Электромагниттік индукция заңы ашылуы. Магнит ағыны тақырыптарын үш тілде оқыту ашық сабақ

Оқытушы

Д.Н.Зубайрова

Пәні:

Физика

Тобы:

1аКШИ

Уақыты:

18.03.14 ж сағ:14³⁰

Сабақтың тақырыбы:

Электромагниттік индукция заңы ашылуы. Магнит ағыны тақырыптарын үш тілде оқыту

Құзыреттілікке жеткізетін сабақтың мақсат - міндеттері:

А) ақпараттық

Б) коммуникативтік

В) проблеманы шешу

Студенттерге электромагниттік индукция құбылысы мен магнит ағыны белгілерін қалыптастыру жолдары туралы мағлұмат беру

Магнит ағыны заңдары мен формулаларын тұжырымдау, заңдылықтардың физикалық мағынасын анықтап, жүйелеу. Электромагниттік индукция заңының ашылуы мен магнит ағынын үш тілде айта білуге үйрету

Жаңа материалды меңгертуде студенттерді әр түрлі құралдарды қолданып, өз бетінше жұмыс жасауға машықтандыру арқылы өмірде кездесетін кез келген жағдайда қолдануға баулу

Сабақ типі:

Аралас

Сабақта қолданылатын педагогикалық технологиялар:

Ақпараттық-коммуникативтік технология, дамыта оқыту

Сабақтың әдісі:

Түсіндірмелі - иллюстративті, сұрақ-жауап, электронды оқулықпен жұмыс, талдау, практикалық

Пәнаралық байланыс:

Математика, информатика

Оқыту құралдары:

Компьютер, интерактивті тақта, слаид, 3D көзілдірігі, тестілеуші құрылғы, электронды оқулықСабақ жоспарының жобасы

Сабақтын барысы:

Оқытушының қызметі

Студенттің қызметі

Күтілетін нәтиже

I.Ұйымдастыру бөлімі

а) Сәлемдесу (Құрметті оқушылар бүгін біздің сабағымызға қонақтар қатысып отыр. Бір-бірімізге күлімдеп, сабақты жақсы көңіл-күймен бастаймыз. Отырыңыздар.)

б) Оқушыларды түгендеу

в)Сабақтың құрылымы, жоспарымен таныстыру (Бүгінгі сабақта біз магнит өрісінің қасиеттерін одан әрі терең оқып, зерттеп «Электромагниттік индукция құбылысымен» танысамыз.)

-амандасу

-оқу құралдарын әзірлейді

-сабаққа әзірлігін, жұмысқа даярлығын ұйымдастыруы

-студент пен оқытушы арасында өзара түсінік қалыптасуы

II.Үй тапсырмасын тексеру

Ой шақыру-қызығушылықты ояту кезеңі

а) Суретті карточкамен жұмыс (суретте бейнеленген құбылысты түсіндіру: түзу токтың магнит өрісі, тогы бар катушканың магнит өрісі, Ампер гипотезасы, магнит индукция векторының бағыты, сол қол ережесі: Ампер күші, Лоренц күші)

1 сурет

2 сурет

3 сурет

4 сурет

ә) «Кім шапшаң?» ойыны: 6 сұрақ (сандықшаға салынған сұрақтарға бірден жауап беру)

Физикалық

шама

I

Q

U

P

A

F

Өлшем бірліктері

2)Қозғалған зарядтарға

Магнит өрісінің әсері,

Жылдамдығын өзгертеді.

Өлшемдерін қарасаң,

Ньютонға ол келеді.

3)

Физикалық заңдар

Ом заңы

Лоренц күші

Ампер күші

Джоуль-Ленц заңы

Токтың жұмысы

Толық тізбек үшін Ом заңы

Формулалар

4)Тогы бар өткізгіштер

Өзара тартылады, тебіледі

Жауабын білсеңдер

Айтыңдаршы неліктен?

5) Минимал зарядтың мәні нешеге тең?

6) Сыртқы магнит өрісін әжептәуір күшейтетін заттар не деп аталады? Оларға жататындар: темір, болат, шойын, никель, кобальт, гадолиний

1 сурет Тұрақты магниттің және катушканың магнит өрісі күш сызықтарының бағыттары көрсетілген

2 сурет тұрақты жолақ магниттердегі магнит өрісін оның ішіндегі дөңгелек микротоктар тудырады

3сурет Ампер токтардың өзара әрекетін зерттей отырып, магнит өрісінің токқа белгілі бір күшпен әрекет етеді

4 сурет магнит өрісінің күш сызықтарының бағытын анықталады

Физикалық

шама

I

Q

U

P

A

F

Өлшем бірліктері

А

Ом

Дж

В

Вт

Дж

Н

Лоренц күші

Магниттік күштер әсерінен

(е = 1,6*10^-19 Кл)

Ферромагнетиктер

-нақты жағдайларда дұрыс жауаптарын табу үшін ауызша және жазбаша қарым-қатынас құралдарын қолдануы

-берілген суретті карточка арқылы бейнеленген құбылысты түсіндіруі

-физикалық өлшем бірліктерді жатқа білуі

-өткен тақырып бойынша фомулаларды еске түсіруі

-тақырып аясында жауапты шешім қабылдауы

ІІІ.Өткен материалды қайталау арқылы жаңа материалды қабылдауға дайындық

-3D форматы арқылы «Заттардағы магнит өрісі» тақырыбында бейне ролик көрсетіледі (орыс тілінде)

- есептер шығарылады: (А-деңгей; В-деңгей; С- деңгей;)

1. Индукциясы 0,2 Тл - ге тең магнит өрісіндегі 10 Мм/с жылдамдықпен индукция сызықтарына перпендикуляр қозғалып келе жатқан протонға қандай күш әсер етеді? (q_п= 1,6*10^-19 Кл)

2)Көлденең қимасының ауданы 60 см² -ге тең контурының ішіндегі магнит ағыны 0,3 мВб -ге тең. Контур ішіндегі өріс индукциясын тап.

3) Егер өріс индукциясы 0,4 Тл болған жағдайда ауданы 50 см жазық бет: а) өріс индукциясының векторына перпендикуляр болса; ә) индукция векторымен 45⁰ бұрыш жасай орналасқан болса; б) индукция векторымен 30⁰ бұрыш жасай орналасқан болса, онда бұл бетті қандай магнит өрісі жарып өте алады?

4) Егер өткізгіштің актив бөлігінің ұзындығы 0,1м болса, ток күші 50А болғанда өткізгішке индукциясы 10мТл магнит өрісі қандай күшпен әсер етеді? Өрістің индукция сызықтары мен ток өзара перпендикуляр.

5) Ұзындығы 20 см және массасы 4г горизонталь орналасқан өткізгіш бойымен 10А ток өтіп жатыр. Ауырлық күші Ампер күшімен теңгерілетіндей етіп өткізгішті орналастыратын магнит өрісінің индукциясын табыңдар.

6)Актив бөлігінің ұзындығы 8 см өткізгіштегі ток күші 50 А-ге тең. Ол индукциясы 20 мТл біртекті магнит өрісінде орналастырылған. Егер өткізгіш индукция сызықтарына перпендекуляр 10 см-ге орын ауыстырса, осындағы істелген жұмысты табыңдар.

Студенттер 3D көзілдірігі арқылы экранда көрсетілген бейне роликті қарайды

Өткен материалдарды еске түсіре отырып деңгейлік есептерді шығарады

-есептерді шешуге қажетті заңдылықтар мен формулаларды дұрыс қолдана білуі

-жүйелі түрде жұмыс істеуді қалыптастыру, өз ойын дәл, нақты айта білуге, тиімді пайдалануға ықпал етуі

IY.Жаңа материалды түсіндіру

-электронды оқулықпен жұмыс

-3D форматы арқылы бейне ролик көрсетіледі (орыс тілінде)

Х.Эрстед тәжiрибесi электр тогы өзiнiң маңындағы кеңiстiкте магнит өрiсiн туғызатындығын дәлелдейдi. Бұл дерек, өз кезегiнде электр және магнит өрiстерiнiң арасында қандай да бiр байланыс бар екенiне нұсқағандай. Осымен байланысты мынадай заңды сауал туындайды: «керiсiнше, магнит өрiсi электр тогын туғыза ала ма?». Бұл сауалдың жауабын 1831 жылы ағылшын ғалымы М.Фарадей бердi. Фарадей тәжiрибесi өткiзгiштiң тұйық контурын тесiп өтетiн магнит ағыны өзгерген кезде ол өткiзгiште электр тогы пайда болатынын көрсеттi. Физика мен техниканың одан арғы дамуында үлкен роль атқарған бұл құбылыс электромагниттiк индукция құбылысы деп, ал сәйкес контурда пайда болған ток индукциялық ток деп аталды. Сонда электромагниттiк индукция құбылысы дегеніміз - сыртқы магнит өрісінің өзгерісі кезінде тұйық өткізгіште индукциялық токтың пайда болу процесі.

Фарадейдің электромагнтиттік индукция заңы: сыртқы магнит өзгерісі кезінде тұйық өткізгіште пайда болған индукцияның ЭҚК-і контурды тесіп өтетін магнит ағынының өзгеру жылдамдығына тура пропорционал:

Ал электромагниттiк индукция құбылысы кезiнде контурда пайда болатын индукциялық токтың бағыты жөнiнде не айтуға болады? Бұл токтың бағытын анықтауға мүмкiндiк беретiн жалпы ереженi 1833 жылы Э.Ленц ашқан. Осы ғалымның құрметiне Ленц ережесi деп аталған бұл тұжырым мынадай: Кез келген ток тәрiздi тұйық контурда пайда болатын индукциялық ток та өзiнiң маңында магнит өрiсiн туғызады. Индукциялық ток, әрқашан да өзi тудырып тұрған магнит өрiсi, сол токты тудырып тұрған магнит ағынының кез келген өзгерiсiне кедергi жасайтындай болып бағытталады.Индукциялық токтың бағытын Ленц ережесі бойынша табады: сыртқы магнит өрісінің өзгерісі салдарынан тұйық контурда пайда болған индукциялық ток әр уақытта өзінің магнит ағынының өзгерісіне қарсы әрекет етеді.

Егер өткізгіш бойымен өтетін ток өзгерсе, онда осы өткізгіште өздік индукция тогы пайда болады. Бұл құбылыс өздік индукция деп аталады. Ол өздік индукция заңына бағынады. Бұл заң бойынша өздік индукцияның ЭҚК-і табылады:

ε =-L∆I/∆t

L -контурдың индуктивтілігі.

Катушкадағы магнит ағыны ондағы ток күшіне тура пропорционал:

Ф=LI

Магнит - өрісінің энергиясы: W=LI²/2

Өз тәжірибелерін жалпылай отырып, Фарадей мынадай қорытындыға келді: контурда пайда болатын индукцияның ЭҚК-і контурды тесіп өтетін магнит ағыны өзгерісіне тура пропорционал, яғни

ε =kФ/t.

k пропорционалдық коэффициентінің мәні магнит ағынының өлшем бірлігін таңдап алғанға тәуелді. Магнит ағынының бір секундтағы өзгерісі өзі орайтын өткізгіште бір вольтке тең ЭҚК-ін туғызу керек. SI жүйесінде ондай ағын 1Вб-ге (Вебер) сәйкес.

Магнит ағыны өрнегі: Ф=BScosα

- жаңа тақырып бойынша үш тілде физикалық терминдер жазылады

1. Электромагниттік индукция

2. Фарадей заңы

3. Индукциялық ток

4. Магнит ағыны

5. Өздік индукция

6. Катушка

7. Индуктивтілік

8. Ленц ережесі

9. Заттардағы магнит өрісі

10. Лоренц күші

электронды оқулықпен жұмыстанады

интерактивті тақтада көрсетілген бейне роликті тыңдайды, ой тұжырымдайды

Берілген тапсырмаларды конспектілейді, ойларын жинақтайды

Әртүрлі жағдайдағы проблемаларды анықтайды, жауапты шешім қабылдайды, өз шешімінің нәтижесін табады

Электромагниттiк индукция құбылысы кезiнде контурда пайда болатын индукциялық токтың бағыты жөнiнде айтылады

Тақырып аясында негізгі формулалар жазылады

Фарадей тәжірибелері мен заңдылықтар қорытындыланып, оқылады

дәптерлеріне физикалық ұғымдарды, жаңа сөздерді жазып алады, оларды үштілде жаттайды

Орысша және ағылшынша сөздер жазылады:

Электромагнитная индукция-Electromagnetic induction

Закон Фарадея- Faraday's law

Индукциалной ток- Induktsialnoy current

Магнитное поток- The magnetic flux

Явление самоиндукции- Phenomenon of self-induction

Катушка -reel

Индуктивность- inductance

Правила Ленца- Lenz's Law

Магнитное поле в веществе-The magnetic field in the material

Сила Лоренца- Lorentz force

-электронды оқулықпен жұмыстануы

-ұсынылған ақпаратты, қойылған міндеттерді шеше алуы,тұжырымдауы

-конспект құруға дағдылануы

-мазмұны бойынша кітапқа бағдар жасауы

- өз ойларын ұсына отырып анықтамаларды талдауы, түсіндіруі немесе өзгелердің жауаптарын дәйектеуі

-формулаларды қабылдауы, түсінуі, қолдануы

-индукция құбылысы, магнит ағыны, Ленц ережесі туралы болжамдауы

-физикалық ұғымдарды үш тілде жетік меңгеруі

Y. Жаңа білімді бекіту

• сұрақтар қою арқылы

1 сұрақ: Электромагниттік индукция құбылысының негізін салған кім?

2 сұрақ: Индукциялық ток қандай жағдайда пайда болады?

3 сұрақ: Контурда пайда болған индукциялық ток:

4 сұрақ: Контурда пайда болатын индукцияның ЭҚК-і формуласы

5 сұрақ: Индуктивті катушка ЭҚК көзіне қосылды. Онда жалпы токтың шамадан артып кететін кезі қандай жағдайда болады?

• практикалық жұмыстар (оқулықпен жұмыс)

1 есеп: Катушканың ішіндегі магнит ағыны 32с ішінде 24мВб-ден 50мВб-ге дейін өзгерген кезде индукцияның орташа ЭҚК-і 10 В болуы үшін қанша орам саны керек?

2 есеп: Темір өзекті катушканының көлденең қимасының ауданы 20см², ал индуктивтілігі 20мГн. Ток күшінің қандай мәнінде өзектегі магнит өрісінің индукциясы 1мТл болады? Катушканың орамдар саны 1000.

3 есеп: Индукциясы 0,2Тл болатын вертикальды біртекті магнит өрісінде горизонталь орналасқан ұзындығы 50см өткізгіш 10м/с жылдамдықпен қозғалады. Өткізгіштің жылдамдық векторы магнит өрісімен 30⁰, ал өткізгіштің осімен 60⁰ бұрыш жасайды. Өткізгіште пайда болатын индукцияның ЭҚК-ін табыңдар.

4 есеп: Ұзындығы 1,4 м түзу өткізгіш индукциясы 74мТл болатын біртекті магнит өрісінде орналасқан. Магнит өрісіне перпендикуляр жазықтықта өткізгіш 75рад/с бұрыштық жылдамдықпен айналады.Өткізгіш ұштарындағы потенциалдар айырымын табыңдар.

5 есеп: Ауданы 20 см², 1000 орамнан тұратын бірқабатты катушка индукциясы 8мТл болатын біртекті магнит өрісінің күш сызықтарына параллель орналасқан. Катушканың кедергісі 30 Ом. Магнит өрісін алып тастаған кезде катушкадан қандай заряд өтеді?

• Activoiсe құрылғысы арқылы өзіндік жұмыс (тест сұрақтары) орындайды

1.Ленц ережесі нені анықтайды?

1. Индукциялық токтың күшін

2. Индукциялық токтың бағытын

3. Индукциялық ЭҚК-ті

4. Ток күшінің бағытын

5. ЭҚК-ң бағытын.

2.Электр контурдың магниттік қасиеттерін анықтайтын шама:

1. Сыйымдылық

2. ЭҚК-і

3. Индуктивтілік

4. Ток күші

5. Кернеу

3. Ток күші 2 есе артса магнит өрісінің энергиясы қалай өзгереді?

1. 2 есе артады б) 4 есе артады с)2есе азаяды

д) 4 есе азаяды е)өзгермейді

4. Төмендегі өрнектің қайсысы электромагниттік индукция заңының өрнегі болып табылады?

а) ε =I(R+r) б) ε = с) ε=

д) ε =vBIsinα е) ε =I/(R+r)

5. Тізбекте өздік индукция ЭҚК-нің әсерінен туындайды?

1. Сыртқы магнит өрісі әсерінің артуынан

2. Магнит ағынының өзгеруінен

3. Магнит ағыны әсерінің кездейсоқ өзгеруінен

4. Сыртқы магнит өрісі ағынының кемуінен

5. Жауаптардың дұрысы жоқ

6.Катушка ішіне темір өзекше енгізгенде ондағы магнит индукциясы қалай өзгереді?

1. көп өседі б) азаяды

с) аз ғана өседі д) өзгермейді е)аз ғана азаяды

7. Магнит ағынының өлшем бірлігі ..

1. Тл*м² в) Тл/м² с) Вт*м² д) Вт/м² е) Вб

8. Тоғы бар катушканың энергиясы қай жерде шоғырланған?

1. Катушканың өткізгіштерінде

2. Катушканың ішіндегі кеңістікте

3. Жалғастырғыш сымдарда

4. Анықталмаған

5. Катушканың өткізгіштерінде және жалғастырғыш сымдарда

9.Магнит өрісін күш сызықтарымен бейнелеуді кім ұсынды?

1. Ампер б) Фарадей с)Джоуль

д)Ньютон е)Максвелл

10. Егер зарядталған бөлшектің бастапқы жылдамдығы магнит индукциясы сызықтарына перпендикуляр болса, бөлшек магнит өрісінде қалай қозғалады?

1. түзу сызықпен б) параболамен

с) шеңбер бойымен д) спираль бойымен

е) тыныш күйде болады

Студенттерге сұрақтар қойылады

М.Фарадей

Тұйықталған өткізгіштің контурын қиып өтетін магнит ағынының барлық өзгерісі кезінде

Өзінің магнит өрісімен бағыты индукцияны тудырушы токтың магнит өрісіне әрқашан кері әсерде болады

ε =Ф/t

Тізбекті ажыратқан кезде

Практикалық жұмысты орындайды, есептер шығарады

ε =Ф/t; ε =NBS/t=> N= ε t / Ф

N=12300

Темір өзекті катушкадағы магинт ағыны бірінші жағынан, Ф=LI тең, ал басқа жағынан Ф=BSN осыдан:

I=BSN/L=0,1A

ε=Bυlsinα. Бұл жағдайда υcosβ жылдамдықтың құрамшысы магнит ағынының өзгеруіне әреет жасамайды. Сондықтан, υsinβ болады, сонда

ε =Bυlsinαsinβ=0,43B

Өткізгіш айналған кезде, оның ұштарындағы пайда болған потенциалдар айырымы ∆φ магнит ағынының өзгеру жылдамдығымен анықталады:

∆φ=∆Ф/∆t=πl²B/T=l²Bω/2=5,4B

Магнит өрісті ажыратқан кезде катушканың орамында өздік индукцияның ЭҚК-і пайда болады: ε =NBS/t

I= ε /R <=> I=q/t

q=NBS/R=0,53мКл

Студенттер Activoiсe құрылғысы арқылы тест сұрақтарына жауап береді

Тест жұмысы жауаптары мына түрде белгіленеді

1. б

2. б

3. б

4. б

5. б

6. д

7. е

8. е

9. а

10. с

Тестілеуіш құрал арқылы белгілеп болғаннан кейін жауаптарының дұрыс-бұрыстығын интерактивті тақтадан көре алады

-нақтылау мен түсінуге берілген сұрақтармен жұмыс жасауы

-есептерді шығаруға дайындалуы, есептеу жүргізе алуы

-сабақ барысында игерген білімді және өздерінде қалыптасқан түсініктерді пайдаланып практикалық жұмыстарды орындауы

-өткізгіш айналған кезде, оның ұштарындағы пайда болған потенциалдар айырымы ∆φ магнит ағынының өзгеру жылдамдығымен анықталатындығын меңгеруі

-тест сұрақтарына шапшаң әрі ұтымды жауап беруге дағдылануы

-тақырып аясында жауапты шешім қабылдауы

-студенттер жауаптарын тыңдай отырып, салыстырып, талдауы

-іс-әрекеттерінің нәтижесін тексеріп, дағдылануы

YI. Қорытындылау

Бағалау.

а) бағалау

ә) рефлексия

не білемін?

не білдім?

не білгім келеді?

Әрбір студенттің сабаққа қатысы мен дайындығын атап, білімдерін бағалау

-ұсынылған ақпараттан қойылған міндеттерді шешуге қажеттісін бөліп алып алған білімдерін қолдануы

-өз іс-әрекетін бағалауы

VI. Үйге тапсырма

Физика. 10- сынып

11 -тарау, 11.1-11.2 оқу, 320-324 бб.

22- жаттығуды аяқтау

Оқушылар өз беттерімен үй жұмысын орындап, тақырыпты түгел қайталайды

Студенттер қажетті жерлерін дәптерлеріне түртіп алады

Сабақтың өз мақсатына жетуі, алған білімдерін есеп шығаруға қолдануы

Ж.Досмұхамедов атындағы педагогикалық колледж

Бекітемін: ______________

Математика кафедрасының

меңгерушісі: М.С.Жұматова

Электромагниттік индукция заңы ашылуы. Магнит ағыны тақырыптарын үш тілде оқыту

Топ: 1аКШИ-9

Оқытушы: Д.Н.Зубайрова

Орал - 2014