19.2. Методика навчання явища електромагнітної індукції в 11 кл.

Відкрите явище було М Фарадеєм а також американ. фізиком Генрі. Фарадей раніше опублікував роботу, тому відкривачем вважається Фарадей після того як Ерстед на досліді показав, що провідник по якому іде струм створює магнітне поле фізики зацікавилися а чи не можна з магнітного поля отримати електронно магнітний струм?

1. При вивченні явища електромагнітної індукції потрібно розповісти учням про фізичну величину – потік магнітної індукції або магнітний потік

– потік магнітної індукції, де В – індукція магнітного поля(тесла0 , S – площа контуру який пронизується магнітним полем ( ) α – кут між напрямом лінії магн. Індукції і перпендикуляром площини S.

Геом. трактування - скільки ліній пронизує площину. Математичне – змінна В, S, α.

Потік магнітної індукції змінюється тоді , коли змінюється В, S, α.

2. Повторюється з 10 кл закон Ома для повного кола звертаємо увагу на те що струм у колі буде тоді , коли у колі буде ЕРС (вона первинна за силу струму)

3. Після цього на досліді вводимо нову фіз.. величину ЕРС індукції. Для цього котушку трансформатора приєднуємо до гальванометра від вольтметра. Запитання класу «Чому в даному колі немає струму?» - бо немає ЕРС. Беремо магніт (навколо нього є магн. Поле) спускаємо в котушку і підіймаємо – є струм. Вона створилась ЕРС магнітним полем

Полем називається ЕРС, яка створюється ЕРС індукції

З’ясуємо за яких умов виникає ЕРС індукції

В 24 джерело струму

Катушка 120 або 220 V

Гальванометр від вольметра;

саморобна гнучка котушка на 20-30 витків

На початку уроку робимо таблицю

Номер п.п	В	S	α	ЕРС індукції
1	стала	стала	стала	Не виникає
2	змінилась	стала	стала	виникає
3	стала	змінилась	стала	виникає
4	стала	стала	змінилась	виникає
5	змінилась	стала	змінилась	виникає

Явище виникнення(індукування)ЕРС індукції при зміні потоку магнітної індукції називається явищем електромагнітної індукції

4. На прикладах закріпити це. Не обов’язково щоб коло було замкнене. Не потрібно говорити про виникнення струму як необхідності виникнення ЕРС

Дослід

Те саме коло розмикаємо, замикаємо. Чому виникає ЕРС індукції при замиканні і розмиканні. Явище ел-магн індукції об’єднує дві абсолютно різні причини виникнення ЕРС індукції

19.3.

Дві однакові кульки невеликого діаметру підвішені на шовкових нитках так, що вони дотикаються одна до одної Після того як кульки зарядили вони відштовхнулись одна від одної і розійшлись на відстань 5 см між їх центрами. Визначити заряди кульок, якщо маса кожної з них 0.1 г, а довжина нитки 25 см.

Дано d=0.05 м

кг

l=0.25 м

Розв’язання

(бо система зупинилася)

з АОС і

,

,

20.1. Елементи механіки твердого тіла. Модель абсолютно твердого тіла. Поступальний і обертальний рух абсолютно твердого тіла. Закон руху центра мас. Основне рівняння динаміки обертального руху. Кінетична енергія тілі, що обертається. Момент інерції. Теорема Штейнера.

Абсолютно тверде тіло – тіло, яке ні за яких умов не деформується і за всіх умов відстань між двома точками (або точніше між двома частинами) якого залишається постійною.

Поступальним називається такий рух абсолютно твердого тіла (АТТ), при якому довільний відрізок, жорстко зв’язаний з тілом, рухається паралельно самому собі. Всі точки тіла, що рухається поступально, в кожен момент часу мають однакові швидкості і прискорення, а їх траєкторії повністю суміщаються паралельним перенесенням. Тому кінематичний розгляд поступального руху АТТ зводиться до розгляду руху довільної його точки.

Рух АТТ, при якому дві його точки А і В залишаються нерухомими, називається обертанням (обертальним рухом) навколо нерухомої прямої АВ, що називається віссю обертання. При обертанні твердого тіла всі його точки описують кола з центрами на осі обертання.

Рух твердого тіла довільної форми можна розділити на поступальний рух центру мас та обертальний рух відносно цього центру.

Кутова швидкість-() векторна велечина, як характеризує швидкість обертання тіла:

Закон руху центра мас АТТ:

центр мас АТТ рухається як матеріальна точка, маса якої рівна масі всієї системи, а діюча сила – геометричній сумі всіх зовнішніх сил, що діють на тіло.

Момент імпульсу матеріальної точки з масою m, яка рівномірно обертається зі швидкістю по колу радіусом r

Основне рівняння динаміки обертального руху:

похідна за часом від моменту імпульсу АТТ відносно центра мас (центра інерції) дорівнює головному моменту всіх зовнішніх сил, прикладених до тіла.

Головний момент – момент рівнодійної сили.

Кінетична енергія тіла, що обертається:

де I – момент інерції, – кутова швидкість.

Момент інерції – скалярна фізична величина, що характеризує розподіл мас в тілі. Одиниця вимірювання СІ: кг∙м².

Для АТТ аналітично можна записати: , де .

З урахуванням моменту інерції основне рівняння динаміки обертального руху можна записати так (користуючись аналогією з 2-м законом Ньютона):

де – моменти зовнішніх сил, – кутова швидкість, – кутове прискорення

Моменти інерції деяких простих тіл відносно певних осей:

Тіло	Положення вісі а	Момент інерції
Порожнистий тонкостінний циліндр (кільце) радіусом R і масою m	Вісь циліндра
Суцільний циліндр (диск) радіусом R і масою m	Вісь циліндра
Тонкостінна сфера радіусом R і масою m	Вісь проходить через центр сфери
Куля радіусом R і масою m	Вісь проходить через центр кулі
Прямий тонкий стержень довжиною l і масою m	Вісь перпендикулярна до стержня і проходить через його середину
Прямий тонкий стержень довжиною l і масою m	Вісь перпендикулярна до стержня і проходить через його кінець

Теорема Гюйгенса-Штейнера або просто теорема Штейнера:

момент інерції тіла I відносно довільної осі дорівнює сумі моменту інерції цього ж тіла відносно осі, що проходить через центр мас паралельно даній і добутку маси тіла m на квадрат відстані між осями R: