урока: «Правило Ленца - Волковысский строительный лицей

Тема раздела: Электромагнетизм.
Тема урока: «Правило Ленца. Вихревые токи».
Тип урока: комбинированный
Цели урока:
Обучающие:
 Научить учащихся пользоваться правилом Ленца для определения
направления индукционного тока;
 Познакомить с природой возникновения вихревых токов.
Развивающие:
 Развитие познавательных интересов и интеллектуальных способностей
в процессе наблюдений и демонстрации эксперимента;
 Развитие логического мышления.
Воспитательные:
 Воспитание интереса к предмету;
 Вооружение учащихся научными методами познания, позволяющими
получить объективные знания об окружающем мире.
Оборудование и демонстрации: миллиамперметр, катушка с проволочной
обмоткой, соединительные провода, полосовой и дугообразный магниты,
прибор Петроевского, видеофрагмент «Вихревые токи», презентация
PowerPoint, компьютер, мультимедийный проектор.
Ход урока
Считай несчастным тот день или тот час,
в который ты не усвоил ничего нового и
ничего не прибавил к своему образованию.
Я. – А. Коменский
(Слайд 1)
1. Организационный момент.
Приветствие учащихся и проверка готовности к уроку.
2. Актуализация опорных знаний.
На сегодняшнем уроке мы продолжим изучение электромагнитных
явлений. Многое вы уже знаете, но ещё больше предстоит изучить. Прежде
чем перейти к изучению новой темы, а она непосредственно связана с
материалом предыдущих уроков, давайте вспомним основные явления,
понятия, определения опираясь на которые можно двигаться дальше в
изучении электромагнетизма.
1. Демонстрация опытов Фарадея, формулировка закона ЭМИ.
2. Работа по карточкам. Приложение 1. (Обдумывают ответы
самостоятельно. Обсуждение у доски). (Слайд 2, 3)
3. Изучение нового материала
Сообщение темы и целей урока (Слайд 4).
На прошлом уроке, анализируя зависимости, мы с вами вывели, что в
катушке или контуре возникает ЭДС, которая численно равна скорости
изменения магнитного потока. При этом мы оставили открытым вопрос о
направлении индукционных токов, и в формуле закона электромагнитной
индукции, мы отразили это в том, что скорость изменения магнитного потока
записали в модуле. Сегодня мы рассмотрим вопрос о направлении
индукционного тока. Тема урока (запишите в тетради) «Правило Ленца.
Вихревые токи». Каждый из вас ребята должен научиться определять
направление индукционных токов пользуясь правилом Ленца и очередным
правилом правой руки, а также мы сегодня познакомимся с ещё одним видом
токов, вихревыми токами, природой их возникновения и применением в
технике.
Демонстрация опытов с использованием
прибора Петроевского.
Выводы: Если магнит приближать к кольцу,
то в нём возникает индукционный ток такого
направления, что кольцо отталкивается, то есть
образуется одноимённый полюс. (Слайд 5).
? Куда направлен вектор магнитной индукции
магнита В? (Выходит из северного полюса
магнита)
? Куда направлен вектор магнитной индукции
поля тока образованного в кольце В'? (Выходит из
северного полюса)
Вывод: Вектор магнитной индукции контура направлен против вектора
магнитной индукции постоянного магнита
При удалении магнита наоборот, в кольце возникает ток такого
направления,
магнитное поле которого образует притягающую силу
магнита, то есть противоположный ему полюс. (Слайд 6)
? Куда направлен вектор магнитной индукции поля тока образованного
в кольце В'? (Входит в южный полюс)
В чем разница при приближении и удалении магнита? Что происходит с
магнитным потоком? Нарастает или убывает?
Если магнитный поток нарастает, то поле индукционного тока
стремится его ослабить и направлено против первичного поля; если же поток
уменьшается, то поле индукционного тока поддерживает поток, т. е.
направлено так же как первичное поле. (Слайд 7)
Сформулированный нами вывод и есть формулировка правила, которое
было установлено в 1833 году русским физиком Эмилием Христиановичем
Ленцем (1804-1865).
Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный
ток своим магнитным потоком противодействует тому изменению
магнитного потока, которым он вызван. (Слайд 8)
Закон электромагнитной индукции, с учётом правила Ленца, примет
окончательный вид: ξ= −
∆Ф
∆𝒕
Направление индукционного тока определим пользуясь правилом
правой руки: большой палец правой руки направить по направлению вектора
магнитной индукции в контуре, тогда охватывающие кольцо четыре пальца
будут направлены так же, как образованный в контуре индукционный ток.
Алгоритм решения задач (Слайд 9)
1. Определить направление вектора В внешнего магнитного поля
2. Определить увеличивается или уменьшается магнитный поток
3. Определить направление вектора В‘ поля индукционного тока
4. Пользуясь правилом правой руки определить направление
индукционного тока
Решаем задачи:
Токи Фуко (вихревые токи) – это замкнутые электрические токи в
массивном проводнике, возникающие при изменении пронизывающего его
магнитного потока (Слайд 10)
Токи Фуко являются индукционными токами, они образуются либо
вследствие изменения во времени магнитного поля, в котором находится
проводник, либо в результате движения проводящего тела в магнитном поле,
приводящего к изменению магнитного потока через тело или какую-либо его
часть. Токи Фуко замыкаются непосредственно в проводящей массе, образуя
вихреобразные контуры. Согласно правилу Ленца, магнитное поле вихревого
тока направленно так, чтобы противодействовать изменению магнитного
потока, индуцирующему эти вихревые токи.
В соответствии с законом Джоуля-Ленца, токи Фуко нагревают
проводники, в которых они возникли, что приводит к потерям энергии. Для
их уменьшения магнитопроводы изготавливают не из сплошного куска, а из
изолированных друг от друга отдельных пластин, заменяют ферромагнитные
материалы магнитодиэлектриками и др. Явление нагревания проводников
токами Фуко используется для плавки и поверхностной закалки металлов,
для обезгаживания элементов арматуры вакуумных приборов и т.д.
Просмотр видео фрагмента
Вопросы для закрепления:
1. В чём отличие направления движения тока в проводах от движения
вихревого тока в массивном проводнике?
2. К чему приводит возникновение вихревого тока в проводнике,
помещённом в изменяющееся магнитное поле?
3. Какие меры применяются для борьбы с вихревыми токами?
3. Всегда ли проявление вихревых токов нежелательно?
4. Подведение итогов урока. Домашнее задание:
1. Определить направление индукционного тока возникающего в
катушке
2. Подготовить
промышленности
сообщение
о
применении
вихревых
токов
в