Закон электромагнитной индукции - Электромагнитная индукция - Основы электродинамики

Цель: сформулировать закон электромагнитной индукции.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение

- Опишите опыты, в которых можно наблюдать индукцию тока.

- Каким должно быть магнитное поле, чтобы в неподвижном проводнике появился индукционный ток?

- От чего зависит число силовых линий магнитного ноля, пронизывающих данный контур?

- Как определяют направление нормали к контуру?

- Что такое «магнитный поток»?

- В каких единицах измеряется магнитный поток?

- В чем заключается правило Ленца?

III. Проведение лабораторной работы

Лабораторная работа по теме «Исследование зависимости силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока»

Оборудование: источник питания, миллиамперметр, катушка- моток, катушка с железным сердечником от разборного электромагнита, магнит дугообразный, реостат ползунковый, ключ замыкания тока, комплект проводов.

Ход работы

1. Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

2. Вставляйте и вынимайте дугообразный магнит из катушки с различной скоростью и для каждого случая замечайте максимальную силу индукционного тока.

3. Катушку соедините с миллиамперметром, наденьте на катушку с железным сердечником и подключите последнюю через реостат и ключ замыкания тока к источнику питания.

4. Изменяйте силу тока в катушке электромагнита при помощи реостата с различной скоростью и для каждого случая замечайте максимальную силу индукционного тока.

5. Ответьте на вопросы:

а) В каком случае скорость изменения магнитного потока через катушку, соединенную с миллиамперметром, была больше: при медленном или быстром движении магнита? При медленном или быстром изменении силы тока в катушке электромагнита?

б) Что можно сказать о зависимости силы индукционного тока и ЭДС-индукции от скорости изменения магнитного потока через катушку?

6. Ответы запишите в тетрадь.

IV. Изучение нового материала

Магнитный поток наглядно истолковывается как число линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Если за малое время Δt магнитный поток меняется на ΔФ, то скорость изменения потока

Известно, что в цепи появляется электрический ток в том случае, если на свободные заряды проводника действуют сторонние силы. При изменении магнитного потока появляются сторонние силы, действие которых характеризует ЭДС.

Сопротивление зависит от изменения магнитного потока. Закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС.

Законом в таком виде можно пользоваться при равномерном изменении магнитного потока. В противном случае:

V. Закрепление изученного

- Почему закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС, а не для силы тока?

- Как формулируется закон электромагнитной индукции?

- Почему в законе электромагнитной индукции стоит знак «минус»?

- Что можно сказать о зависимости силы индукционного тока и ЭДС-индукции от скорости изменения магнитного потока через катушку?

VI. Решение задач

1. За какой промежуток времени магнитный поток изменяется на 0,004 Вб, если в контуре возбуждается ЭДС индукции 16 В? (Ответ: Δt = 2,5 мс.)

2. Соленоид содержит 100 витков проволоки. Найти ЭДС индукции, если в этом соленоиде за 5 мс магнитный поток равномерно изменяется от 3 мВб до 1,5 мВб. (Ответ: 0,3 В.)

3. В обмотке на стальном сердечнике с площадью поперечного сечения 100 см² в течение 0,01 с возбуждается ЭДС индукции 150 В при изменении магнитной индукции от 0,3 Тл до 1,3 Тл. Сколько витков в обмотке? (Ответ: 150.)

4. Проволочная прямоугольная рамка со сторонами 18 см и 5 см расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно к силовым линиям. Определите индукцию этого поля, если при его исчезновении за 0,015 с в рамке возникает ЭДС = 4,5 · 10^-3 В. (Ответ: ΔВ = 7,5 · 10^-3 Тл.)

5. Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 3 · 10^-2 Ом за 2 с изменился на 1,2 · 10^-2 Вб. Какова сила тока, протекающего по проводнику, если изменения происходят равномерно? (Ответ: I = 0,2 А.)

6. Соленоид, состоящий из 80 витков и имеющий диаметр 8 см, находится в однородном магнитном поле, индукция которого равна 60,3 Тл. Соленоид поворачивается на 180° в течение 0,2 с. Найти среднее значение ЭДС, возникающее в соленоиде, если его ось до и после поворота направлена вдоль поля. (Ответ: ε = 0,24 В.)

VII. Подведение итогов урока

Домашнее задание

п. 4;

Р - 911; Р - 912.