Конспект урока по физике 11 класс

Тема: Энергия магнитного поля тока

Цель урока: сформировать представление об энергии, которой обладает электрический ток в проводнике и энергии магнитного поля, созданного током.

Ход урока

Проверка домашнего задания методом тестирования

1. При приближении постоянного магнита к катушке в ней образуется электрический ток.

Выберите название этого явления?

А) Взаимная индукция. Б) Самоиндукция. В) Электромагнитная индукция. Г) Электростатическая индукция.

2. В однородном магнитном поле расположен плоский виток площадью S. Магнитное поле имеет индукцию В̄, угол между вектором В̄ и перпендикуляром к плоскости витка равен α. Какой магнитный поток проходит через этот контур?

А) BS. Б) BScosα. B) BSsinα. Г) BS/cosα. Д) BS/sinα

3.На общий железный сердечник намотаны две обмотки медного провода и изолированы друг от друга. На графике представлена зависимость силы тока от времени в первой катушке.

В какие интервалы времени во второй катушке возникает ЭДС индукции?

I А) Только 0 - 1

Б) Только 1-2

В) Только 2-4

. Г) Только 1-4

Д) Только 0-1 и 2-4

4. Какая величина равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через контур?

А) Магнитный поток через контур. Б) Индуктивность контура. В) ЭДС индукции. Г) Электрическое сопротивление контура.

5. Равная 1 А сила тока, создает в контуре магнитный поток в 1 Вб. Чему равна индуктивность контура?

А) 1 кулон. Б) 1генри. В) 1вебер. Г) 1тесла. Д) 1фарад

6. По замкнутому пути перемещается электрический заряд и возвращается в начальную точку…

1)…в электростатическом поле. 2)…в индукционном электрическом поле.

В каком случае работа сил электрического поля равна нулю?

А) Только в 1. Б) Только во 2. В) Только в 1 и 2. Г) Ни в 1, ни во 2.

Изучение нового материала

- Почему для создания тока необходимо совершить работу?

- Если замкнуть цепь, то ток начинает нарастать, в проводнике возникает вихревое электрическое поле, которое действует против электрического поля источника тока. Чтобы сила тока, достигла нужной величины, совершается работа против сил вихревого поля. Работа увеличивает энергию магнитного поля тока.

- Что происходит при размыкании цепи?

-Ток прекращается, и вихревое поле совершает работу. Запасенная током энергия выделяется. При размыкании электрической цепи с большой индуктивностью часто возникает мощная искра.

- Используя аналогию между самоиндукцией и инерцией можно получить формулу для энергии магнитного поля тока. Индуктивность аналогична массе; скорость тела аналогична силе тока, тогда

-Энергия магнитного поля аналогична кинетической энергии в механике.

WК= Wм; WK=mV2/2; WM=L I2/2

- Последняя формула соответствует всем расчетам для энергии тока. Здесь энергия тока выражена через геометрическую характеристику проводника и силу тока в нем.

- Созданное электрическим током магнитное поле имеет энергию, прямо пропорциональную квадрату силы тока.

Закрепление изученного материала

1. Должен ли источник тока затратить энергию, для получения тока в цепи?

2. По какой формуле вычисляется энергия магнитного поля тока?

3. Задача. Какова энергия магнитного поля катушки индуктивностью 2 Гн, при силе тока в ней 200 мА?

Решение. WM= L I2/2; WM= 2·2·10-1= 0,4 Дж

Подведем итоги урока