Раздел долгосрочного плана:
|
Школа:
|
Дата:
|
ФИО учителя:
|
Класс: 11 класс
|
Количество присутствующих:
|
отсутствующих:
|
Тема урока:
|
Генератор переменного тока
|
Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу)
|
изучение устройства и принципа действия генератора переменного тока и его применения.
|
Цели урока:
|
изучение устройства и принципа действия генератора переменного тока и его применения.
|
Критерии оценивания
|
объясняет возникновение электромагнитной индукции;
анализирует возникновение электромагнитной индукции, определяет зависимость;
приводит примеры применения электромагнитной индукции.
объясняет принцип действия генератора переменного тока
|
Языковые цели
|
Учащиеся смогут наблюдать явление электромагнитной индукции при проведении простейших экспериментов
Специальная предметная лексика и терминология: магнитный поток, изменение магнитного потока, явление электромагнитной индукции
Полезное (-ые) устойчивое (-ые) выражение (-я)
для диалогов/письма
Магнитный поток …
Плотность магнитного потока …
Электромагнитная индукция…
ЭДС индукции…
Направление индукционного тока…
Правило Ленца…
Закон Фарадея…
ЭДС индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле…
|
Привитие ценностей
|
Обучение всю жизнь;
Ответственность;
Здоровье
|
Межпредметные
связи
|
|
Навыки
использования ИКТ
|
перейти от объяснительно-иллюстрированного способа обучения к деятельностному, при котором ребенок становится активным субъектом учебной деятельности.
|
Предварительные
знания
|
Понятие «электромагнитная индукция»
|
План
|
Временное планирование
|
Планируемые мероприятия
|
Ресурсы
|
Начало
0-2мин
|
1. Вступительное слово учителя (Мобилизующее начало урока. Психологический настрой на урок.)
Проверка выполнения домашнего задания (сочетания контроля, самоконтроля и взаимоконтроля)
Цель: Проверить уровень усвоения учебного материала, выявить пробелы и скорректировать их.
А)Актуализация опорных знаний
Форма: коллективная
Метод: индивидуальный
Прием: вопрос-ответ
|
|
2- 8 мин
8- 18 мин
Середина урока
18- 30 мин
Конец урока
30- 40 мин
|
Фронтальный опрос
1. Какую задачу в 1821 году поставил перед собой учёный М. Фарадей?
2. Удалось решить Фарадею эту задачу?
3. При каком условии во всех опытах в катушке, замкнутой на гальванометр, возникал индукционный ток?
4. В чём заключается явление электромагнитной индукции?
5. В чём практическая важность открытия явления электромагнитной индукции?
Проблемная ситуация. Беседа с учащимися.
Прежде чем мы будем говорить о производстве электрического тока, давайте вспомним:
Вопрос: Что называют электрическим током?
Ответ: Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.
Вопрос: Какие вам известны источники тока?
Ответ: Аккумуляторы, батарейки и т. д.
Область применения каждого из перечисленных видов одинакова? Нет, она определяется их характеристиками. Давайте выясним, какие у них достоинства и недостатки и можно ли их применять повсеместно?
Химические источники тока: гальванические элементы; батареи аккумуляторов; ртутная батарейка, используемая в часах, калькуляторах и слуховых аппаратах, дает 1,4В; традиционная батарейка для карманного фонарика, дает 4,5 В. (демонстрация)
Достоинства – компактность, возможность использовать как автономный источник энергии.
Недостатки – небольшая энергоемкость, высокая стоимость энергии, недолговечность, проблема утилизации отходов.
Термоэлементы, фотоэлементы, солнечные батареи(демонстрация)
Достоинства – безмашинный способ получения энергии.
Недостатки – малый КПД, зависимость от погодных условий.
Итак,Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, которое заключается в возникновении индукционного тока под действием переменного магнитного поля.
После открытия этого явления многие скептики, сомневаясь, спрашивали: «Какая от этого польза?» (Послушать ответы учащихся)
2. Подготовка к активному усвоению и осмысления учебного материала
Цель: Обеспечить мотивацию и принятия учащимися цели учебно-познавательной деятельности.
Форма: ППС и индивидуальная
Метод: поисково-эвристический
а) Предлагаю рассмотреть эксперимент (катушка и магнит при приближении и удалении), (катушка и магнит при движении перпендикулярно оси катушки)
Независимо от полученных предложений провести демонстрацию возникновения индукционного тока.
Обратить внимание учащихся на отклонение колебаний в противоположных направлениях.
Задать вопросы:
-менялось ли направление индукционного тока при изменении магнитного потока, пронизывающего контур?
-можно ли утверждать, что значение модуля силы индукционного тока было постоянным?
- можно ли для системы катушка-магнит добиться непрерывного изменения магнитного потока?
b) Демонстрация возникновения индукционного тока при вращении магнита.
В настоящее время существуют различные модификации индукционных генераторов. Но все они состоят, из одних и тех же, частей – это магнит или электромагнит, создающий магнитное поле, и обмотка в которой индуцируется ток.
Обратите внимание, в данном случае вращается проволочная рамка, которая является ротором, магнитное поле создает неподвижный, постоянный магнит.
Обратите внимание, в данном случае вращается постоянный магнит, а неподвижна рамка.
Итак, если магнитный поток пронизывающий контур меняется, то возникает переменный индукционный ток. При этом совершенно неважно будет ли в этом случае магнит двигаться относительно катушки или катушка относительно магнита: главное, чтобы магнитный поток, пронизывающий контур непрерывно менялся.
Машина, в которой магнитный поток, пронизывающий контур меняется непрерывно периодическим образом и при этом генерируется переменный, ток называют электромеханическим индукционным генератором.
Вращающаяся часть генератора называется ротором, а неподвижная статором.
Генераторы, производящие большие индукционные токи, в качестве ротора используют электромагнит и как правило не один, а несколько. Это позволяет снизить скорость вращения и уменьшить износ генератора. Стандартная частота переменного тока в промышленной и осветительной сети России 50 Гц.
Генераторы, вырабатывающие большие переменные токи, приводит в движение механическая энергия: падающей воды (ГЭС), пара (ТЭС, АЭС). Но электростанции располагают вблизи энергоресурсов, а электроэнергию по проводам передают к потребителю. При протекании тока по проводам возникает нагрев проводов. Поэтому некоторое количество теплоты по закону Джоуля-Ленца теряется.
Но сечение провода не может быть очень большим, поэтому для передачи электроэнергии к потребителю на большие расстояния необходимо понизить значение переменного тока
IV. Закрепление знаний, полученных на уроке.
1.Какой электрической ток называется переменным?
2.Где используют переменный электрический ток?
3.Какими бы ни были типы электростанций, главное устройство на любом из них – это генератор.
Вопрос: Что называют генератором?
Ответ: Генератор – это устройство, преобразующее энергию того или иного вида в электрическую.
Вопрос: Назовите основные части генератора.
Ответ: Ротор, статор.
V. Подведение итогов.
Сегодня на уроке, мы с вами разобрали принцип действия генератора, этого внушительного сооружения из проводов, изоляционных материалов, стальных конструкций. Но при своих огромных размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготавливаются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать, электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.
Рефлексия
сегодня я узнал...
было трудно…
я понял, что…
я научился…
я смог…
было интересно узнать, что…
меня удивило…
мне захотелось…
Подведение итогов урока
Домашнее задание
|
http://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2015/01/09/otkrytie-elektromagnitnoy-induktsii
|
Дополнительная информация
|
Дифференциация - как Вы планируете оказать дополнительную поддержку? Какие задания Вы планируете дать более способным учащимся?
|
Оценка - как Вы планируете проверить знания учащихся?
|
Межучебные связи
Проверка соблюдения правил охраны здоровья и безопасности
ИКТ связи
Связи значений
|
Все учащиеся будут: знать явление электромагнитной индукции
Большинство учащихся будут: объясняет принцип действия генератора переменного тока
Некоторые учащиеся будут: анализировать возникновение электромагнитной индукции, определяет зависимость;
|
Наблюдение, формативное оценивание
|
.
Работа в парах и группах и обсуждение их работы с другими учащимися и преподавателем развивают уважение к мнению окружающих способность общаться надлежащим образом со сверстниками и со взрослыми.
|
Рефлексия
Реалистичны ли задачи урока/учебные задачи? Что Вы выучили сегодня? Какова была учебная атмосфера? Удачна ли подготовленная мной учебная дифференциация? Соблюдал ли я время? Какие изменения я внес в план и почему?
|
Место, оставленное ниже, используйте для комментариев по проведенному уроку. Ответьте на наиболее важные вопросы по уроку, приведенные в графе слева.
|
|
Итоговая оценка
Какие два момента наиболее успешны (рассмотрите преподавание и обучение)?
1:
2:
Какие два момента улучшили урок (рассмотрите преподавание и обучение)?
1:
2:
Что я узнал из урока о классе и отдельных людях, что я расскажу на следующем уроке?
|
Приложение к уроку
Лабораторная работа №10
Изучение явления электромагнитной индукции
Цель работы: изучить условия возникновения индукционного тока, ЭДС индукции.
Оборудование: катушка, два полосовых магнита, миллиамперметр.
Теория
Взаимная связь электрических и магнитных полей была установлена выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Он открыл явление электромагнитной индукции.
Многочисленные опыты Фарадея показывают, что с помощью магнитного поля можно получить электрический ток в проводнике.
Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур.
Ток, возникающий при явлении электромагнитной индукции, называют индукционным.
В электрической цепи (рисунок 1) возникает индукционный ток, если есть движение магнита относительно катушки, или наоборот. Направление индукционного тока зависит как от направления движения магнита, так и от расположения его полюсов. Индукционный ток отсутствует, если нет относительного перемещения катушки и магнита.
Рисунок 1.
Строго говоря, при движении контура в магнитном поле генерируется не определенный ток , а определенная ЭДС
 
Рисунок 2.
Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:
Эта формула выражает закон Фарадея: э. д. с. индукции равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
Знак минус в формуле отражает правило Ленца.
В 1833 году Ленц опытным путем доказал утверждение, которое называется правилом Ленца: индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.
При возрастании магнитного потока Ф>0, а εинд < 0, т.е. э. д. с. индукции вызывает ток такого направления, при котором его магнитное поле уменьшает магнитный поток через контур.
При уменьшении магнитного потока Ф<0, а εинд > 0, т.е. магнитное поле индукционного тока увеличивает убывающий магнитный поток через контур.
Правило Ленца имеет глубокий физический смысл – оно выражает закон сохранения энергии: если магнитное поле через контур увеличивается, то ток в контуре направлен так, что его магнитное поле направлено против внешнего, а если внешнее магнитное поле через контур уменьшается, то ток направлен так, что его магнитное поле поддерживает это убывающее магнитное поле.
ЭДС индукции зависит от разных причин. Если вдвигать в катушку один раз сильный магнит, а в другой — слабый, то показания прибора в первом случае будут более высокими. Они будут более высокими и в том случае, когда магнит движется быстро. В каждом из проведённых в этой работе опыте направление индукционного тока определяется правилом Ленца. Порядок определения направления индукционного тока показан на рисунке 2.
На рисунке синим цветом обозначены силовые линии магнитного поля постоянного магнита и линии магнитного поля индукционного тока. Силовые линии магнитного поля всегда направлены от N к S – от северного полюса к южному полюсу магнита.
По правилу Ленца индукционный электрический ток в проводнике, возникающий при изменении магнитного потока, направлен таким образом, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. Поэтому в катушке направление силовых линий магнитного поля противоположно силовым линиям постоянного магнита, ведь магнит движется в сторону катушки. Направление тока находим по правилу буравчика: если буравчик (с правой нарезкой) ввинчивать так, чтобы его поступательное движение совпало с направлением линий индукции в катушке, тогда направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением индукционного тока.
Поэтому ток через миллиамперметр течёт слева направо, как показано на рисунке 1 красной стрелкой. В случае, когда магнит отодвигается от катушки, силовые линии магнитного поля индукционного тока будут совпадать по направлению с силовыми линиями постоянного магнита, и ток будет течь справа налево.
Ход работы.
Подготовьте для отчета таблицу и по мере проведения опытов заполните её.
№
п/п
|
Действия с магнитом и катушкой
|
Показания
милли-амперметра,
мА
|
Направления отклонения стрелки миллиампер-метра
(вправо, влево или не откланяется)
|
Направление индукционного тока
(по правилу Ленца)
|
1
|
Быстро вставить магнит в катушку северным полюсом
|
|
|
|
2
|
Оставить магнит в катушке неподвижным
после опыта 1
|
|
|
|
3
|
Быстро вытащить магнит из катушки
|
|
|
|
4
|
Быстро приблизить катушку к северному полюсу магнита
|
|
|
|
5
|
Оставить катушку неподвижной после опыта 4
|
|
|
|
6
|
Быстро вытащить катушку от северного полюса магнита
|
|
|
|
7
|
Медленно вставить в катушку магнит северным полюсом
|
|
|
|
8
|
Медленно вытащить магнит из катушки
|
|
|
|
9
|
Быстро вставить в катушку 2 магнита северными полюсами
|
|
|
|
10
|
Быстро вставить магнит в катушку южным полюсом
|
|
|
|
11
|
Быстро вытащить магнит из катушки после опыта 10
|
|
|
|
12
|
Быстро вставить в катушку 2 магнита южными полюсами
|
|
|
|
Записать общий вывод по работе на основе проведённых наблюдений.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
В чем заключается явление электромагнитной индукции?
Какой ток называют индукционным?
Сформулируйте закон электромагнитной индукции. Какой формулой он описывается?
Как формулируется правило Ленца?
Какова связь правила Ленца с законом сохранения энергии?
Использованный ресурс
http://infofiz.ru/joom1/index.php?option=com_content&view=article&id=80:lr10t&catid=5:ml1s&Itemid=2 |
Скачать 181.5 Kb.