страница 1 Учреждения образования "Волковысский государственный строительный профессиональный лицей»
Предмет: электротехника.
Тема урока:
«Правило Ленца.
Вихревые токи».
Разработала:
Горелова И.М.
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.
-
Демонстрация опытов Фарадея, формулировка закона ЭМИ.
-
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=
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)
-
Определить направление вектора В внешнего магнитного поля
-
Определить увеличивается или уменьшается магнитный поток
-
Определить направление вектора В‘ поля индукционного тока
-
Пользуясь правилом правой руки определить направление индукционного тока
Решаем задачи:
∆Ф < 0
∆Ф > 0
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 сообщение о применении вихревых токов в промышленности
страница 1
|