Электромагнитик индукция күренеше. Ленц кагыйдәсе

Рәмлә НУРИЕВА,

Арча районы
Шушмабаш урта мәктәбенең

югары квалификация категорияле
физика укытучысы

Дәрес тибы: яңа белемнәрне өйрәнү һәм беренчел ныгыту.

Дәрес формасы: иҗади эзләнү элементлары белән яңа күренеш һәм төшенчәләр өйрәнү дәресе.

Максат: электромагнитик индукция күренешенең физик үзенчәлекләрен өйрәнү, электромагнитик индукция, индукцион ток төшенчәләрен формалаштыру.

Көтелгән нәтиҗәләр

Шәхси:

– күзәтүләрне бәяли, мәгънәсен аңлата белү;

– уку эшчәнлеген мотивацияләү, яңа белем алуга теләк булдыру.

Танып белү:

– анализлау, чагыштыру, гипотеза әйтү;

– уку максатын мөстәкыйль рәвештә билгели белү.

Регулятив:

– алдан фаразлау һәм эшләү алгоритмын төзи белү;

– үз эшчәнлегеңне бәяләү, үз хатаңны тану һәм төзәтү;

– хаталарның сәбәбен ачык-
лау.

Коммуникатив:

– үзара килешеп эшләү;

– укуда, мәгълүмат эзләүдә һәм җыюда хезмәттәшлек итү;

– үз фикереңне ачык һәм дөрес итеп әйтеп бирү, сөйләм телен үстерү.

Җиһазлар: мозаика (төркемнәргә бүленү өчен), бирем карточкалары, гальванометр (миллиамперметр), тоташтыру үткәргечләре, ток чыганагы, кәтүк, магнитлар, Ленц кагыйдәсен күрсәтү приборы, Интернет челтәренә ялганган компьютерлар, дүрт төрле тәҗрибә өчен комплект.

Дәрес барышы

I. Яңа белем алуга мотивация

Укытучы. Укучылар! Без магнит күренешләрен өйрәнүне дәвам иттерәбез. Бүген магнит кыры белән бәйле бик кызыклы һәм әһәмиятле күренеш белән танышырбыз. Дәресебезне тарихи вакыйга белән башлап җибәрәм. 1820 елда Ханс Кристиан Эрстед токлы үткәргечнең магнит угына тәэсир итүен тәҗрибәдә күзәтә. Бу күренеш токлы үткәргеч тирәсендә магнит кыры булуын күрсәтә. (2 нче слайд)

Ачыш кешелек тормышына үзгәрешләр алып килә. 1825 елда инглиз инженеры Уильям Стёрджен беренче электромагнит төзи. Электромагнитлар техникада киң кулланылыш таба. Хәтта медицина өлкәсендә дә! Мәсәлән, XIX гасыр ахырында электромагнит ярдәмендә күздән чүп алуның иң яхшы ысулларының берсе булып саналуы билгеле.

Кыскасы, Эрстед ачышы электр тогының магнит кырын барлыкка китерергә сәләтле булуын аңлатып бирә. 

Бу хәл Майкл Фарадейны яңа ачышларга этәрә. Ул электр һәм магнит күренешләренең тыгыз бәйләнешенә игътибар итә һәм үз дәфтәренә: «Магнетизмны электр тогына әверелдерергә!» – дип язып куя. (3 нче слайд)

Бүген без дә үз алдыбызга шундый максат куябыз һәм электромагнитик индукция күренешен өйрәнербез.

II. Яңа белемнәр үзләштерү (төркемнәрдә эш) (4 нче слайд)

Укучыларга мозаика өлешләре өләшенелә. Мозаиканы җыю барышында тарихчылар, теоретиклар, техниклар, экспериментаторлар төркемнәре барлыкка килә. Һәр төркемгә бирем язылган конверт тапшырыла.

Бирем ике өлештән тора:
1) теоретик; 2) эксперименталь. Биремне үтәр өчен, укучылар, дәреслектән, Интернет челтәреннән мәгълүмат табып, кирәкле материалны туп-
лыйлар. Биремнең икенче өлешен үтәү өчен, приборлардан файдаланып, җайланма җыярга, күренешне күзәтергә һәм аңлатырга тиеш булалар.

Тарихчылар төркеменә бирем

1. Электромагнитик индукция күренешенең асылы нидә, аны кем һәм кайчан ачкан?

2. Тәҗрибәләр өчен әзерләнгән комплектлар арасыннан үзегезгә кирәклесен сайлап алыгыз, электромагнитик индукция күренешен күзәтегез һәм аңлатып бирегез.

Экспериментаторлар төркеменә бирем

1. Йомык контурда электр тогы барлыкка килү шартларын әйтеп бирегез.

2. Тәҗрибәләр өчен әзерләнгән комплектлар арасыннан үзегезгә кирәклесен сайлап алыгыз һәм токлы кәтүкнең магнит кырыннан файдаланып та, индукцион ток барлыкка китереп булуын тәҗрибәдә күрсәтегез.

Теоретиклар төркеменә бирем

1. Индукцион ток ничек барлыкка килә, ул юнәлешен үзгәртә аламы?

2.  Тәҗрибәләр өчен әзерләнгән комплектлар арасыннан үзегезгә кирәклесен сайлап алыгыз, Ленц кагыйдәсен кулланып, индукцион ток юнәлешен аңлатыгыз.

Техниклар төркеменә бирем

1. Интернет чыганакларыннан индукцион ток табу җайланмаларын карагыз, аларның нинди өлешләрдән торуын ачыклагыз. Электромагнитик индукция күренешен күзәтү буенча Фарадей тәҗрибәсе җайланмасының төзелешен, ничек эшләвен өйрәнегез.

2. Тәҗрибәләр өчен әзерләнгән комплектлар арасыннан үзегезгә кирәклесен сайлап алыгыз, электр генераторын лампочкага ялгагыз, лампочка януына ирешегез, күзәтүләрегезне аңлатып бирегез.

Төркемнәрнең отчёты түбәндәгечә:

1 нче бирем буенча теоретик нигезләү

Тарихчылар. Пространствода алмаш магнит кырының алмаш электр кыры барлыкка китерүе электромагнитик индукция күренеше дип атала. Күренешне 1831 елда инглиз галиме Майкл Фарадей ача. (5 нче слайд)

Экспериментаторлар. Йомык контурны кисеп узучы магнит агышының һәрбер үзгәреше вакытында бу үткәргечтә электр тогы барлыкка килә, һәм ул магнит агышының үзгәрүе барышында булып тора. (6 нчы слайд)

Теоретиклар. Кәтүктә яки йомык контурда индукцион ток контурны кисеп үтүче магнит индукциясе сызыкларының саны үзгәргәндә барлыкка килә. Магнит агышы арту яки кимүгә, полюсларны үзгәртүгә карап, ток юнәлеше капма-каршыга үзгәрә. (7 нче слайд)

Техниклар. Электромагнитик индукция күренешен тәҗрибәдә күрсәтү өчен, түбәндәге приборлар кирәк булачак: миллиамперметр, магнит, кәтүк, тоташтыру өчен үткәргечләр. Индукцион ток барлыкка килүен күрү өчен, кәтүкне миллиамперметрга ялгыйбыз. Магнит кәтүк эчендә хәрәкәтләнгәндә, ток барлыкка килә.
(8 нче слайд)

Укучылар биремнең икенче өлеше буенча тәҗрибәләр ясап күрсәтәләр, укытучы ярдәме белән күзәтүләргә аңлатма бирелә, төзәтмәләр кертелә.

Тарихчылар төркеме. Электромагнитик индукция күренешен күзәтү.

Кәтүк эченә магнитны керткәндә, гальванометрның (миллиамперметрның) угы авыша, бу – кәтүктә ток барлыкка килүен күрсәтә. Магнитның кәтүккә карата хәрәкәте тукталгач, ток бетә.

– Ток кайчан барлыкка килә? (Магнит хәрәкәтләнгәндә.)

– Магнит полюсларын алыштыру нинди үзгәреш барлыкка китерә? (Миллиамперметр угы капма-каршы якка тайпыла.)

– Тагын нинди ысул белән шундый ук үзгәреш китереп чыгарырга мөмкин? (Магнитны якынайту һәм ерагайту белән.)

– Магнитны хәрәкәтсез тотып, кәтүкнең үзен хәрәкәтләндергәндә дә шул ук күренеш күзәтеләме? (Әйе.)

– Дугасыман магнит эчендә контурның үзен борганда, ток барлыкка килерме? (Әйе.)

Укытучы. Укучылар, магнит кырының нинди җисемнәр тирәсендә булуын искә төшерик әле. (Даими магнитлар,
токлы үткәргеч.)

– Токлы кәтүк тирәсендәге магнит кырын кулланып, тәҗрибә күрсәтү өчен сүзне экспериментаторларга бирик.

Экспериментаторлар төркеме. Токлы кәтүкнең магнит кырыннан файдаланып, индукцион ток барлыкка китерү.

Миллиамперметрга ялганган кәтүккә ток чыганагына ялганган икенче кәтүкне якынайт-
канда һәм ерагайтканда, индукцион ток барлыкка килә. Әгәр токлы кәтүк тик торса, икенче кәтүктә ток барлыкка килми.

– Магнит белән эшләгән беренче тәҗрибәдәге кебек токның юнәлешен үзгәртергә мөмкинме?

– Индукцион токны көчәйтү өчен нишләргә кирәк? (Тизлекне арттырырга.)

– Токка ялганган кәтүкне токтан өзгән һәм ялгаган моментны күзәтегез. (Гальванометр угы тайпыла, ток барлык-
ка килә.)

Укытучы. Тагын бер чишелмәгән мәсьәлә килеп чыга: барлыкка килгән индукцион токның юнәлеше нинди? Бу сорауга җавапны табарга безгә теоретиклар ярдәм итәр.

Теоретиклар төркеме. Ленц кагыйдәсен кулланып, индукцион ток юнәлешен аңлату.

Көянтә очларына беркетелгән алюминий боҗраларның берсе – тоташ, икенчесе – өзек. Пластинка терәккә куелган һәм ирекле әйләнә ала. Туры магнитны тоташ боҗрага якынайтканда, ул аннан этелеп китә, ерагайтканда, киресенчә, аңа тартыла.

– Алюминий гадәти шартларда магнитка тартылмый, ни өчен бу очракта тартылу күзәтелә? (Индукцион ток барлыкка килә, токлы үткәргеч тирәсендә магнит кыры була.)

– Боҗра төньяк N полюсыннан этелә икән, димәк, андагы токның да магнит кыры полюсы төньяк N була. Уң кул кагыйдәсе ярдәмендә боҗрадагы токның юнәлешен билгеләгез.

– Магнит полюсларын үзгәрткәндә, боҗрадагы ток юнәлешен ачыклыйк.

– Ни өчен өзек боҗрада тартылу яки этелү күзәтелми? (Өзек боҗрада ток барлыкка килә алмый.)

Укытучы. Электромагнитик индукция күренеше электротехника, радиотехника фәннәренең барлыкка килүенә, үсешенә этәргеч бирә. Бу күренешкә нигезләнеп, куәтле электр энергиясе генераторлары төзелә. Аларны уйлап табуда һәм төзүдә төрле илләрнең галимнәре һәм техниклары катнаша. Безнең ватандаш галимнәребез – Эмилий Ленц, Борис Якоби, Михаил Доливо-Добровольский һ.б. да электротехника үсешенә лаеклы өлешләрен керткән. Күренешне куллануның бер мисалын безгә техникларыбыз күрсәтер һәм аңлатып бирер.

Техниклар төркеме. Электр генераторы моделе ярдәмендә лампочка кабынуын күзәтү.

Генератор моделендә магнит кырында контур әйләнә. Бу вакытта контурны кисеп үтүче магнит сызыклары саны үзгәреп тора, нәтиҗәдә индукцион ток барлыкка килә һәм лампочка кабына.

Укытучы. Укучылар, төркемнәр күрсәткән тәҗрибәләрдә нинди уртаклык күрдегез? (Электромагнитик индукция күренеше.)

– Димәк, электр тогы кайчан барлыкка килә?

Көтелгән җаваплар.

– Бары тик контур мәйданын кисеп үтүче магнит агышы үзгәргәндә генә (магнит һәм кәтүк бер-берсенә карата хәрәкәтләнгәндә).

– Чылбырдагы ток көчен үзгәрткәндә (чылбырны өзгәндә, ялгаганда).

– Контурның торышын үзгәртү юлы белән магнит агышын арттырганда яки киметкәндә.

III. Яңа белемнәрне ныгыту һәм ситуациягә карап куллану

Тест

1. Магнит кыры ярдәмендә электр тогын иң беренче булып кем тапкан?

а) Ш.Кулон; ә) А.Ампер;
б) М.Фарадей; в) Н.Тесла.

2. Ике бертөрле кәтүкнең һәркайсы гальванометрга ялганган.
    А кәтүгенә туры магнит кертәләр, ә Б кәтүгеннән шундый ук магнит тартып алалар. Кайсы кәтүктә гальванометр индукцион ток булуын күрсәтер?

а) бары тик А кәтүгендә;
ә) бары тик Б кәтүгендә; б) икесендә дә булыр; в) берсендә дә булмас.

3. Кәтүккә беренче 2 секундта магнит кертелә, аннан соңгы 2 секундта магнит хәрәкәтсез тора, соңгы 2 секундта магнитны тартып алалар. Кайсы вакыт аралыкларында кәтүктә ток булыр?

а) 0 – 6 с; ә) 0 – 2 с һәм 4 –
6 с;  б) 2 – 4 с; в) бары тик
 0 – 2 с.

4. Беренче очракта туры магнит хәрәкәтсез металл боҗра эченнән – көньяк полюсы белән, икенче тапкырында төньяк полюсы белән аска таба төшә. Боҗрада ток...

а) ике очракта да барлыкка килә; ә) ике очракта да барлыкка килми; б) беренче очракта гына барлыкка килә; в) икенче очракта гына барлыкка килә.

5. Беренче очракта металл боҗра вертикаль туры магнитка кидерелә, икенче очракта яныннан төшеп китә. Ике очракта да боҗра горизонталь хәлдә төшә. Боҗрада ток ... барлыкка килә.

а) ике очракта да; ә) берсендә дә барлыкка килми; б) беренче очракта гына; в) икенче очракта гына.

6. Кайсы очрак электромагнитик индукция күренеше белән аңлатыла?

а) магнит угының токлы үткәргеч тирәсендә тайпылуы;
ә) ике токлы үткәргечнең үзара тартылуы; б) йомык контур эченә даими магнит төшергәндә ток барлыкка килү; в) магнит кырында токлы үткәргечкә тәэсир итүче көч барлыкка килү.

7. Гальванометрга ялганган кәтүктә барлыкка килгән ток кайчан зуррак булыр?

а) магнитны кертү тизлеген арттырганда; ә) магнит агышы үзгәреше тизрәк барганда;
б) төньяк полюс кергәндә;
 в) көньяк полюс кергәндә.

8. Индукцион ток юнәлешен ... билгели.

а) сул кул кагыйдәсе; ә) электромагнитик индукция законы; б) борау кагыйдәсе; в) Ленц кагыйдәсе.

9. Даими магнитны өзек алюминий боҗрага төньяк полюсы белән якынлаштырганда боҗрадагы индукцион ток…

а) сәгать теле уңаена юнәлә;
ә) сәгать теленә каршы юнәлә;
б) барлыкка килми; в) юнәлешен билгеләп булмый.

Җавап: 1-б; 2-б; 3-ә; 4-а; 5-а; 6-б; 7-а, ә; 8-в; 9-б. (9 нчы слайд)

IV. Мәсьәләләр чишү
 (10 – 13 нче слайдлар)

1. Магнит кырында амперметрга ялганган кәтүк тора. Магнит индукциясенең вакыт үтү белән үзгәреше рәсемдә сурәтләнгән. Кайсы вакыт аралыгында амперметр ток булуын күрсәтер?

а) 0 с тан 1 с ка кадәр; ә) 1 с тан 3 с ка кадәр; б) 3 с тан 4 с ка кадәр; в) 0 с тан 4 с ка кадәр.

2. Йомык контурны кисеп үтүче магнит агышы графикта күрсәтелгәнчә үзгәрә. Графикның кайсы бүлемтекләре контурда ток булмаган вакытка туры килә?

а) 1 һәм 5; ә) 3; б) 1, 3 һәм 5;
в) контурда ток һәр очракта да бар.

V. Рефлексия. Укучылар чыгышына нәтиҗә ясау 

Укытучы. Дәрес башында талантлы галим, экспериментатор, физиканың фундаменталь законнарын ачуда зур өлеш керткән шәхес М.Фарадей турында сөйләшкән идек. Ул, магнит күренешләренең электр күренешләре белән тыгыз бәйләнешен күреп: «Магнетизмны электр тогына әверелдерергә!» дигән үз гипотезасын әйткән. Максатын тормышка ашыру өчен аңа 11 ел вакыт кирәк була. Ул 1821 елда токлы үткәргечнең магнит тирәсендә әйләнүен күрүгә ирешә, ә 1831 елда электромагнитик индукция күренешен ача. Бу күренешнең төп закончалыкларын, тирәлекнең магнитик үзлекләренә бәйлелеген аңлатып бирә.

Бүгенге дәрестә, укучылар, сез дә үзегез өчен ачыш ясадыгыз. Электромагнитик индукция күренешен, аның барлыкка килү шартларын өйрәндегез, электр тогы табуга ирештегез, аның табигатен аңлатып бирә алдыгыз, хәтта аны кулланып, лампочка да кабыздыгыз. Хәзер инде без электр тогының магнит кырын барлыкка китерүен, ә үзгәреп торучы магнит кырының электр тогын барлыкка китерүен беләбез. Уңышларыгыз өчен мин бик шат.

VI. Өй эше

1. Дәреслектәге § 48 ны укырга, 38 нче күнегүне эшләргә. (14 нче слайд)

2. Дәфтәрләрдә электромагнитик индукция күренеше турында конспект язарга.