D. G. Evstafiev,
Belediye eğitim kurumu Pritokskaya ortaokulu, Romanovsky köyü, Aleksandrovsky bölgesi, Orenburg bölgesi.

Elektrik ve manyetik alanların karşılaştırılması. 11. sınıf

Tekrarlama ve genelleme ders planı, 11. sınıf

Metodik öneriler . Ders “Manyetik alan” konusu incelendikten sonra gerçekleştirilir. Ana metodolojik teknik Elektrik ve manyetik alanların ortak ve ayırt edici özelliklerinin vurgulanması ve tablonun doldurulması. Yeterince gelişmiş diyalektik düşüncenin olduğu varsayılır, aksi takdirde felsefi nitelikte aralar yapmak gerekli olacaktır. Elektrik ve manyetik alanların karşılaştırılması, öğrencileri, bir sonraki konunun - "Elektromanyetik indüksiyon" - dayandığı ilişkilerle ilgili sonuca götürür.

Fizik ve felsefe, farklı şekillerde var olan maddeyi her şeyin temeli olarak kabul eder. Sınırlı bir alan alanı içinde yoğunlaşabilir (yerelleştirilebilir), ancak tam tersine yerelleştirilebilir. İlk durum kavramla ilişkilendirilebilir madde, ikincisi – konsept alan. Bu koşulların belirli fiziksel özelliklerinin yanı sıra ortak özellikleri de vardır. Örneğin, maddenin birim hacminin enerjisi vardır ve alanın birim hacminin enerjisi vardır. Maddenin özellikleri tükenmez, biliş süreci sonsuzdur. Bu nedenle geliştirme aşamasında tüm fiziksel kavramların dikkate alınması gerekir. Örneğin modern fizik, klasik fizikten farklı olarak alan ve madde arasına kesin bir sınır çizmez. Modern fizikte alan ve madde karşılıklı olarak dönüşür: madde alana, alan da maddeye dönüşür. Ama kendimizi aşmayalım, maddenin formlarının sınıflandırılmasını hatırlayalım. Tahtadaki diyagrama bakalım.

Maddenin varoluş biçimleri hakkında kısa bir hikaye oluşturmak için diyagramı kullanmayı deneyin. ( Öğrenciler cevap verdikten sonra öğretmen onlara şunu hatırlatır: Bunun sonucu yerçekimi özelliklerinin benzerliğidir. açığa çıkan elektrik alanları ve leancak “Elektrik alanı” konulu önceki derslerde .) Sonuç kendini gösteriyor: Yerçekimi ve elektrik alanları arasında bir benzerlik varsa, o zaman elektrik ve manyetik alanlar arasında da bir benzerlik olmalıdır. hadi alanların özelliklerini ve karakteristiklerini daha önce yaptığımıza benzer bir tablo şeklinde karşılaştıralım Yerçekimi ve elektrik alanlarının karşılaştırılması.

Elektrik alanı	Manyetik alan
Saha kaynakları
Elektrik yüklü cisimler	Elektrik yüklü cisimlerin hareket ettirilmesi (elektrik akımları)
Saha göstergeleri
Küçük kağıt parçaları. Elektrikli manşon. Elektrik "sultan"	Metal talaşları. Akımla kapalı devre. Manyetik iğne
Tecrübe Edilmiş Gerçekler
Coulomb'un elektrik yüklü cisimlerin etkileşimi üzerine deneyleri	Ampere'nin iletkenlerin akımla etkileşimi üzerine deneyleri
Grafik özellikleri
Sabit yükler söz konusu olduğunda elektrik alan kuvvet çizgilerinin bir başlangıcı ve bir sonu (potansiyel alan) vardır; görselleştirilebilir (yağdaki kinin kristalleri)	Manyetik alan çizgileri her zaman kapalıdır (girdap alanı); görselleştirilebilir (metal talaşları)
Güç karakteristiği
Elektrik alan kuvveti vektörü E. Boyut: Yön:	Manyetik alan indüksiyon vektörü B. Boyut: . Yön sol el kuralıyla belirlenir
Enerji özellikleri
Sabit yüklerin elektrik alanının (Coulomb kuvveti) yaptığı iş, kapalı bir yörünge etrafında dönerken sıfırdır.	Manyetik alanın yaptığı iş (Lorentz kuvveti) her zaman sıfırdır
Alanın yüklü bir parçacık üzerindeki etkisi
Kuvvet her zaman sıfırdan farklıdır: F = qE	Kuvvet parçacığın hızına bağlıdır: parçacık hareketsizse etki etmez ve ayrıca
Madde ve alan
.

Çözüm

1. Alan kaynaklarını tartışırken konuya olan ilgiyi artırmak için iki doğal taşı karşılaştırmak iyi olur: kehribar ve mıknatıs.

Şaşırtıcı güzelliğe sahip sıcak bir taş olan kehribar, felsefi yapılara olanak sağlayan alışılmadık bir özelliğe sahiptir: çekebilir! Ovalandığında toz parçacıklarını, iplikleri, kağıt parçalarını (papirüs) çeker. Antik çağlarda onlara bu özellik nedeniyle isimler verilmiştir. Yunanlılar buna böyle diyorduelektron – çekici; Romalılar – harpaks – soyguncu ve Persler - kovboy yani saman çekme yeteneğine sahip . Büyülü, şifalı, kozmetik olarak kabul ediliyordu...

Binlerce yıldır bilinen bir başka taş olan mıknatıs da bir o kadar gizemli ve kullanışlı sayılıyordu. Farklı ülkelerde mıknatıs farklı şekilde adlandırıldı, ancak bu isimlerin çoğu şu şekilde çevrildi: sevgi dolu. Kadim insanlar, mıknatıs parçalarının demiri çekme özelliğine şiirsel bir şekilde bu şekilde dikkat çekmişlerdi.

Benim açımdan bu iki özel taş, üzerinde çalışılacak ilk doğal elektrik ve manyetik alan kaynakları olarak değerlendirilebilir.

2. Alan göstergelerini tartışırken, öğrencilerin yardımıyla elektrikli bir ebonit çubuğun bir elektrikli manşonla ve kalıcı bir mıknatısın kapalı döngü taşıma akımıyla etkileşimini eşzamanlı olarak göstermek faydalıdır.

3. Güç hatlarının görselleştirilmesi en iyi şekilde ekran projeksiyonu kullanılarak gösterilir.

4. Dielektriklerin elektretlere ve ferroelektriklere bölünmesi - ek malzeme. Elektretler, harici bir elektrik alanın yokluğunda polarizasyonu uzun süre koruyan ve kendi elektrik alanını oluşturan dielektriklerdir. Bu anlamda elektretler, manyetik alan oluşturan kalıcı mıknatıslara benzer. Ancak bu, sert ferromıknatıslarla olan başka bir benzerliktir!

Ferroelektrikler (belirli bir sıcaklık aralığında) kendiliğinden polarizasyona sahip kristallerdir. Dış alan kuvveti azaldıkça indüklenen polarizasyon kısmen korunur. Ferroelektriklerin sıradan bir dielektrik haline geldiği Curie noktası gibi sınırlayıcı bir sıcaklığın varlığı ile karakterize edilirler. Yine ferromıknatıslarla benzerlikler!

Tablo üzerinde çalışıldıktan sonra keşfedilen benzerlikler ve farklılıklar toplu olarak tartışılır. Benzerlik, dünyanın birleşik bir resminin temelini oluşturur; farklılıklar şu ana kadar maddenin farklı organizasyon düzeyinde, daha doğrusu maddenin organizasyon derecesinde açıklanmıştır. Bir manyetik alanın yalnızca hareketli elektrik yüklerinin yakınında (elektrik yüküne karşıt olarak) algılanması gerçeği, alanı tanımlamak için daha karmaşık yöntemlerin, alanı karakterize etmek için kullanılan daha karmaşık bir matematiksel aygıtın tahmin edilmesini mümkün kılar.

Dmitry Georgievich Evstafiev – kalıtsal fizik öğretmeni (Büyük Vatanseverlik Savaşı'na katılan baba Georgy Sevostyanovich, uzun yıllar Dobrinsky ortaokulunda çalıştı ve öğretmenliği okul müdürünün görevleriyle birleştirdi), 1978'de mezun oldu. Adını Orenburg Devlet Pedagoji Enstitüsü Fizik ve Matematik. V.P. Chkalova, Fizik alanında uzman, 41 yıllık öğretmenlik tecrübesi. 1965'ten beri belediye eğitim kurumu Pritokskaya Ortaokulunda çalışıyor ve birkaç yıldır bu kurumun direktörlüğünü yapıyor. Orenburg Bölge Bölgesi'nden üç kez onur belgesiyle ödüllendirildi. Pedagojik inanç: "Başarılanlarla yetinmeyin!" Mezunlarının çoğu teknik üniversitelerden mezun olmuştur. Eşiyle birlikte beş çocuk büyüttüler, üçü Orenburg bölgesindeki okullarda çalışıyor, ikisi Orenburg Devlet Pedagoji Üniversitesi'nin tarih ve filoloji fakültelerinde okuyor. Son Sergei, 2006 yılında Tüm Rusya “Rusya'nın En İyi Öğretmenleri” yarışmasının galibi, bilgisayar bilimleri öğretmeni, bölgesel merkezde - Novosergievka köyünde çalışıyor. Hobi: arıcılık.

““Elektromanyetik indüksiyon olgusu” fiziği” - Birincil sargıya bir EMF değişkeni bağlanır. Mevcut güç. Dolaşıma ilişkin ifadeler her zaman geçerlidir. İndüklenen akım, manyetik indüksiyon vektörünün akısındaki bir değişiklikten kaynaklanır. Bir birim yükü kapalı bir devre boyunca hareket ettirme işi. Mekanik enerjisi artar. Kendi kendine indüksiyon olgusu Amerikalı bilim adamı J. Henry tarafından keşfedildi.

“Alan indüksiyonu” - Bir birim yükü hareket ettirmek için çalışın. Frenleme eylemi. İletken. Ücretler. Yüksek frekanslı akımlar. Klasik elektrodinamik. Bir ifadenin parçası. İndüksiyon akımları. İletken hareketsizdir. Devre. Akım, tellerin hacmi boyunca neredeyse eşit olarak dağıtılır. Faraday Michael. Manyetik alan. HF'deki iletkenler.

“Elektromanyetik indüksiyon olgusunun incelenmesi” - Oluş mekanizması. Faraday yasası evrenseldir. Alternatif manyetik alan. Elektromanyetik indüksiyon kanunu. Girdap elektrik alanı ile elektrostatik alan arasındaki farklar. Akımlar (Foucault akımları) hacim olarak kapalıdır. Bakır tarağın hareketi. Lorentz kuvveti. Manyetik indüksiyon akısı. DFW. Toki Fuko. Stokes formülü.

“Elektromanyetik indüksiyon” - Sinkwine. Michael Faraday. Fenomen. Video parçası. Okun kuzey ucu. Faraday'ın deneyleri. Görevleri içeren test sayfası. Tarihsel bilgi. Elektromanyetik indüksiyon ve cihaz. Çin bilgeliği. İndüksiyon akımı. Isın. Elektromanyetik indüksiyon olgusu. Nokta. İletken. Tek kutuplu indüksiyon. Manyetik iğne.

“Kendi kendine indüksiyon ve endüktans” - Ölçü birimleri. İndüktans. Bobin endüktansı. Devre boyunca manyetik akı. Manyetik alan enerjisi. EMF oluşumu olgusu. Elektrik mühendisliğinde sonuç. Kendi kendine indüksiyon. Kendi kendine indüksiyon olgusunun tezahürü. Güncel manyetik alan enerjisi. Manyetik akı. Büyüklük. İletken. Kendi kendine indüklenen emk.

“Faraday'ın elektromanyetik indüksiyonu” - Sorular. Mıknatıs hareket süresi. Doğrusal yapı problemlerinin çözümü. Faraday tarafından keşfedilmiştir. Jeneratörün çalışma prensibi. Jeneratörün görünümü. EMR fenomeni. Beden eğitimi dakikası. İndüksiyon akımı. Elektromanyetik indüksiyon olgusu. Deneyim. Bilgiyi sistematize edin.

Toplamda 18 sunum var

Ders 15. Girdap elektrik alanı. Hareketli iletkenlerde EMF indüksiyonu

Amaç: Hareketli iletkenlerde EMF'nin oluşma koşullarını bulmak.

Ders ilerlemesi

I. Organizasyon anı

II. Tekrarlama

Elektromanyetik indüksiyon olgusu nedir?

Elektromanyetik indüksiyon olgusunun varlığı için hangi koşullar gereklidir?

İndüklenen akımın yönü Lenz kuralına göre nasıl belirlenir?

İndüklenen emk'yi belirlemek için hangi formül kullanılır ve bu formüldeki eksi işaretinin fiziksel anlamı nedir?

III. Yeni materyal öğrenme

Bir transformatör alalım. Sargılardan birini AC ağına bağlayarak diğer bobinden akım elde ederiz. Serbest yükler elektrik alanından etkilenir.

Sabit bir iletkendeki elektronlar bir elektrik alanı tarafından yönlendirilir ve elektrik alanı doğrudan alternatif bir manyetik alan tarafından üretilir. Zamanla değişen manyetik alan bir elektrik alanı oluşturur. Alan iletkendeki elektronları hareket ettirir ve böylece kendini ortaya çıkarır. Manyetik alan değiştiğinde ortaya çıkan elektrik alanı, elektrostatik olandan farklı bir yapıya sahiptir. Suçlamalarla ilgisi yoktur, hiçbir yerde başlamaz ve hiçbir yerde bitmez. Kapalı satırları temsil eder. Buna girdap elektrik alanı denir. Ancak sabit bir elektrik alanından farklı olarak girdap alanının kapalı bir yol boyunca yaptığı iş sıfır değildir.

Büyük iletkenlerdeki endüksiyon akımına Foucault akımları denir.

Uygulama: metallerin vakumda eritilmesi.

Zararlı etki: Trafo çekirdeklerinde ve jeneratörlerde gereksiz enerji kaybı.

Bir iletken manyetik alanda hareket ettiğinde EMF

Jumper'ı hareket ettirirkensenLorentz kuvveti elektronlara etki eder ve iş yapar. Elektronlar C'den L'ye hareket eder. Atlama teli emk'nin kaynağıdır, bu nedenle,

Formül, manyetik alanda hareket eden herhangi bir iletkende aşağıdaki durumlarda kullanılır:Vektörler arasında iseα açısı ise aşağıdaki formül kullanılır:

ÇünküO

ED'nin nedeniC- Lorentz kuvveti. E işareti sağ el kuralıyla belirlenebilir.

IV. Öğrenilen materyalin pekiştirilmesi

Hangi alana indüksiyon veya girdap elektrik alanı denir?

Endüktif elektrik alanın kaynağı nedir?

Foucault akımları nelerdir? Kullanımlarına örnekler veriniz. Hangi durumlarda onlarla uğraşmak zorundasınız?

Endüktif elektrik alanın manyetik alanla karşılaştırıldığında hangi ayırt edici özellikleri vardır? Sabit alan mı yoksa elektrostatik alan mı?

V. Dersin özetlenmesi

Ev ödevi

paragraf 12; 13.

Alternatif bir manyetik alan oluşur indüklenen elektrik alanı. Manyetik alan sabitse indüklenen elektrik alan oluşmayacaktır. Buradan, indüklenen elektrik alanı yüklerle ilişkili değildir elektrostatik alan durumunda olduğu gibi; kuvvet çizgileri yüklerle başlamaz veya bitmez, ancak kendi başlarına kapalıdır manyetik alan çizgilerine benzer. Bu şu anlama geliyor indüklenen elektrik alanı manyetik gibi, bir girdaptır.

Alternatif bir manyetik alana sabit bir iletken yerleştirilirse, içinde bir e indüklenir. d.s. Elektronlar, alternatif bir manyetik alan tarafından indüklenen bir elektrik alanı tarafından yönsel bir hareketle sürülür; indüklenmiş bir elektrik akımı meydana gelir. Bu durumda iletken yalnızca indüklenen elektrik alanının bir göstergesidir. Alan, iletkendeki serbest elektronları harekete geçirir ve böylece kendini açığa çıkarır. Artık iletken olmasa bile bir enerji rezervine sahip bu alanın var olduğunu söyleyebiliriz.

Elektromanyetik indüksiyon olgusunun özü, indüklenen akımın ortaya çıkmasında değil, girdap elektrik alanının ortaya çıkmasında yatmaktadır.

Elektrodinamiğin bu temel konumu, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasının bir genellemesi olarak Maxwell tarafından oluşturulmuştur.

Elektrostatik alanın aksine, indüklenen elektrik alanı potansiyel değildir, çünkü bir birim pozitif yükü kapalı bir devre boyunca hareket ettirirken indüklenen elektrik alanında yapılan iş e'ye eşittir. d.s. indüksiyon, sıfır değil.

Girdap elektrik alanı yoğunluk vektörünün yönü, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına ve Lenz kuralına göre belirlenir. Girdap elektriğinin kuvvet çizgilerinin yönü. alan indüksiyon akımının yönü ile çakışmaktadır.

Girdap elektrik alanı bir iletkenin yokluğunda mevcut olduğundan, yüklü parçacıkları ışık hızıyla karşılaştırılabilecek hızlara hızlandırmak için kullanılabilir. Elektron hızlandırıcıların - betatronların - çalışması bu prensibin kullanımına dayanmaktadır.

Endüktif bir elektrik alanı, elektrostatik alanla karşılaştırıldığında tamamen farklı özelliklere sahiptir.

Girdap elektrik alanı ile elektrostatik alan arasındaki fark

1) Elektrik yükleriyle ilişkili değildir;
2) Bu alanın kuvvet çizgileri her zaman kapalıdır;
3) Yükleri kapalı bir yörünge boyunca hareket ettirmek için girdap alanı kuvvetlerinin yaptığı iş sıfır değildir.

elektrostatik alan	indüksiyon elektrik alanı (girdap elektrik alanı)
1. sabit elektrikle yaratılmıştır. masraflar	1. manyetik alandaki değişikliklerden kaynaklanır
2. alan çizgileri açık – potansiyel alan	2. kuvvet çizgileri kapalı – girdap alanı
3. Alanın kaynakları elektriktir. masraflar	3. alan kaynakları belirtilemez
4. Bir test yükünü kapalı bir yol boyunca hareket ettirmek için alan kuvvetleri tarafından yapılan iş = 0.	4. Bir test yükünü kapalı bir yol boyunca hareket ettirmek için alan kuvvetlerinin çalışması = indüklenen emk