Электромагнитная индукция и магнитный поток

Слайд 1. Электромагнитная индукция и магнитный поток

Физика, 11 класс

Открытие нового знания через эксперимент

Слайд 2. Наблюдение: когда возникает ток?

Установка: катушка подключена к гальванометру, рядом постоянный магнит.

Магнит движется в катушку — стрелка гальванометра отклоняется.

Магнит неподвижен внутри катушки — стрелка возвращается к нулю.

Вопрос: почему прибор реагирует на движение, а не на сам магнит?

Слайд 3. Актуализация знаний: магнитное поле и контур

• Что характеризует магнитная индукция и в каких единицах она измеряется?

• Что называют замкнутым проводящим контуром?

• От чего может зависеть действие магнитного поля на контур?

• Предположите роль магнитной индукции, площади контура и его ориентации.

Слайд 4. Сравнение магнитного потока через контур

Слайд 5. Магнитный поток

Магнитный поток $\Phi$ — мера магнитного поля, пронизывающего поверхность контура.

Формула: $\Phi =B\cdot S\cdot \cos \alpha$

$B$ — магнитная индукция, $S$ — площадь контура.

$\alpha$ — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности.

Слайд 6. Как изменить магнитный поток?

• Увеличить или уменьшить магнитную индукцию $B$.

• Изменить площадь контура $S$.

• Повернуть контур и изменить угол $\alpha$.

• При $\alpha =0^{\circ }$ поток максимален, при $\alpha =90^{\circ }$ поток равен нулю.

Слайд 7. Задача: найдите магнитный поток

Магнитная индукция $B=0,4$ Тл, площадь контура $S=0,02$ м², угол между $B$ и нормалью к поверхности $\alpha =60^{\circ }$.

Найдите магнитный поток $\Phi$ через контур.

Запишите формулу и единицу измерения результата.

Слайд 8. Проверяем себя: решение задачи

Используем формулу: $\Phi =B\cdot S\cdot \cos \alpha$.

Подставляем значения: $\Phi =0,4\cdot 0,02\cdot \cos 60^{\circ }$.

Так как $\cos 60^{\circ }=0,5$, получаем $\Phi =0,004$ Вб.

Ответ: магнитный поток равен $4\cdot 10^{-3}$ Вб.

Слайд 9. Закон электромагнитной индукции

ЭДС индукции возникает при изменении магнитного потока через контур.

Закон Фарадея:

${\mathcal{E}}_i=-N\cdot \frac{\Delta \Phi }{\Delta t}$

$N$ — число витков катушки, $\Delta \Phi$ — изменение магнитного потока, $\Delta t$ — промежуток времени.

Знак минус отражает правило Ленца: индукционный ток противодействует изменению потока.

Слайд 10. Итоги и самопроверка

• Что называют магнитным потоком и от каких трёх факторов он зависит?

• При каком условии возникает ЭДС индукции?

• Что означает знак минус в законе Фарадея?

• Почему при неподвижном магните ток в катушке исчезает?