Электромагнитная индукция · урок 1 из 4

Электромагнитная индукция

Физика · 8 класс · базовый уровень · урок-исследование
ФРП «Физика», Москва – 2025 · строка R06 · PHY8-062

Паспорт: R06 «2.4 Электромагнитная индукция» (4 ч), урок 1/4, единицы R06.1 «Опыты Фарадея», R06.2 «Явление электромагнитной индукции». Тип урока — И (исследование): вопрос → гипотезы → опыты с измерениями → вывод.
Хронометраж: цели и актуализация 5 мин (сл. 2–3) · вопрос и гипотезы 4 мин (сл. 4) · опыт 1 «когда есть ток» 9 мин (сл. 5–7) · опыт 2 «от чего зависит значение тока» и график 7 мин (сл. 8–9) · опыт Фарадея с кольцом 4 мин (сл. 10) · вывод, направление тока 5 мин (сл. 11–12) · ошибки, задания, ОГЭ 9 мин (сл. 14–16) · рефлексия и ДЗ 2 мин (сл. 17). Слайд 13 «Дополнительно» можно пропустить.
Оборудование (на парту или демонстрационно): катушка-моток (лучше две: на 100 и 300 витков или с отводами), полосовой магнит (лучше два), миллиамперметр или гальванометр с нулём посередине шкалы, соединительные провода; для опыта сл. 10 — две катушки на железном сердечнике, источник тока, ключ.

R06.1 · R06.2

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Описывать опыты Фарадея

магнит и катушка, две катушки на кольце

Объяснять явление

когда в катушке возникает индукционный ток

Исследовать значение тока

от быстроты движения и числа витков

Определять направление

по направлению движения и полюсу магнита

REQ-1.1 «использовать понятия» (электромагнитная индукция, индукционный ток) — сл. 11, 14. REQ-1.2 «различать явления по описанию их характерных свойств и на основе опытов, демонстрирующих данное физическое явление» — сл. 6–7, 10, 16.
REQ-1.8–1.9 (проверяемое предположение, опыт, вывод) — сл. 4–7. REQ-1.11 «проводить исследование зависимости одной физической величины от другой…» — сл. 8–9. REQ-1.6 «объяснять физические процессы…» — сл. 12, 15. REQ-1.16 (примеры применения) — сл. 11. Элементы содержания EL-7.18, EL-7.20 (опыты по исследованию явления электромагнитной индукции: «исследование изменений значения и направления индукционного тока»).

повторение: R05.5–R05.6

Вспомним

Ток создаёт магнитное поле. А наоборот?

5 мин. Вопросы: что увидел Эрстед? (магнитная стрелка возле проводника с током поворачивается). Как устроен электромагнит? (катушка с током и железный сердечник; магнитное действие усиливается с ростом силы тока и числа витков) — PHY8-057–058.
Проблемный вопрос урока: если ток создаёт магнитное поле, можно ли магнитным полем создать электрический ток? В цепи справа нет источника тока!
Ловушка: «катушка с магнитом внутри — это электромагнит». Нет: в электромагните ток создаётся источником.

R06.1

Исследование · вопрос и гипотезы

Можно ли получить ток с помощью магнита?

Г1

Магнит лежит в катушке

ток идёт, пока магнит внутри

Г2

Магнит движется

ток идёт только при движении

Г3

Значение тока

больше при быстром движении и большом числе витков

4 мин. Сначала спросить класс: что нужно сделать, чтобы в катушке без источника пошёл ток? Записать предположения учеников на доске, затем открыть Г1–Г3 (по щелчку) и сопоставить.
Майкл Фарадей поставил себе задачу в 1821 г. (вскоре после опыта Эрстеда) и решил её в 1831 г. Почему так долго? Он ждал тока от неподвижного магнита — а ток возникает лишь в момент изменения.
REQ-1.8: «выделять проверяемое предположение». Г1 и Г2 противоречат друг другу — опыт покажет, какая верна.

R06.1

Исследование · установка

Катушка, магнит и гальванометр

Соединить катушку с гальванометром.
Вносить магнит, держать внутри, вынимать.
Менять быстроту движения, полюс, число витков.
Записать отклонение стрелки в таблицу.

Вид деятельности ФРП: «Опыты по исследованию явления электромагнитной индукции: исследование изменений значения и направления индукционного тока». Работа в парах (REQ-1.20) или демонстрационно.
Гальванометр (миллиамперметр) — с нулём посередине шкалы: стрелка показывает и значение тока, и его направление. В цепи нет источника тока — подчеркнуть.
Техника безопасности (REQ-1.13): магнит не ронять и не ударять (размагничивается), не подносить к часам и телефонам; провода не натягивать; катушку не перегибать.

R06.1 · R06.2

Опыт 1 · когда есть ток?

Вносим, держим, вынимаем магнит

Показ по щелчку: перед каждым щелчком спросить «что покажет стрелка?» — пусть ученики сначала предскажут, затем проверяют на своей установке.
Ожидаемый результат: при внесении стрелка отклоняется, при остановке магнита внутри возвращается на 0 (как бы силён ни был магнит), при вынимании отклоняется в другую сторону.
Сторона отклонения («вправо/влево») зависит от того, как подключён прибор и как намотана катушка; важно, что при вынимании — противоположная внесению.

R06.1 · R06.2

Опыт 1 · результаты

Ток есть, только пока поле меняется

что делаем	стрелка	ток
вносим магнит	вправо	есть
магнит покоится внутри	0	нет
вынимаем магнит	влево	есть
надеваем катушку на магнит	вправо	есть
двигаем магнит и катушку вместе	0	нет

Г1 опровергнута: неподвижный магнит тока не даёт.

Г2 подтверждена: важно движение магнита относительно катушки.

R06.2

Опыт 2 · от чего зависит значение тока

Быстрее и больше витков — больше ток

время внесения, с	2	1	0,5
отклонение, дел.	1	2	4

N, витков	100	200	300
отклонение, дел.	2	4	6

магнит вносят за 0,5 с; при двух магнитах — 8 дел.

Данные — пример; в классе числа будут свои (важен характер зависимости). Если катушка одна — сравнить медленное и быстрое движение; если есть катушка с отводами — сравнить число витков.
Вопросы: во сколько раз увеличилось отклонение, когда магнит внесли вдвое быстрее? (в 2 раза: 1 → 2 → 4 дел.). Как связаны отклонение и число витков? (в 2 раза больше витков — в 2 раза больше ток; график — прямая через начало координат).
Г3 подтверждена. Вывод: значение индукционного тока тем больше, чем быстрее меняется магнитное поле и чем больше витков у катушки; сильнее магнит — больше ток. ПР-1 / REQ-1.11: результаты — в таблицу и на график.

R06.2

Опыт 1 на графике

Как менялся ток за время опыта

R06.1

Опыт Фарадея · 1831

Ток без магнита: две катушки на кольце

Это первый опыт Фарадея (29 августа 1831 г.). Катушка 1 с источником — электромагнит. Катушка 2 замкнута на гальванометр, источника в ней нет.
Результат: стрелка дёргается в момент замыкания ключа и в момент размыкания (в разные стороны). Пока ток в катушке 1 постоянный, I₂ = 0. Вопрос классу: что меняется в моменты замыкания и размыкания? (магнитное поле катушки 1 появляется и исчезает, а железное кольцо проводит это поле через катушку 2).
Если вместо ключа взять реостат и быстро менять силу тока в катушке 1 — тоже будет индукционный ток. Схема — по ГОСТ: источник (длинная черта «+»), ключ, гальванометр — кружок со стрелкой.

R06.2

Вывод исследования

Явление электромагнитной индукции

При изменении магнитного поля, пронизывающего замкнутую катушку, в ней возникает электрический ток — индукционный.

двигать магнит

двигать катушку

менять ток рядом

вращать рамку

Записать определение в тетрадь. Два условия: 1) контур замкнут; 2) магнитное поле внутри него меняется. Если цепь разомкнута — тока нет.
Четыре способа изменить поле: двигать магнит; двигать катушку; менять силу тока в соседней катушке (опыт с кольцом); вращать рамку в поле — так работает генератор (следующий урок PHY8-063).
Примеры применения (REQ-1.16): генераторы электростанций, динамический микрофон, индукционная плита, металлоискатель, беспроводная зарядка телефона, велосипедная «динамо».

R06.2

Опыт 3 · направление тока

Куда отклонится стрелка?

Направление тока меняется, если сменить направление движения или полюс.

R06.2 · дополнительно

Дополнительно

Сколько линий поля проходит через рамку

много линий

мало линий

Φ = BS

$Φ$ — магнитный поток, Вб
$B$ — индукция поля, Тл
$S$ — площадь рамки, м $^{2}$

Ток идёт, пока меняется

Φ

.

R06.2

Осторожно

Типичные ошибки

Неверно	Верно
магнит лежит в катушке — ток идёт	ток только пока поле меняется
ток есть и в разомкнутой катушке	нужна замкнутая цепь
сильный магнит — всегда большой ток	важна и быстрота изменения поля
направление тока всегда одно	меняется с движением и полюсом

R06.1 · R06.2

Закрепление

Решите

1

база Магнит лежит в катушке, катушку надевают на магнит, оба движутся вместе. Где есть ток?

2

база N вносим — стрелка вправо. Куда она отклонится, если S выносить? Если N остановить?

3

повыш. Магнит вносят за 1,5 с — 2 дел. Сколько будет за 0,5 с? А в катушке с вдвое бо́льшим числом витков за 0,5 с?

4

повыш. Почему в разрезанном медном кольце при движении магнита ток не возникает?

5

практика Есть катушка, гальванометр и электромагнит с ключом. Получите индукционный ток без движения.

Ответы: 1) только во втором случае (катушку надевают на магнит — есть относительное движение); в первом и третьем поле внутри катушки не меняется — тока нет.
2) S выносим — тоже вправо (сменили и полюс, и направление движения); если N остановить — стрелка на нуле.
3) Время в 3 раза меньше → отклонение примерно в 3 раза больше: ≈ 6 дел. Число витков вдвое больше → ещё вдвое: ≈ 12 дел. (Если шкала гальванометра меньше — стрелка «зашкалит»; хорошо обсудить.)
4) Цепь разомкнута: заряды не могут двигаться по замкнутому пути, ток не идёт. 5) Вставить сердечник электромагнита в катушку (или поставить рядом) и замыкать/размыкать ключ: в эти моменты поле меняется — стрелка дёргается.

R06.2 · ОГЭ

В формате ОГЭ

ОГЭ, линия 4: свойства явления по описанию опыта

4Прочитайте текст и вставьте вместо пропусков слова из списка.

Катушку замкнули на гальванометр. При внесении в неё магнита стрелка гальванометра отклоняется — в катушке возникает (А) ток. Это явление называют (Б). Когда магнит останавливается внутри катушки, стрелка (В). При вынимании магнита стрелка отклоняется в (Г) сторону.

1) индукционный2) постоянный3) электромагнитная индукция 4) электризация5) возвращается на ноль6) ту же7) противоположную

А	Б	В	Г

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Когда в катушке возникает ток?
От чего зависит его значение?
Какая гипотеза не подтвердилась?

Домашнее задание

Опишите по рисунку опыт Фарадея с кольцом: когда стрелка отклоняется?
Назовите 3 устройства, где используют индукционный ток.
Тренажёр: reknow.ru/8/physics/8_physics_magnitnye.htm

замкнутая катушка + изменение магнитного поля → индукционный ток

Рефлексия: ток возникает, когда меняется магнитное поле внутри замкнутой катушки; значение — больше при быстром изменении поля, большем числе витков, более сильном магните; не подтвердилась Г1 (неподвижный магнит).
Ответы ДЗ: 1) в моменты замыкания и размыкания ключа (в разные стороны); при постоянном токе — нет. 2) генератор, динамический микрофон, индукционная плита, металлоискатель, беспроводная зарядка.
Следующий урок — PHY8-063 «Правило Ленца; Электрогенератор»: как заранее узнать направление индукционного тока и как устроен генератор.

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-062 · Электромагнитная индукция

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R06 «2.4 Электромагнитная индукция», 4 ч · урок 1/4 · тип И (исследование)
Единицы → слайды	R06.1 «Опыты Фарадея» → 2, 4–7, 10, 15 · R06.2 «Явление электромагнитной индукции» → 2, 6–9, 11–17 · повторение R05.5–R05.6 → 3
Результаты	REQ-1.1 → 11, 14 · REQ-1.2 → 6, 7, 10, 16 · REQ-1.8, REQ-1.9 → 4–7 · ПР-1 / REQ-1.11 → 8, 9 · REQ-1.6 → 12, 15 · REQ-1.13, REQ-1.20 → 5 · REQ-1.16 → 11, 17 · EL-7.18, EL-7.20
ОГЭ	линия 4 (свойства явления по описанию опыта) → 16
Вне урока	правило Ленца, электрогенератор — PHY8-063; способы получения электроэнергии, электростанции — PHY8-064; магнитный поток — только «Дополнительно» (сл. 13), подробно — 9 класс
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending