Презентация "Правило Ленца. Явление самоиндукции. Энергия магнитного поля" 11 класс


Подписи к слайдам:
Проводники в электростатическом поле

Правило Ленца. Явление самоиндукции. Энергия магнитного поля. Автор: Морозова Марина Валентиновна, учитель МОУ СОШ № 27 с УИОП г. Воронежа Предмет: физика Класс: 11 Учебник: Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И.

Правило Ленца. Явление самоиндукции. Энергия магнитного поля.

Цель: научиться определять направление индукционного тока; на примере правила Ленца сформулировать представление о фундаментальности ЗСЭ; разъяснить сущность явления самоиндукции; вывести формулу для расчета энергии магнитного поля, выяснить физический смысл этой формулы.

1. Направление индукционного тока. 2. Правило Ленца и ЗСЭ. 3. Явление самоиндукции. 4. ЭДС самоиндукции. 5. Индуктивность. 6. Применение и учет самоиндукции в технике. 7. Энергия магнитного поля тока.

Направление индукционного тока

  • Вспомним опыт Фарадея: направление отклонения стрелки амперметра (а значит, и направление тока) может быть различным.

Объяснение опыта Ленца

  • Если приблизить магнит к проводящему кольцу, то оно начнет отталкиваться от магнита. Это отталкивание можно объяснить только тем, что в кольце возникает индукционный ток, обусловленный возрастанием магнитного потока через кольцо, а кольцо с током взаимодействует с магнитом.

Правило Ленца и ЗСЭ

  • Если магнитный поток через контур возрастает, то направление индукционного тока в контуре таково, что вектор магнитной индукции созданного этим током поля направлен противоположно вектору магнитной индукции внешнего магнитного поля.
  • Если магнитный поток через контур уменьшается, то направление индукционного тока таково, что вектор магнитной индукции созданного этим током поля сонаправлен вектору магнитной индукции внешнего поля.

Правило Ленца: индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток всегда стремится скомпенсировать то изменение магнитного потока, которое вызвало данный ток.

  • Правило Ленца: индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток всегда стремится скомпенсировать то изменение магнитного потока, которое вызвало данный ток.
  • Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии.

Парение магнита над сверхпроводящей чашей

  • Магнит падает; возникает переменное магнитное поле; возникает вихревое электрическое поле; в сверхпроводнике возникают незатухающие кольцевые токи; согласно правилу Ленца направление этих токов таково, что магнит отталкивается от сверхпроводника; магнит «парит» над чашей.

В чем заключается явление ЭМИ?

  • Если в цепи, содержащей замкнутый контур (катушку) менять силу тока, то в самом контуре возникнет ещё и индукционный ток. Этот ток также будет подчиняться правилу Ленца.

Явление самоиндукции

  • При замыкании цепи с катушкой определенное значение силы тока устанавливается лишь спустя некоторое время.

САМОИНДУКЦИЯ возникновение вихревого электрического поля в проводящем контуре при изменении силы тока в нем; частный случай электромагнитной индукции. Вследствие самоиндукции замкнутый контур обладает «инертностью»: силу тока в контуре, содержащем катушку, нельзя изменить мгновенно.

Вывод формулы ЭДС самоиндукции

  • Если магнитное поле создано током, то можно утверждать, что Ф ~ В ~ I, т.е. Ф ~ I или Ф=LI , где L – индуктивность контура (или коэффициент самоиндукции). Тогда

Физический смысл индуктивности

  • Индуктивность контура численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

Следствия самоиндукции

  • Вследствие явления самоиндукции при размыкании цепей, содержащих катушки со стальными сердечниками (электромагниты, двигатели, трансформато-ры) создается значительная ЭДС самоиндукции и может возникнуть искрение или даже дуговой разряд.

Аналогия между установлением в цепи тока величиной I и процессом набора телом скорости V

  • 1. Установление в цепи тока I происходит постепенно.
  • 2. Для достижения силы тока I необходимо совершить работу.
  • 3. Чем больше L, тем медленнее растет I.
  • 4.
  • 1. Достижение телом скорости V происходит постепенно.
  • 2. Для достижения скорости V необходимо совершить работу.
  • 3. Чем больше m, тем медленнее растет V.
  • 4.

Закрепление

  • Вопросы 1 - 8 на стр. 113

Домашнее задание

  • § 15
  • Ст. № 1146, 1153, 1157
  • По желанию - презентация
  • «Как устранить нежелательную самоиндукцию при размыкании цепи?»

Источники информации

  • Диск «Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий» из серии 1С: Образование, 2003-2006
  • Учебник «Физика - 11», Л.Э. Генденштейн, Ю.И. Дик, М.: Илекса, 2007 г.
  • http://dmcc.com.ua/history/Faradey/magfin.gif
  • http://kraeved.irq3.com/Washington-DC_Smithsonian_2011-spring_P1010234_lj.jpg
  • http://classfizika.ru/phys/13.jpg