Электромагнитная индукция, правило Ленца и генератор: 8 класс

Изменение поля и ответ цепи

Разберём на примерах

Изменение магнитного поля и правило Ленца входят в ФРП 8 класса. Формулы магнитного потока, ЭДС и мощности генератора не требуются. Короткий выбор не заменяет письменное объяснение.

Перед выводом

Для направления обхода тока нужна заданная точка наблюдения; в письменной задаче требуется обозначить полюс, а не угадывать обход.

Задания с ответами и объяснениями

Сначала реши задание, затем открой ответ. Для печати выбери группу или смешанный набор: задания выбранного набора на листе ученика и отдельный ключ с объяснениями.

Сравни опыты и объясни генератор

Обозначь направления и объясни причинную связь. Короткий тест проверяет выбор вывода; письменная часть отдельно проверяет рисунок, обоснование и план опыта.

1. Катушка замкнута через гальванометр. В первом опыте магнит приближают к неподвижной катушке северным полюсом вдоль общей оси, не проводя через неё. Во втором удерживают рядом неподвижно. В третьем магнит и катушку поступательно перемещают вместе без поворота, сохраняя взаимное положение. Учитывают только поле магнита. Где ожидается индукционный ток и почему? Достаточно ли слов «магнит движется»?

   Разбор и ориентиры для проверки

   Нужны все три вывода и указание относительного изменения. В третьем сохранено взаимное положение и поле через катушку; одного указания на движение относительно комнаты недостаточно. Термин «магнитный поток» допустим, но не обязателен при верном качественном объяснении.

   Проверь: В первом опыте поле через катушку изменяется, поэтому есть основание ожидать ток. Во втором и третьем такого изменения нет. Слов «магнит движется» недостаточно: в третьем опыте магнит движется, а поле через катушку не меняется.

2. Северный полюс магнита приближают вдоль оси к замкнутой катушке. Обозначь полюс ближнего конца катушки, возникающий из-за индукционного тока. Затем из такого же положения магнит удаляют: как меняется полюс? Объясни по правилу Ленца. В обоих случаях скорость ненулевая.

   Разбор и ориентиры для проверки

   В первом случае действие катушки противодействует приближению, во втором удалению, то есть притягивает северный полюс. Нужны оба случая и связь с изменением. Правило «катушка всегда отталкивает» неверно; направление обхода тока без точки наблюдения не требуется.

   Проверь: При приближении ближний конец катушки становится N; при удалении — S.

3. В модели генератора катушка и магнит вращаются относительно друг друга так, что поле через катушку изменяется. Подключённый резистор нагревается, вращение поддерживает внешняя механическая сила. Назови превращения энергии. Почему при нагрузке вращение поддерживать труднее, если прочие потери одинаковы? Что приводит генератор на ветровой или гидроэлектростанции?

   Разбор и ориентиры для проверки

   Нужны цепочка преобразований, объяснение дополнительной работы и пример привода: воздух через ротор или движущаяся/падающая вода через турбину. Допустимо назвать внутреннюю энергию резистора. Магнит не служит расходуемым топливом модели.

   Проверь: Механическая энергия передаётся в электрическую цепь и далее идёт на нагрев. При нагрузке магнитное действие индукционного тока противодействует вызвавшему изменению; нужна дополнительная работа.

Для самостоятельной работы и урока

Начни с уже изученной группы, пройди выбранный набор и разбери ошибки. Репетитор может изменить набор, сохранить его и выдать приватное ДЗ. Автопроверка оценивает ответ; способ рассуждения полезно обсудить на уроке.