Действие магнитного поля на проводнике стоком. Электрический двигатель. Изучение электрического двигателя постоянного тока (на модели) - ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок развивающего контроля и рефлексии.

Используемые технологии: здоровьесбережения, информационно-коммуникационные, групповые, развития исследовательских навыков.

Цель: закрепить и углубить теоретические и практические навыки учащихся по теме “Изучение электрического двигателя постоянного тока (на модели)”.

Формируемые УУД: предметные: научиться использовать приобретенные умения экспериментатора на практике; метапредметные: строить продуктивное взаимодействие со сверстниками; контролировать, корректировать и оценивать действия партнера; с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации; составлять план и последовательность действий; сравнивать результат и способ действий с эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий; контролировать и оценивать процесс и результаты деятельности; формулировать выводы, адекватные полученным результатам; личностные: формирование самостоятельности в приобретении практических умений; усвоение правил поведения в школе; формирование бережного отношения к школьному оборудованию.

Приборы и материалы: источник питания, длинный гибкий провод, рамка с током, реостат, дугообразный магнит, модель электродвигателя, соединительные провода, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие. Учитель проводит инструктаж по технике безопасности при работе с электрическими приборами.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Ученики выполняют дифференцированную самостоятельную работу.)

Уровень 1

1. Как взаимодействуют разноименные и одноименные полюсы магнитов?

2. Можно ли разрезать магнит так, чтобы один из полученных магнитов имел только северный полюс, а другой — только южный?

Уровень 2

1. Почему корпус компаса делают из меди, алюминия, пластмассы и других материалов, но не из железа?

2. Почему стальные полосы и рельсы, лежащие на складах, через некоторое время оказываются намагниченными?

Уровень 3

1. К южному полюсу магнита притянулись две булавки. При этом их свободные концы отталкиваются. Ответ объясните.

2. Нарисуйте магнитное поле дугообразного магнита и укажите направление силовых линий.

Уровень 4

1. Полосовой магнит разделили на две равные части и получили два магнита. Будут ли эти магниты оказывать такое же действие, как и целый магнит, из которого они изготовлены?

2. Стальной хорошо отполированный шар имеет идеально круглую форму. Можно ли намагнитить этот шар?

III. Изучение нового материала. Выполнение лабораторной работы

Важнейшее проявление магнитного поля — это его действие на движущиеся заряды.

Демонстрация 1. Соберем установку из дугообразного постоянного магнита и длинного гибкого провода, присоединенного последовательно с реостатом к аккумулятору. Горизонтальный участок провода расположим в магнитном поле магнита. При замыкании цепи наблюдается отклонение провода, при размыкании возвращение его к положению равновесия.

Вывод. Магнитное поле действует с некоторой силой на провод с током. При изменении направления электрического тока в проводнике изменяется и направление движения проводника, а значит, и действующей на него силы.

Действующая на проводник с током сила в магнитном поле (сила Ампера) тем больше, чем сильнее магнитное поле магнита, чем больше сила тока в проводнике, а также зависит от длины проводника и его расположения в магнитном поле.

На практике часто используют действие магнитного поля на рамку с током.

Демонстрация 2. Вращение рамки с током, расположенной в поле магнита.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 129 “Принцип действия электродвигателя” из электронного приложения к учебнику.)

Магнитное поле, действуя на вертикальные стороны рамки, вынуждает ее поворачиваться так, что ее плоскость располагается перпендикулярно силовым линиям поля. При этом рамка по инерции каждый раз проходит несколько дальше положения равновесия. Если в момент прохождения рамкой положения равновесия каждый раз изменять направление тока в ней, то она будет непрерывно вращаться.

Наблюдая опыт, вы должны понимать, что вращение рамки происходит в результате действия магнитного поля на проводники с током и что в этом процессе происходит превращение электрической энергии в механическую. На рассмотренном явлении основано устройство электродвигателей.

В электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков проволоки. Магнитное поле, в котором вращается якорь такого двигателя, создается сильным электромагнитом. Электромагнит питается током от того же источника, что и обмотка якоря. Двигатели постоянного тока нашли особенно широкое применение в транспорте (электровозы, трамваи, троллейбусы).

(Учитель демонстрирует учащимся анимационные ролики 131“Коллекторный двигатель” и 132 “Электродвигатели в технике” из электронного приложения к учебнику.)

(Лабораторная работа выполняется согласно инструкции учебника. В ходе выполнения работы ученики должны собрать цепь, состоящую из электродвигателя, ключа и источника тока. Проверить, изменяется ли направление вращения якоря при изменении направления тока в цепи. Зарисовать принципиальную схему электродвигателя, указав на рисунке основные его части.)

IV. Закрепление изученного материала

(Ученики решают качественные задачи. Учитель разбирает задачи, вызвавшие затруднение.)

1. В троллейбусах установлены электродвигатели постоянного тока. Притягиваются или отталкиваются провода троллейбусной линии?

2. Два параллельных проводника, по которым текут токи в одном направлении, притягиваются. Почему же два параллельных электронных пучка отталкиваются? Можно ли поставить опыт так, чтобы параллельные проводники, по которым текут токи в одном направлении, тоже отталкивались?

Решение. Проводники, по которым текут токи, обычно электрически нейтральны, и поэтому взаимодействие между ними только магнитное. Между электронными пучками тоже действует магнитное притяжение, но гораздо более сильным оказывается электрическое отталкивание одноименно заряженных частиц. Это отталкивание приводит также к расширению пучков. Параллельные проводники, по которым текут токи в одном направлении, тоже будут отталкиваться, если им сообщить достаточно большие одноименные заряды.

3. Какие преобразования энергии происходят в электродвигателе постоянного тока?

4. Изменится ли направление вращения якоря, если изменится направление тока: а) в обмотке якоря электродвигателя; б) в обмотке электромагнитов; в) одновременно в обмотках якоря и электромагнита?

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу “Лестница успеха”.)

Каждый ученик с помощью магнита указывает свою фамилию на нарисованной на ватмане лестнице. Названия ступеней лестницы:

1-я ступень — урок трудный, я совсем не уверен в своих силах, нужна помощь.

2-я ступень — урок трудный, я не со всем справился, нужна помощь.

3-я ступень — урок трудный, но я почти со всем справился, не нуждаюсь в помощи.

4-я ступень — урок не трудный, я справился почти со всем, помощь не нужна.

5-я ступень — урок не трудный, я уверен в своих силах, помощь не нужна.

Домашнее задание

1. § 62 учебника, вопросы и задание на с. 184, 185 учебника.

2. Выполнить тест на с. 185, 186 учебника.

3. Подготовиться к контрольной работе по теме “Электромагнитные явления”.