D. G. Evstafiev,
Cơ sở giáo dục thành phố Trường trung học Pritokskaya, làng Romanovsky, quận Aleksandrovsky, vùng Orenburg.

So sánh điện trường và từ trường. lớp 11

Kế hoạch bài học lặp lại và khái quát lớp 11

Hướng dẫn . Bài học được thực hiện sau khi học chủ đề “Từ trường”. Phương pháp kỹ thuật chính là nêu đặc điểm chung và đặc điểm của điện trường, từ trường và điền vào bảng. Giả định tư duy biện chứng đã phát triển đầy đủ, nếu không sẽ cần phải đưa ra những lạc đề có tính chất triết học. So sánh điện trường và từ trường giúp học sinh rút ra kết luận về mối quan hệ của chúng, làm cơ sở cho chủ đề tiếp theo - “Cảm ứng điện từ”.

Vật lý và triết học coi vật chất là nền tảng của vạn vật, tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau. Nó có thể được tập trung trong một khu vực không gian hạn chế (được bản địa hóa), nhưng ngược lại, nó có thể được định vị. Trạng thái đầu tiên có thể được liên kết với khái niệm chất, thứ hai – khái niệm cánh đồng. Cùng với những đặc điểm thể chất cụ thể, những tình trạng này cũng có những đặc điểm chung. Ví dụ, có năng lượng của một đơn vị thể tích vật chất và có năng lượng của một đơn vị thể tích trường. Tính chất của vật chất là vô tận, quá trình nhận thức là vô tận. Vì vậy, mọi khái niệm vật lý đều phải được xem xét trong quá trình phát triển. Ví dụ, vật lý hiện đại, không giống như vật lý cổ điển, không vạch ra một ranh giới chặt chẽ giữa trường và vật chất. Trong vật lý hiện đại, trường và vật chất cùng biến đổi: vật chất biến thành trường và trường biến thành vật chất. Nhưng chúng ta đừng vượt quá chính mình mà hãy nhớ lại việc phân loại các dạng vật chất. Chúng ta hãy nhìn vào sơ đồ trên bảng.

Hãy thử sử dụng sơ đồ để sáng tác một câu chuyện ngắn về các dạng tồn tại của vật chất. ( Sau khi học sinh trả lời, giáo viên nhắc nhở Hậu quả của điều này là sự giống nhau về đặc điểm của lực hấp dẫn điện trường và điện trường đã được tiết lộ lenhưng ở các bài học trước về chủ đề “Điện trường” .) Kết luận tự nó gợi lên: nếu có sự giống nhau giữa trường hấp dẫn và điện trường thì phải có sự giống nhau giữa điện trường và từ trường. Hãy hãy so sánh các thuộc tính và đặc điểm của các trường dưới dạng bảng tương tự như bảng chúng ta đã làm với so sánh trường hấp dẫn và điện trường.

điện trường	Một từ trường
Nguồn hiện trường
Vật nhiễm điện	Vật mang điện chuyển động (dòng điện)
Chỉ báo hiện trường
Những mảnh giấy nhỏ. Tay áo điện. "vua" điện	Mạt kim loại. Mạch kín có dòng điện. Kim từ
Sự thật kinh nghiệm
Thí nghiệm của Coulomb về sự tương tác của các vật tích điện	Thí nghiệm của Ampe về tương tác của dây dẫn với dòng điện
Đặc điểm đồ họa
Các đường cường độ điện trường trong trường hợp điện tích đứng yên có điểm bắt đầu và điểm kết thúc (trường thế năng); có thể được hình dung (tinh thể quinine trong dầu)	Các đường sức từ luôn đóng (trường xoáy); có thể được hình dung (mũi kim loại)
Đặc tính nguồn
Vectơ cường độ điện trường E. Kích cỡ: Phương hướng:	Vectơ cảm ứng từ trường B. Kích cỡ: . Hướng được xác định theo quy tắc bàn tay trái
Đặc tính năng lượng
Công do điện trường của các điện tích đứng yên (lực Coulomb) thực hiện bằng 0 khi chuyển động quanh một quỹ đạo kín	Công do từ trường thực hiện (lực Lorentz) luôn bằng không
Tác dụng của trường lên hạt mang điện
Lực luôn khác 0: F = qE	Lực phụ thuộc vào tốc độ của hạt: nó không tác dụng nếu hạt đứng yên và cả nếu
Vật chất và trường
.

Phần kết luận

1. Khi thảo luận về nguồn trường, nên so sánh hai loại đá tự nhiên để tăng sự hứng thú với chủ đề: hổ phách và nam châm.

Hổ phách - một loại đá ấm áp có vẻ đẹp đáng kinh ngạc - có một đặc tính khác thường có lợi cho các công trình triết học: nó có thể thu hút! Bị cọ xát sẽ hút các hạt bụi, sợi chỉ, mảnh giấy (giấy cói). Chính vì tài sản này mà họ đã được đặt tên từ thời cổ đại. Đó là cách mà người Hy Lạp gọi nóđiện tử – hấp dẫn; người La Mã – đàn hạc – tên cướp, và người Ba Tư - cao bồi, I E. có khả năng thu hút trấu . Nó được coi là phép thuật, dược liệu, mỹ phẩm...

Một loại đá khác được biết đến từ hàng ngàn năm nay, một viên nam châm, được coi là bí ẩn và hữu ích. Ở các quốc gia khác nhau, nam châm được gọi khác nhau, nhưng hầu hết các tên này đều được dịch là thương. Đây là cách người xưa ghi nhận một cách đầy chất thơ về đặc tính hút sắt của các miếng nam châm.

Theo quan điểm của tôi, hai viên đá đặc biệt này có thể coi là nguồn điện trường và từ trường tự nhiên đầu tiên được nghiên cứu.

2. Khi thảo luận về các chỉ số trường, sẽ rất hữu ích khi đồng thời chứng minh với sự giúp đỡ của học sinh sự tương tác của một thanh ebonite nhiễm điện với một ống bọc điện và một nam châm vĩnh cửu có dòng điện vòng kín mang theo.

3. Hình dung đường dây điện được thể hiện tốt nhất bằng cách sử dụng trình chiếu màn hình.

4. Phân chia chất điện môi thành điện cực và sắt điện - vật liệu bổ sung. Điện cực là chất điện môi duy trì sự phân cực trong thời gian dài khi không có điện trường bên ngoài và tạo ra điện trường riêng. Theo nghĩa này, các thiết bị điện tương tự như nam châm vĩnh cửu tạo ra từ trường. Nhưng đây lại là một điểm tương đồng khác với nam châm sắt cứng!

Sắt điện là những tinh thể có sự phân cực tự phát (trong một phạm vi nhiệt độ nhất định). Khi cường độ trường bên ngoài giảm, phân cực cảm ứng được giữ lại một phần. Chúng được đặc trưng bởi sự hiện diện của nhiệt độ giới hạn - điểm Curie, tại đó chất sắt điện trở thành chất điện môi thông thường. Một lần nữa điểm tương đồng với nam châm sắt!

Sau khi làm việc với bảng, những điểm tương đồng và khác biệt được phát hiện sẽ được thảo luận chung. Sự tương đồng làm nền tảng cho một bức tranh thống nhất về thế giới; sự khác biệt cho đến nay được giải thích ở cấp độ tổ chức khác nhau của vật chất, hay nói đúng hơn là cấp độ tổ chức của vật chất. Thực tế là từ trường chỉ được phát hiện gần các điện tích chuyển động (ngược lại với điện tích) khiến người ta có thể dự đoán các phương pháp phức tạp hơn để mô tả trường, một công cụ toán học phức tạp hơn được sử dụng để mô tả đặc điểm của trường.

Dmitry Georgievich Evstafiev – giáo viên vật lý di truyền (cha, Georgy Sevostyanovich, người tham gia Chiến tranh Vệ quốc vĩ đại, làm việc nhiều năm tại trường trung học Dobrinsky, kết hợp giảng dạy với nhiệm vụ hiệu trưởng), tốt nghiệp năm 1978 Vật lý và Toán học của Viện Sư phạm bang Orenburg được đặt theo tên. V.P. Chkalova, chuyên ngành Vật lý, kinh nghiệm giảng dạy 41 năm. Từ năm 1965, ông làm việc tại trường trung học Pritokskaya của cơ sở giáo dục thành phố và giữ chức giám đốc trường này trong vài năm. Ông đã ba lần được trao giấy chứng nhận danh dự của Quận khu vực Orenburg. Tôn chỉ sư phạm: “Đừng hài lòng với những gì đã đạt được!” Nhiều sinh viên tốt nghiệp của nó đã tốt nghiệp từ các trường đại học kỹ thuật. Cùng với vợ, họ nuôi 5 người con, 3 người làm việc tại các trường học ở vùng Orenburg, 2 người theo học tại khoa lịch sử và ngữ văn của Đại học Sư phạm Bang Orenburg. Son Sergei là người chiến thắng trong cuộc thi toàn Nga “Những giáo viên giỏi nhất nước Nga” năm 2006, một giáo viên khoa học máy tính, làm việc tại trung tâm khu vực - làng Novosergievka. Sở thích: nuôi ong.

“Hiện tượng cảm ứng điện từ” vật lý” - Một biến EMF được nối với cuộn sơ cấp. Sức mạnh hiện tại. Các biểu thức tuần hoàn luôn có giá trị. Dòng điện cảm ứng được sinh ra do sự thay đổi dòng của vectơ cảm ứng từ. Công việc di chuyển một đơn vị điện tích dọc theo một mạch kín. Cơ năng của nó tăng lên. Hiện tượng tự cảm ứng được phát hiện bởi nhà khoa học người Mỹ J. Henry.

“Cảm ứng trường” - Làm việc để di chuyển một đơn vị điện tích. Hành động phanh. Nhạc trưởng. Phí. Dòng điện tần số cao. Điện động lực học cổ điển. Một phần của một biểu thức. Dòng điện cảm ứng. Người dẫn đường bất động. Mạch. Dòng điện gần như được phân bố đều trong toàn bộ dây dẫn. Faraday Michael. Một từ trường. Dây dẫn ở HF.

“Nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ” - Cơ chế xảy ra. Định luật Faraday có tính phổ quát. Từ trường xoay chiều. Định luật cảm ứng điện từ. Sự khác nhau giữa điện trường xoáy và điện trường tĩnh điện. Dòng điện (dòng Foucault) được đóng về khối lượng. Chuyển động của chiếc lược đồng. Lực Lorentz. Thông lượng cảm ứng từ. DFW. Toki Fuko. Công thức Stokes.

“Cảm ứng điện từ” - Sinkwine. Michael Faraday. Hiện tượng. Đoạn video. Mũi tên phía bắc. Các thí nghiệm của Faraday. Bảng kiểm tra với các nhiệm vụ. Tài liệu tham khảo lịch sử. Cảm ứng điện từ và thiết bị. trí tuệ của người Trung Quốc. Dòng điện cảm ứng. Ấm lên. Hiện tượng cảm ứng điện từ. Điểm. Nhạc trưởng. Cảm ứng đơn cực. Kim từ.

“Tự cảm và tự cảm” - Đơn vị đo. Điện cảm. Độ tự cảm của cuộn dây. Từ thông qua mạch. Năng lượng từ trường. Hiện tượng xuất hiện EMF. Kết luận về kỹ thuật điện. Tự cảm ứng. Biểu hiện của hiện tượng tự cảm ứng. Năng lượng từ trường hiện tại. Từ thông. Kích cỡ. Nhạc trưởng. Emf tự gây ra.

“Cảm ứng điện từ của Faraday” - Câu hỏi. Thời gian chuyển động của nam châm. giải các bài toán về cấu trúc tuyến tính. Faraday đã phát hiện ra. Nguyên lý hoạt động của máy phát điện. Sự xuất hiện của máy phát điện. Hiện tượng EMR. Phút giáo dục thể chất. Dòng điện cảm ứng. Hiện tượng cảm ứng điện từ. Kinh nghiệm. Hệ thống hóa kiến ​​thức.

Tổng cộng có 18 bài thuyết trình

Bài 15. Điện trường xoáy. Cảm ứng EMF trong dây dẫn chuyển động

Mục đích: tìm ra các điều kiện xuất hiện EMF trong dây dẫn chuyển động.

Trong các lớp học

I. Thời điểm tổ chức

II. Sự lặp lại

Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

Để tồn tại hiện tượng cảm ứng điện từ cần những điều kiện gì?

Chiều của dòng điện cảm ứng được xác định theo quy tắc Lenz như thế nào?

Công thức nào được sử dụng để xác định suất điện động cảm ứng và ý nghĩa vật lý của dấu trừ trong công thức này là gì?

III. Học tài liệu mới

Hãy lấy một máy biến áp. Bằng cách kết nối một trong các cuộn dây với mạng AC, chúng ta thu được dòng điện trong cuộn dây còn lại. Điện tích tự do bị ảnh hưởng bởi điện trường.

Các electron trong dây dẫn đứng yên được điều khiển bởi điện trường và điện trường được tạo ra trực tiếp bởi từ trường xoay chiều. Thay đổi theo thời gian, từ trường tạo ra điện trường. Trường làm di chuyển các electron trong dây dẫn và do đó bộc lộ chính nó. Điện trường sinh ra khi từ trường thay đổi có cấu trúc khác với điện trường tĩnh điện. Nó không liên quan đến các khoản phí, nó không bắt đầu ở đâu và không kết thúc ở đâu cả. Đại diện cho các đường khép kín. Nó được gọi là điện trường xoáy. Nhưng không giống như điện trường đứng yên, công của trường xoáy dọc theo một đường kín không bằng không.

Dòng điện cảm ứng trong vật dẫn lớn được gọi là dòng điện Foucault.

Ứng dụng: nấu chảy kim loại trong chân không.

Tác hại: tổn thất năng lượng không đáng có trong lõi máy biến áp và máy phát điện.

EMF khi dây dẫn chuyển động trong từ trường

Khi di chuyển jumperbạnLực Lorentz tác dụng lên các electron và thực hiện công. Các electron di chuyển từ C đến L. Jumper là nguồn của emf, do đó,

Công thức được sử dụng cho bất kỳ dây dẫn nào chuyển động trong từ trường nếuNếu giữa các vectơlà góc α thì áp dụng công thức:

Bởi vìCái đó

Nguyên nhân của EDC- Lực Lorentz. Dấu e có thể được xác định bằng quy tắc bàn tay phải.

IV. Củng cố kiến ​​thức đã học

Trường nào gọi là điện trường cảm ứng hay điện trường xoáy?

Nguồn của điện trường cảm ứng là gì?

Dòng điện Foucault là gì? Cho ví dụ về việc sử dụng chúng. Bạn phải giải quyết chúng trong trường hợp nào?

Điện trường cảm ứng có đặc tính gì khác so với từ trường? Trường tĩnh hay trường tĩnh điện?

V. Tóm tắt bài học

Bài tập về nhà

đoạn 12; 13.

Từ trường xoay chiều tạo ra điện trường cảm ứng. Nếu từ trường không đổi thì sẽ không có điện trường cảm ứng. Kể từ đây, điện trường cảm ứng không liên quan đến điện tích, như trường hợp của trường tĩnh điện; Các đường sức của nó không bắt đầu hoặc kết thúc trên các điện tích mà tự đóng lại, tương tự như các đường sức từ. Nó có nghĩa là điện trường cảm ứng, giống như từ tính, là một cơn lốc.

Nếu một dây dẫn đứng yên được đặt trong một từ trường xoay chiều thì xuất hiện một điện tử e trong đó. d.s. Các electron được điều khiển chuyển động có hướng bởi một điện trường gây ra bởi một từ trường xen kẽ; xuất hiện dòng điện cảm ứng. Trong trường hợp này, dây dẫn chỉ là vật biểu thị của điện trường cảm ứng. Trường làm các electron tự do chuyển động trong dây dẫn và do đó bộc lộ chính nó. Bây giờ chúng ta có thể nói rằng ngay cả khi không có dây dẫn, trường này vẫn tồn tại và có nguồn năng lượng dự trữ.

Bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ không nằm ở sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng mà ở sự xuất hiện của điện trường xoáy.

Vị trí cơ bản này của điện động lực học được Maxwell thiết lập như một sự tổng quát hóa của định luật cảm ứng điện từ Faraday.

Không giống như điện trường tĩnh điện, điện trường cảm ứng là không có điện thế, vì công thực hiện trong điện trường cảm ứng khi di chuyển một đơn vị điện tích dương dọc theo một mạch kín bằng e. d.s. cảm ứng, không phải bằng không.

Hướng của vectơ cường độ điện trường xoáy được xác lập theo định luật cảm ứng điện từ Faraday và định luật Lenz. Hướng đường sức của dòng điện xoáy. trường trùng với chiều của dòng điện cảm ứng.

Vì điện trường xoáy tồn tại khi không có dây dẫn nên nó có thể được sử dụng để tăng tốc các hạt tích điện tới tốc độ tương đương với tốc độ ánh sáng. Hoạt động của máy gia tốc điện tử - betatron - dựa trên việc sử dụng nguyên tắc này.

Điện trường cảm ứng có những tính chất hoàn toàn khác so với điện trường tĩnh điện.

Sự khác biệt giữa điện trường xoáy và điện trường tĩnh điện

1) Nó không liên quan đến điện tích;
2) Các đường sức của trường này luôn đóng;
3) Công do trường xoáy thực hiện để di chuyển các điện tích dọc theo một quỹ đạo kín không bằng không.

trường tĩnh điện	điện trường cảm ứng (điện trường xoáy)
1. được tạo ra bởi điện cố định. phí	1. gây ra bởi sự thay đổi của từ trường
2. Đường trường mở - trường thế	2. Các đường sức đóng - trường xoáy
3. Nguồn điện trường là nguồn điện. phí	3. nguồn trường không thể được chỉ định
4. công do lực trường thực hiện để di chuyển một điện tích thử dọc theo một đường kín = 0.	4. công của lực trường làm di chuyển một điện tích thử dọc theo một đường kín = lực điện động cảm ứng