На демонстрационном столе находится следующее оборудование источник постоянного тока гальванометр
Обновлено: 21.05.2024
Демонстрация 2: Для проверки гипотезы (высказанного предположения), магнит заменяем электромагнитом, собранным из деталей универсального трансформатора. Электромагнит соединяем с источником тока через реостат. Изменяя силу тока в катушке электромагнита, наблюдаем возникновение индуцированного тока во второй катушке при всяком изменении магнитного поля.
Демонстрация 3: Оставляя ток в обмотке электромагнита, замыкаем магнитную цепь якорем и наблюдаем в момент замыкания цепи отклонение стрелки гальванометра, что подтверждает возникновение в цепи индуцированного электрического тока.
2. Правило Ленца.
Оборудование: прибор для демонстрации правила Ленца, магниты прямые, кольцо алюминиевое
1.Установив прибор для демонстрации правила Ленца на подставке, сложите вместе два сильных прямых магнита, обратив их одноименными полюсами в одну сторону, быстро вводите внутрь целого кольца (рисунок 1). Кольцо при этом отталкивается от магнита. Когда магнит из кольца вынимают, последнее двигается вслед за магнитом.
2. Затем опыт повторите с разрезанным кольцом и покажите, что при любом движении магнита кольцо остается неподвижным.
1. Соберите установку, изображенную на рисунке 3. Внутрь дроссельной катушки вставьте ярмо от сердечника универсального трансформатора так, чтобы его конец выступал из катушки на 4 ‑ 5 см. На выступающий конец в средней его части наденьте алюминиевое кольцо. В опыте используйте обмотку дроссельной катушки, имеющую 3600 витков.
3.Зависимость величины ЭДС индукции, возбуждаемой в линейном проводнике.
Оборудование: гальванометр М-1032, проводник, дугообразный магнит. Этапы проведения эксперимента
1. Покажите, что величина ЭДС индукции при прочих равных условиях зависит от длины проводника, движущегося в постоянном магнитном поле. Для этого соберите установку, показанную на рисунке 1. Перемещайте проводник. 2. Покажите, что величина ЭДС индукции при прочих равных условиях зависит по скорости движения проводника в постоянном магнитном поле.
3. Покажите, что при прочих равных условиях величина ЭДС индукции зависит от величины магнитной индукции поля, в котором перемещается проводник, для этого покажите изменение величины ЭДС индукции при движении проводника в поле различных дугообразных магнитов.
4. Покажите, что при прочих равных условиях величина ЭДС индукции зависит от направления движения проводника в постоянном магнитном поле. Для этого осуществите последовательно три эксперимента: 1 перемещайте проводник параллельно силовым линиям магнитного поля; 2 – под острым углом к силовым линиям; 3 – под прямым углом.
Оборудование: две одинаковые лампочки, источник тока, резистор сопротивлением R, катушка с железным сердечником индуктивностью L, имеющая такое же сопротивление R.
"Электромагнитные колебания и волны" Обнаружение электромагнитных волн
Цель демонстраций - помочь учащимся обнаружить электромагнитные волны.
Демонстрационный гальванометр М1032.
Высоковольтный преобразователь "Разряд-1".
Источник питания В-24.
1.Способы излучения и обнаружения электромагнитных волн.
Для проведения опыта в зажимы высоковольтного преобразователя "Разряд-1" вставляют стержни от вибратора Герца на расстоянии 3-5 мм друг от друга. Приемный диполь с диодом устанавливают на подставке и подключают ко входу зеркального гальванометра М1032, установленного на максимальную чувствительность. Длины стержней вибратора и приемника устанавливают одинаковыми. Приемный диполь располагают параллельно вибратору на расстоянии около 20 см от него (рис 1). Включают высоковольтный преобразователь. Наблюдают проскакивание искр между излучающими стержнями и отклонение светового штриха гальванометра (рис 2).
Рис.1
Рис.2
Свободные электромагнитные колебания
Осциллограммы постоянного, выпрямленного и переменного тока
Амплитудное и действующее значение напряжения
Емкостное сопротивление в цепи переменного тока
Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока
Фазовые соотношения в цепи переменного тока с резисторами, конденсатором, катушкой
Распределение напряжений в последовательной цепи переменного тока
Резонанс в цепи переменного тока
Генератор незатухающих электромагнитных колебаний на транзисторе
Особенности применения цифровых датчиков
– проводить индивидуальные лабораторные работы (практикум) с отображением параметров и результатов исследуемого явления на дисплее и сохранением их в памяти небольшого автономного компьютерного измерительного блока, к которому одновременно можно подключать до трёх датчиков различного назначения;
– использовать во внелабораторных (полевых) условиях благодаря портативности и автономному электропитанию;
– использовать в научно-исследовательских работах, т.к. датчики обладают высокой чувствительностью и обеспечивают хорошую точность измерений;
– переносить экспериментальные данные из памяти измерительного блока в память персонального компьютера (ноутбука) для непосредственного наблюдения и дальнейшей обработки;
– проецировать параметры исследуемого объекта посредством мультимедийного оборудования на экран для визуального аудиторного наблюдения (демонстрации) в режиме реального времени;
Система демонстрационных опытов и особенности применения цифровых датчиков по темам раздела «Электромагнитные колебания. Электромагнитная индукция».
Разработка урока с использованием кейс-технологии на уроке физики на тему «Электромагнитная индукция» 9 класс
Развивающая: развивать критическое мышление, умение аргументированно высказывать свои суждения.
1. Развивать навыки исследовательской работы, делать логические выводы;
2. Развивать коммуникативные способности, работая в группах;
3. Учить видеть многообразие окружающего мира, понимать причинно-следственный характер протекающих явлений в природе;
4. Совершенствовать навыки работы с учебником, научной литературой.
Технологии используемые на уроке:
- системно – деятельностный подход;
-развитие критического мышления, исследовательских навыков;
-использование опорного конспекта;
1.Оргмомент.(1-2 мин). Включение детей в деятельность. Определение темы урока через « точку удивления».
На демонстрационном столе катушка, замкнутая на гальванометр, полосовой магнит. Учитель вводит магнит внутрь катушки. Ученики наблюдают отклонение стрелки гальванометра вправо, при удалении магнита из катушки - стрелка отклоняется влево.
Что необычного вы заметили в данной цепи катушки, замкнутой на гальванометр? Правильно. Источника электрического тока нет, а ток в катушке – есть! Удивительное, необычное явление! Наблюдаемое явление и будет предметом изучения нашего урока. Это явление – явление электромагнитной индукции. Следовательно и тема нашего урока это?
Ответы учащихся: «Явление Электромагнитной индукции»
2. Актуализация знаний учащихся. (4-5 мин.) Проводиться игра – инсценировка «Учитель - ученик». Ученик – «учитель» задает вопрос ученику, выслушивает его и выставляет ему оценку. В конце игры учитель класса подводит итоги, выставляет оценки.
Возможные вопросы к параграфу 42 (учащиеся готовят их дома – это домашняя работа).
- От чего зависит магнитный поток, пронизывающий площадь плоского контура, помещенного в однородное магнитное поле?
- Как меняется магнитный поток при увеличении в п раз магнитной индукции, если ни площадь, ни ориентация контура не меняются?
- При какой ориентации контура по отношению к линиям магнитной индукции магнитный поток, пронизывающий площадь этого контура, максимален? Равен нулю?
- Меняется ли магнитный поток при таком вращении контура, когда линии магнитной индукции то пронизывают его, то скользят по его плоскости?
3. Постановка учебной задачи (4-5 мин. )
Фронтальные вопросы учителя к учащимся: Какие силы могут привести в движение заряженные частицы? Что называют электрическим током? Как возникает электрический ток ? Мы уже отметили , что кроме электрических сил и магнитные силы могут двигать заряженную частицу в определенном направлении. Какой же вывод можно сделать из выше сказанного? Как вы думаете. Ответы детей.
«Превратить магнетизм в электричество» - такая запись появилась у великого английского Ученого Майкла Фарадея в его дневнике в 1821 году. Электрический ток способен намагнитить кусок железа. Может ли магнит в свою очередь вызвать появление тока? Эта задача была решена им почти через 10 лет упорной работы.
Сегодня вы сами на пороге этого открытия.
4. Открытие нового знания. Самостоятельная исследовательская деятельность (7 -8 мин.) Работа в группах. Раздача кейсов.
а) Фронтальный эксперимент №1.
Оборудование: подковообразный постоянный магнит, миллиамперметр, катушка на подставке, соединительные провода.
1. Соберите цепь: катушка, замкнутая на миллиамперметр.
2. Двигайте катушку к одному из полюсов магнита.
3. Удаляйте катушку от выбранного полюса.
4. Заполните таблицу, сделайте вывод.
Движение магнита
Поведение стрелки миллиамперметра
Движение катушки замкнутого контура
Движение одним полюсом внутрь катушки
Насаживается на выбранный полюс магнита
Выдвигается из катушки
Снимается с полюса магнита
Вдвигается другим полюсом внутрь катушки
Насаживается на другой полюс магнита
Наблюдаемое явление: отклонение стрелки миллиамперметра, возникновение тока в цепи катушки.
Вывод учеников: индукционный ток возникает тогда, когда магнит вдвигают в катушку, либо тогда, когда движется катушка, а магнит остается неподвижным, т.е. наблюдается относительное движение катушки и магнита.
Это явление электромагнитной индукции.
Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.
Выяснилось, что только движущийся магнит или меняющееся во времени магнитное поле может возбудить электрический ток в катушке.
б) Фронтальный эксперимент №2
Расположите в непосредственной близости перед катушкой другую, ориентированную по отношению к первой так, чтобы их оси совпали. Вторую катушку замкните на гальванометр. Далее замкните цепь первой катушки, наблюдая при этом за показателями гальванометра.
Разомкните электрическую цепь, также наблюдая за показаниями гальванометра.
Вывод учеников : Ток возникает во второй катушке в момент замыкания или размыкания цепи.
5. Первичное закрепление (5-6 мин).
1.На экране опорный конспект «Явление электромагнитной индукции».
Учащиеся переносят его к себе в тетрадь.
ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
д) Значение открытия явления электромагнитной индукции (по учебнику с. 166)
2.Проговаривание новых определений, знаний
6.Самостоятельная работа (6 -7 мин).
Работа с кейсом «Самая вдохновенная идея XXII в.» (класс делится на 4 группы).
В рассказе А. Куприна «Тост» есть такое место:
«Истекал двухсотый год новой эры. В продолжение последних тридцати лет много тысяч техников, инженеров, агрономов, математиков, архитекторов и других ученых-специалистов самоотверженно работали над осуществлением самой вдохновенной, самой героической идеи XX II века. Они решили обратить земной шар в гигантскую электромагнитную катушку и для этого обмотали его с севера до юга спиралью из стального, одетого в гуттаперчу троса длиной около четырех миллиардов километров. На обоих полюсах они воздвигли электро -приемники необычайной мощности и, наконец, соединили между собой все уголки Земли бесчисленным множеством проводов. Неистощимая магнитная сила Земли привела в движение все фабрики, заводы, земледельческие машины, железные дороги и пароходы. Она осветила все улицы и все дома и обогрела все жилые помещения. Она сделала ненужным дальнейшее употребление каменного угля, залежи которого уже давно иссякли. Она стерла с лица Земли безобразные дымовые трубы, отравлявшие воздух. Она избавила цветы, травы и деревья — эту истинную радость земли — от грозившего им вымирания и истребления. Наконец, она дала неслыханные результаты в земледелии, подняв повсеместно производительность почвы почти в четыре раза».
Вопросы к кейсу: В чем несостоятельность описанного автором проекта?
Вопросы учителя:
1) Как магнитная сила Земли могла « привести в движение
фабрики и заводы…, осветила все улицы и все дома .
2) Возможно ли это в данной ситуации ?
7. Включение нового знания в систему знаний и повторение (7 -8 мин).
Решение задачи по рис. 141 стр.186 упражнение № 40(2), учебник Физика 9 класс А.В. Перышкин и др.
8. Рефлексия деятельности (3 мин).
Что нового узнали сегодня на уроке?
Какие условия необходимы для осуществления явления электромагнитной индукции?
Кто открыл явление электромагнитной индукции?
Какое значение в жизни человечества имело это открытие?
Ответьте на вопросы:
-сегодня я узнал, что…
-я выполнял задания…
8. Домашнее задание.
2. Упражнение 40;
3. Ответить на вопрос микротеста:
В металлическое кольцо в течение первых 3 с. вдвигают магнит, в течение следующих 2 с. магнит оставляют неподвижным, а в течение последних 4 с. магнит вынимают из кольца. В какие промежутки времени в катушке течет ток:
в) 0-3 с и 5-9 с; г) 3-9 с.
Использованная литература:
1. Е.А. Марон. Опорные конспекты и разноуровневые задания. К учебнику для общеобразовательных учебных заведений А.В. Перышкин «Физика. 9 класс». Санкт-Петербург. 2010. Стр. 19.
2.Тульчинский М.Е. Занимательные задачи-парадоксы и софизмы по физике.
3. Физика: 9 класс: учебник/А.В. Перышкин, У.М. Гутник-М. : Дрофа, 2019 .
Постановка демонстрационного физического эксперимента и лабораторных опытов
Умение применять приобретенные знания служит убедительным показателем достижения высокого уровня успешности обучения. В обучении физики очень важным, специфическим видом учебной работы, которой обязательно сопутствует применение приобретенных студентами теоретических знаний, является физический эксперимент, умение самостоятельно проводить и делать его анализ. Эти умения формируются на протяжении всего времени обучения физики.
Сегодня в свете осуществляемой в стране реформы общеобразовательной и профессиональной школы необходимо применять меры по повышению уровня подготовки, улучшению качества знаний студентов в соответствии с требованиями к специальному образованию, теснее увязывать преподавание физики с получаемой профессией. При этом возникает необходимость шире практиковать лабораторные и практические работы.
При обучении физике одним из путей реализации специфических способностей студентов СПО является более широкое, чем в школе применение в учебном процессе кратковременных лабораторно-практических работ, выполняемых как на уроке, так и в домашних условиях.
Представленные в данной методической разработке опыты дают студентам возможность ознакомиться с методами научного исследования явлений природы и техники, проведением наблюдений и измерений с применяемыми для приборами и техническими устройствами, используемыми для промышленных предприятий , приобрести многие важные практические умения и навыки. Искусство преподавания физики должно заключаться в том, чтобы найти такое расположение материала , при котором с помощью последовательных, логических операций и рационально подобранного эксперимента при минимальной затрате времени и оптимальном напряжении умственных способностей студентов можно было бы сформировать основные физические понятия, дать представление об основных физических законах и теориях , развить физическое мышление студентов. Процесс обучения физике должен состоять в последовательном формировании новых (для студентов) физических понятий и теорий на базе немногих фундаментальных положений, опирающихся на опыт. В ходе этого процесса должен в равной мере найти отражение индуктивный характер установления основных физических закономерностей на базе эксперимента и дедуктивный характер вывода следствий из установленных таким образом закономерностей с использованием доступного для студентов математического аппарата.
Молекулярная физика и тепловые явления.
Основные положения молекулярно-кинетической теории.
Работа №1. Формирование основных положений молекулярно-кинетической теории (МКТ).
Работа выполняется фронтально. При выполнении работы преподаватель подводит студентов к формулированию основных положений МКТ.
Оборудование: кристаллики марганцовки, две пробирки с водой; вата, смоченная спиртом или ацетоном, лист бумаги; штатив, два свинцовых цилиндра, набор гирь.
1) Опустите кристаллики марганцовки в одну из пробирок с водой, наблюдайте за изменением цвета воды.
2) Перелейте небольшую часть раствора в пробирку с чистой водой. Продолжайте наблюдения.
3) Какие выводы из наблюдений можно сделать о делимости вещества в размерах частиц, составляющих вещество?
После выполнения задания 1 студенты формулируют первое положение МКТ и записывают его в тетрадь.
1) Откройте пробирку, в которой находится вата, смоченная спиртом или ацетоном. Что вы чувствуете? Как объяснить распространения запаха?
2) Смочите часть листа бумаги водой и положите на увлажненное место кристаллики марганцовки. Ведите наблюдение. О каком свойстве частиц говорят наблюдаемые явления?
После выполнения задания студенты формулируют второе положение МКТ. Затем преподаватель рассказывает о диффузии в газах, жидкостях и твердых телах.
Оборудование: два хорошо очищенных с торца свинцовых цилиндра.
Свинцовые цилиндры прижмите руками достаточно сильно друг к другу и слегка поверните вокруг продольной оси. Сцепленные цилиндры подвесьте за крючок на штатив, поставьте под них ящик с песком. На свободный крючок подвешивайте гири, увеличивая постоянную нагрузку. Результат опыта зависит от правильной подготовки цилиндров – их торцы должны быть ровными и блестящими, тогда нагрузку можно довести до 12 кг. Объясните наблюдаемое явление. Цель задания – доказательство существования молекул, их движение и взаимодействия.
Выполнив это задание, студенты формулируют третье положение МКТ.
Работа №2. Наблюдение зависимости скорости диффузии от температуры.
Оборудование: стаканы с горячей и холодной водой, кристаллики марганцовки.
В стаканы с одинаковым количеством горячей и холодной воды бросьте одинаковые по размеру кристаллы марганцовки. Ведите наблюдение. В каком стакане вода окрасилась быстрее и почему?
Отчет о работе студенты могут выполнить в рабочих тетрадях или в специальных тетрадях для экспериментальных заданий.
Работа №3. Определение концентрации воздуха в кабинете физики.
Оборудование: термометр лабораторный, барометр.
Данное задание можно выполнить после изучения основного уравнения МКТ идеального газа, чтобы познакомить студентов с методом расчета числа молекул газа в единице объема и создать представление о порядке данной величины:
Концентрацию вычисляют по формуле:Давление воздуха измеряют барометром.
Задание лучше выполнять индивидуально, так как некоторые студенты не умеют пользоваться барометром, термометром.
Работа №4. Знакомство устройством и работой термометра.
Оборудование: термометр, стакан, горячая и холодная вода.
Лабораторный опыт проводят на уроке фронтально. Цель опыта – развитие умений и навыков в работе с термометром: определение цены деления и пределы измерения прибора, выполнение правил измерения температуры.
Сначала студенты должны ознакомиться с устройством термометра, определить цену деления шкалы прибора, установить какую самую высокую и самую низкую температуру воды можно измерить термометром. Затем надо измерить температуру воды, точно соблюдая правила измерения.
Измерить температуру смеси. Для этого в горячую воду вливают стакан с холодной водой. Перемешивая смесь термометром, наблюдайте за возрастанием температуры.
Результат изменения студенты заносят в тетради и обсуждают.
Работа№5. Изучение характера изменения температуры воды при охлаждении.
Оборудование: термометр, часы, стакан с горячей водой.
Проследите изменения температуры при охлаждении горячей воды в стакане.
Постройте график зависимости температуры от времени наблюдения.
Когда вода остывала быстрее, в начале или в конце опыта? Объясните, почему.
Результаты измерений и график студенты должны занести в тетрадь. Опыт дает студентам возможность еще раз увидеть связь между термодинамическим параметром Т (температурой), характеризующей систему и характеристикой движения молекул v (скоростью).
Результаты опыта и его объяснение обсуждаются на следующем уроке.
Работа №6. Исследование изопроцессов.
Оборудование: термометр от 0° до 100°, цилиндр переменного объема (сильфон), манометр демонстрационный, емкость с водой для установки сильфона, резиновая трубка.
Опыт проводится на уроке при изучении изопроцессов.
Данную тему студенты могут изучить самостоятельно. Для этого студенты делятся на три группы, каждая группа получает одно из трех приведенных ниже заданий.
Предварительно следует отметить, что все студенты, проанализировав уравнение Менделеева –Клайперона , должны рассмотреть зависимость р от V при условии постоянства Т и m ; получить формулу зависимости V от Т при условии р= const , Р от Т при условии V = const , после чего поставить эксперимент.
Затем студенты должны построить график изменения термодинамических параметров.
На задание каждой группе даётся 30 мин. В оставшееся время результаты работы докладывают по трое студентов от каждой группы.
В тетради записываются формулировки и математические выражения законов Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля; строятся графики изопроцессов.
Определение зависимости между Р и V при Т= const .
1. Медленно изменяя объем воздуха в сильфоне, ведите наблюдение за показаниями манометра.
Читайте также: