune:

1. Marrja e një rryme induksioni. Për këtë ju duhet:

1.1. Duke përdorur figurën 1.1., montoni një qark të përbërë nga 2 mbështjellje, njëra prej të cilave është e lidhur me një burim DC përmes një reostati dhe një çelësi, dhe i dyti, i vendosur mbi të parën, është i lidhur me një galvanometër të ndjeshëm. (shih fig. 1.1.)

Figura 1.1.

1.2. Mbyllni dhe hapni qarkun.

1.3. Sigurohuni që rryma e induksionit të ndodhë në njërën nga mbështjelljet në momentin e mbylljes së qarkut elektrik të spirales, i cili është i palëvizshëm në krahasim me të parën, duke vëzhguar drejtimin e devijimit të gjilpërës së galvanometrit.

1.4. Vendosni në lëvizje një spirale të lidhur me një galvanometër në lidhje me një spirale të lidhur me një burim të rrymës së drejtpërdrejtë.

1.5. Sigurohuni që galvanometri të zbulojë shfaqjen e një rryme elektrike në bobinën e dytë me çdo lëvizje të saj, ndërsa drejtimi i shigjetës së galvanometrit do të ndryshojë.

1.6. Kryeni një eksperiment me një spirale të lidhur me një galvanometër (shih Fig. 1.2.)

Figura 1.2.

1.7. Sigurohuni që rryma e induksionit të ndodhë kur magneti i përhershëm lëviz në lidhje me spiralen.

1.8. Bëni një përfundim për shkakun e rrymës së induksionit në eksperimentet e kryera.

2. Kontrollimi i përmbushjes së rregullit Lenz.

2.1. Përsëriteni eksperimentin nga paragrafi 1.6. (Fig. 1.2.)

2.2. Për secilin nga 4 rastet e këtij eksperimenti, vizatoni diagrame (4 diagrame).

Figura 2.3.

2.3. Kontrolloni përmbushjen e rregullit Lenz në secilin rast dhe plotësoni tabelën 2.1 sipas këtyre të dhënave.

Tabela 2.1.

3. Bëni një përfundim për punën e kryer laboratorike.

4. Përgjigjuni pyetjeve të sigurisë.

Pyetjet e testit:

1. Si duhet të lëvizë një qark i mbyllur në një fushë magnetike uniforme, në mënyrë përkthimore ose rrotulluese, në mënyrë që në të të lindë një rrymë induktive?

2. Shpjegoni pse rryma induktive në qark ka një drejtim të tillë që fusha magnetike e saj pengon ndryshimin e fluksit magnetik të shkaktarit të saj?

3. Pse ekziston një shenjë "-" në ligjin e induksionit elektromagnetik?

4. Një shufër çeliku e magnetizuar bie përmes një unaze të magnetizuar përgjatë boshtit të saj, boshti i së cilës është pingul me rrafshin e unazës. Si do të ndryshojë rryma në unazë?

Pranimi në punë laboratorike 11

1. Si quhet fuqia karakteristike e fushës magnetike? Kuptimi i tij grafik.

2. Si përcaktohet moduli i vektorit të induksionit magnetik?

3. Jepni përkufizimin e njësisë matëse të induksionit të fushës magnetike.

4. Si përcaktohet drejtimi i vektorit të induksionit magnetik?

5. Formuloni rregullin e gimletit.

6. Shkruani formulën për llogaritjen e fluksit magnetik. Cili është kuptimi i tij grafik?

7. Përcaktoni njësinë matëse të fluksit magnetik.

8. Cili është fenomeni i induksionit elektromagnetik?

9. Cila është arsyeja e ndarjes së ngarkesave në një përcjellës që lëviz në një fushë magnetike?

10. Cila është arsyeja e ndarjes së ngarkesave në një përcjellës të palëvizshëm në një fushë magnetike alternative?

11. Formuloni ligjin e induksionit elektromagnetik. Shkruani formulën.

12. Formuloni rregullën e Lenz-it.

13. Shpjegoni rregullin e Lenzit bazuar në ligjin e ruajtjes së energjisë.

Mësuesi i fizikës GBOU shkolla e mesme nr. 58 e qytetit të Sevastopolit Safronenko N.I.

Tema e mësimit: Eksperimentet e Faradeit. Induksioni elektromagnetik.

Puna laboratorike "Hetimi i dukurisë së induksionit elektromagnetik"

Objektivat e mësimit : Di/kuptoj: përkufizimin e dukurisë së induksionit elektromagnetik. Të jetë në gjendje të përshkruajë dhe shpjegojë induksionin elektromagnetik,të jetë në gjendje të vëzhgojë dukuritë natyrore, të përdorë instrumente të thjeshta matëse për të studiuar dukuritë fizike.

- zhvillimi: zhvillojnë të menduarit logjik, interesin njohës, vëzhgimin.

- arsimore: Ndërtoni besim në mundësinë e njohjes së natyrës,nevojëpërdorimi i arsyeshëm i arritjeve të shkencës për zhvillimin e mëtejshëm të shoqërisë njerëzore, respekt për krijuesit e shkencës dhe teknologjisë.

Pajisjet: Induksioni elektromagnetik: spiralja e galvanometrit, magneti, spiralja bërthamore, burimi aktual, reostati, bobina bërthamore AC, unaza e ngurtë dhe me vrima, spiralja e llambës. Një film për M. Faraday.

Lloji i mësimit: mësim i kombinuar

Metoda e mësimit: pjesërisht eksplorues, shpjegues dhe ilustrues

Detyre shtepie:

§21 (f.90-93), përgjigjuni me gojë pyetjeve f.90, testi 11 f.108

Puna laboratorike

Studimi i dukurisë së induksionit elektromagnetik

Objektiv: për të zbuluar

1) në cilat kushte ndodh një rrymë induksioni në një qark të mbyllur (spiral);

2) çfarë përcakton drejtimin e rrymës së induksionit;

3) çfarë përcakton fuqinë e rrymës së induksionit.

Pajisjet : miliammetri, bobina, magnet

Gjatë orëve të mësimit.

Lidhni skajet e spirales me terminalet e milimetrit.

1. Zbuloni se çfarë një rrymë elektrike (induktive) në spirale ndodh kur fusha magnetike brenda spirales ndryshon. Ndryshimet në fushën magnetike brenda një spirale mund të shkaktohen duke shtyrë një magnet brenda ose jashtë spirales.

a) Fusni magnetin me polin jugor në spirale dhe më pas hiqeni atë.

b) Fusni magnetin me polin verior në spirale dhe më pas hiqeni atë.

Kur magneti lëvizte, a u shfaq një rrymë (induktiv) në spirale? (Kur ndryshoni fushën magnetike, a u shfaq një rrymë induksioni brenda spirales?)

2. Zbuloni se çfarë drejtimi i rrymës së induksionit varet nga drejtimi i lëvizjes së magnetit në raport me bobinën (futet ose hiqet magneti) dhe nga cili pol futet ose hiqet magneti.

a) Fusni magnetin me polin jugor në spirale dhe më pas hiqeni atë. Vëzhgoni se çfarë ndodh me gjilpërën e milimetrit në të dyja rastet.

b) Fusni magnetin me polin verior në spirale dhe më pas hiqeni atë. Vëzhgoni se çfarë ndodh me gjilpërën e milimetrit në të dyja rastet. Vizatoni drejtimet e devijimit të gjilpërës së milimetrit:

polet magnetike

Për të mbështjellë

Nga bobina

Poli i Jugut

Poli i Veriut

3. Zbuloni se çfarë forca e rrymës së induksionit varet nga shpejtësia e magnetit (shkalla e ndryshimit të fushës magnetike në spirale).

Fusni ngadalë magnetin në spirale. Vëzhgoni leximet e milimetrit.

Fusni shpejt magnetin në spirale. Vëzhgoni leximet e milimetrit.

konkluzioni.

Gjatë orëve të mësimit

Rruga drejt dijes? Ajo është e lehtë për t'u kuptuar. Përgjigja është e thjeshtë: “Ju e keni gabim dhe përsëri gaboheni, por çdo herë më pak e më pak. Shpresoj që mësimi i sotëm të jetë një më pak në këtë rrugë të dijes. Mësimi ynë i kushtohet fenomenit të induksionit elektromagnetik, i cili u zbulua nga fizikani anglez Michael Faraday më 29 gusht 1831. Një rast i rrallë kur data e një zbulimi të ri të jashtëzakonshëm dihet kaq saktë!

Fenomeni i induksionit elektromagnetik është dukuria e shfaqjes së një rryme elektrike në një përcjellës të mbyllur (spiral) kur një fushë magnetike e jashtme ndryshon brenda spirales. Rryma quhet induktive. Induksion - duke treguar, marrë.

Qëllimi i mësimit: studiojnë dukurinë e induksionit elektromagnetik, d.m.th. në cilat kushte ndodh një rrymë induksioni në një qark të mbyllur (spiral), zbuloni se çfarë përcakton drejtimin dhe madhësinë e rrymës së induksionit.

Njëkohësisht me studimin e materialit do të kryeni punë laboratorike.

Në fillim të shekullit të 19-të (1820), pas eksperimenteve të shkencëtarit danez Oersted, u bë e qartë se një rrymë elektrike krijon një fushë magnetike rreth vetes. Le ta rishikojmë këtë përvojë. (Studenti tregon përvojën e Oersted ). Pas kësaj, lindi pyetja nëse është e mundur të merret një rrymë duke përdorur një fushë magnetike, d.m.th. kryeni veprimin e kundërt. Në gjysmën e parë të shekullit të 19-të, shkencëtarët iu drejtuan pikërisht eksperimenteve të tilla: ata filluan të kërkonin mundësinë e krijimit të një rryme elektrike për shkak të një fushe magnetike. M. Faraday shkroi në ditarin e tij: "Kthejeni magnetizmin në energji elektrike". Dhe ai shkoi në qëllimin e tij për gati dhjetë vjet. E trajtoi shkëlqyeshëm detyrën. Si kujtim për atë që duhet të mendojë gjatë gjithë kohës, ai mbante një magnet në xhep. Me këtë mësim, ne do t'i bëjmë homazhe shkencëtarit të madh.

Merrni parasysh Michael Faraday. Kush eshte ai? (Nxënësi flet për M. Faradein ).

Djali i një farkëtari, një shitës gazetash, një libralidhës, një person autodidakt që studioi në mënyrë të pavarur fizikën dhe kiminë nga librat, një asistent laboratori i kimisti të shquar Devi dhe më në fund një shkencëtar, bëri një punë të shkëlqyeshme, tregoi zgjuarsi, këmbëngulje, këmbëngulje derisa mori një rrymë elektrike duke përdorur një fushë magnetike.

Le të bëjmë një udhëtim në ato kohë të largëta dhe të riprodhojmë eksperimentet e Faradeit. Faraday konsiderohet eksperimentuesi më i madh në historinë e fizikës.

N S

1) 2)

SN

Magneti u fut në spirale. Kur magneti lëvizte, një rrymë (induksion) u regjistrua në spirale. Skema e parë ishte mjaft e thjeshtë. Së pari, M. Faraday përdori një spirale me një numër të madh kthesash në eksperimentet e tij. Spiralja ishte e lidhur me një instrument milimetër. Duhet thënë se në ato kohë të largëta nuk kishte mjaft instrumente të mira për matjen e rrymës elektrike. Prandaj, ata përdorën një zgjidhje teknike të pazakontë: morën një gjilpërë magnetike, vendosën një përcjellës pranë saj, përmes të cilit kalonte rryma dhe rrjedha e rrymës gjykohej nga devijimi i gjilpërës magnetike. Ne do ta gjykojmë rrymën nga leximet e një miliammetri.

Nxënësit riprodhojnë përvojën, kryejnë hapin 1 në punën laboratorike. Vëmë re se gjilpëra e miliammetrit devijon nga vlera e saj zero, d.m.th. tregon se një rrymë u shfaq në qark kur magneti lëviz. Sapo magneti ndalet, shigjeta kthehet në pozicionin zero, d.m.th. nuk ka rrymë elektrike në qark. Rryma shfaqet kur fusha magnetike brenda spirales ndryshon.

Arritëm në atë që folëm në fillim të mësimit: morëm një rrymë elektrike duke përdorur një fushë magnetike në ndryshim. Kjo është merita e parë e M. Faraday.

Merita e dytë e M. Faraday - ai vendosi se nga varet drejtimi i rrymës së induksionit. Do ta instalojmë edhe ne.Nxënësit plotësojnë pikën 2 në punën laboratorike. Le t'i drejtohemi paragrafit 3 të punës laboratorike. Le të zbulojmë se forca e rrymës së induksionit varet nga shpejtësia e magnetit (shkalla e ndryshimit të fushës magnetike në spirale).

Çfarë përfundimesh nxori M. Faraday?

Një rrymë elektrike shfaqet në një qark të mbyllur kur fusha magnetike ndryshon (nëse fusha magnetike ekziston, por nuk ndryshon, atëherë nuk ka rrymë).

Drejtimi i rrymës së induksionit varet nga drejtimi i lëvizjes së magnetit dhe poleve të tij.

Fuqia e rrymës induktive është proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të fushës magnetike.

Eksperimenti i dytë i M. Faraday:

Mora dy mbështjellje në një bërthamë të përbashkët. Njëra e lidhur me një miliammetër, dhe e dyta me një çelës në një burim aktual. Sapo qarku u mbyll, miliammetri tregoi rrymën e induksionit. E hapur, gjithashtu, tregoi rrymë. Ndërsa qarku është i mbyllur, d.m.th. ka rrymë në qark, miliammetri nuk e tregoi rrymën. Fusha magnetike ekziston por nuk ndryshon.

Konsideroni versionin modern të eksperimenteve të M. Faradeit. Ne futim dhe nxjerrim një elektromagnet, një bërthamë në një spirale të lidhur me një galvanometër, ndezim dhe fikim rrymën, ndryshojmë forcën e rrymës me ndihmën e një reostat. Një spirale me një llambë të lehta vendoset në bërthamën e spirales përmes së cilës rrjedh rryma alternative.

Zbuluar kushtet dukuri në një qark të mbyllur (spiral) të rrymës së induksionit. Dhe çfarë ështëshkaku ndodhjen e saj? Kujtoni kushtet për ekzistencën e një rryme elektrike. Këto janë: grimcat e ngarkuara dhe fusha elektrike. Fakti është se një fushë magnetike në ndryshim gjeneron një fushë elektrike (vorbull) në hapësirë, e cila vepron në elektronet e lira në spirale dhe i vendos ato në një lëvizje të drejtuar, duke krijuar kështu një rrymë induksioni.

Fusha magnetike ndryshon, numri i vijave të fushës magnetike përmes një laku të mbyllur ndryshon. Nëse e rrotulloni kornizën në një fushë magnetike, atëherë në të do të shfaqet një rrymë induksioni.Trego modelin e gjeneratorit.

Zbulimi i fenomenit të induksionit elektromagnetik pati një rëndësi të madhe për zhvillimin e teknologjisë, për krijimin e gjeneratorëve, me ndihmën e të cilëve prodhohet energjia elektrike, të cilat ndodhen në ndërmarrjet industriale energjetike (centralet).Nga ora 12.02 shfaqet një film për M. Faraday "Nga energjia elektrike te gjeneratorët elektrikë".

Transformatorët punojnë në fenomenin e induksionit elektromagnetik, me ndihmën e të cilit transmetojnë energji elektrike pa humbje.Tregohet një linjë elektrike.

Fenomeni i induksionit elektromagnetik përdoret në funksionimin e një detektori të difektit, me ndihmën e të cilit ekzaminohen trarët dhe shinat e çelikut (heterogjenitetet në rreze shtrembërojnë fushën magnetike dhe një rrymë induksioni shfaqet në bobinën e detektorit të difektit).

Unë do të doja të kujtoja fjalët e Helmholtz: "Për sa kohë që njerëzit gëzojnë përfitimet e energjisë elektrike, ata do të mbajnë mend emrin e Faraday".

“Qofshin të shenjtë ata që, me zjarr krijues, duke eksploruar gjithë botën, zbuluan ligje në të.”

Mendoj se në rrugën tonë të dijes ka edhe më pak gabime.

Çfarë keni mësuar? (Që rryma mund të merret duke përdorur një fushë magnetike në ndryshim. Zbuluam se nga varet drejtimi dhe madhësia e rrymës së induksionit).

Çfarë keni mësuar? (Merrni një rrymë induksioni duke përdorur një fushë magnetike në ndryshim).

Pyetje:

Një magnet futet në unazën metalike gjatë dy sekondave të para, gjatë dy sekondave të ardhshme ai është i palëvizshëm brenda unazës, gjatë dy sekondave të ardhshëm ai hiqet. Sa kohë duhet që rryma të rrjedhë nëpër spirale? (Nga 1-2s; 5-6s).

Një unazë me një çarë dhe pa vihet në magnet. Cila është rryma e induktuar? (Në një rreth të mbyllur)

Në bërthamën e spirales, e cila është e lidhur me një burim të rrymës alternative, ka një unazë. Aktivizoni rrymën dhe unaza kërcehet. Pse?

Paraqitja e tabelës:

"Kthejeni magnetizmin në energji elektrike"

M. Faraday

Portreti i M. Faraday

Vizatime të eksperimenteve të M. Faradeit.

Induksioni elektromagnetik është fenomeni i shfaqjes së një rryme elektrike në një përcjellës të mbyllur (spiral) kur një fushë magnetike e jashtme ndryshon brenda spirales.

Kjo rrymë quhet induktive.