Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії
👩🏫Методичні акценти для вчителя • План проведення уроку на 45 хвНУШ▼
🎯 Очікувані результати навчання (НУШ):
Формування предметних компетентностей за темою «Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії», розвиток критичного мислення, вміння аналізувати причинно-наслідкові зв'язки та застосовувати набуті знання на практиці.
💬 Провокативне питання для старту:
Використайте блок «Гачок (Hook)» нижче для 2-хвилинної розминки з класом перед поясненням нового матеріалу.
⏱️ Рекомендований таймінг 45-хвилинного уроку:
Тема: Розділ 2. Магнітні та електромагнітні явища • с. 110. Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії. Д/з: опрацювати матеріал уроку та завдання «У зошит» на платформі EZZ-SCHOOL BOOKS.
⚡ Фронтальне бліц-опитування класу на початку уроку (2 хв):
- Що є ключовим поняттям теми «Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії» і чому воно важливе?
- Де у повсякденному житті, науці чи IT ми стикаємося з цим явищем/алгоритмом?
- Яка найпоширеніша помилка виникає під час першого знайомства з матеріалом?
🏠 Диференційоване домашнє завдання:
- Базовий рівень (обов'язковий): опрацювати конспект і блок «У зошит».
- Достатній рівень: скласти власну шпаргалку та пройти MiniCheck.
- Високий / STEM: виконати симуляцію у лабораторії та скласти BossQuiz на 100 XP.
📊 Критерії формувального оцінювання:
Твоя місія на цей урок
Натискай на цілі у міру їх опанування:
- 1Опанувати фундаментальні досліди Майкла Фарадея з виникнення індукційного струму.Опанувати ➔
- 2Зрозуміти фізичну сутність явища електромагнітної індукції.Опанувати ➔
- 3Вивчити правило Ленца для визначення напрямку індукційного струму.Опанувати ➔
- 4Дізнатися про будову промислових генераторів змінного струму та енергетичну систему України (АЕС, ГЕС, ТЕС).Опанувати ➔
💡 Як отримати електрику без жодної батарейки — простим рухом шматка металу біля магніту?
У 1831 році Майкл Фарадей зробив запис у щоденнику: «Перетворити магнетизм на електрику». 10 років невдалих спроб увінчалися тріумфом: варто лише посунути магніт усередину котушки — і стрілка приладу відхиляється! Це відкриття породило всі електростанції Землі, генератори та сучасну енергетичну цивілізацію.
1. Відкриття Майкла Фарадея (1831 р.) та індукційний струм
Після досліду Ерстеда, який показав, що електрика породжує магнетизм, учені задумалися: а чи можна за допомогою магнетизму отримати електрику? Англійський фізик Майкл Фарадей записав у своєму щоденнику: «Перетворити магнетизм в електрику».
29 серпня 1831 року після 10 років невтомних пошуків Фарадей зробив епохальне відкриття: струм виникає лише тоді, коли магнітне поле ЗМІНЮЄТЬСЯ в часі!
- Коли магніт всовують у котушку, гальванометр фіксує струм одного напрямку;
- Коли магніт нерухомий всередині котушки — струму немає;
- Коли магніт витягують із котушки — стрілка відхиляється в протилежний бік;
- Що швидше рухати магніт, то більша сила струму!
Явище виникнення електричного струму в замкненому провідному контурі під час зміни магнітного поля, що пронизує контур, називають електромагнітною індукцією, а створений струм — індукційним струмом.
2. Магнітний потік, закон Фарадея та правило Ленца
Кількість ліній магнітної індукції, що пронизують площу контуру S, характеризують магнітним потоком (позначають Φ): Φ = B · S · cos α Одиниця магнітного потоку в СІ: вебер (Вб). 1 Вб = 1 Тл · 1 м^2.
Закон електромагнітної індукції Фарадея:
E_i = - (Δ Φ / Δ t)
Електрорушійна сила індукції прямо пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, що пронизує контур.
Правило Ленца (фізичний зміст знака «мінус»):
Індукційний струм завжди спрямований так, що створене ним власне магнітне поле протидіє будь-якій зміні зовнішнього магнітного потоку.
Якщо зовнішнє поле зростає (Δ Φ > 0), індукційний струм створює поле проти зовнішнього, щоб загальмувати наростання; якщо зовнішній потік спадає (Δ Φ < 0), індукційний струм створює поле на підтримку, перешкоджаючи спаду. Правило Ленца є прямим проявом фундаментального закону збереження енергії!
Що стверджує правило Ленца щодо напрямку індукційного струму?
3. Промислові генератори змінного струму на електростанціях
На явищі електромагнітної індукції ґрунтується робота понад 99% усіх електростанцій світу (ГЕС, ТЕС, АЕС, вітроелектростанції).
Генератор змінного струму: перетворює кінетичну механічну енергію турбіни на електричну. У потужних генераторах статор містить масивні нерухомі котушки (щоб не знімати гігантські струми щітками), а ротор — електромагніт, який обертається гідротурбіною ДніпроГЕС або паровою турбіною АЕС зі швидкістю 3000 обертів на хвилину, створюючи промисловий струм стандартної частоти 50 Гц!
Шпаргалка до § 16: Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії
Усе найважливіше для повторення перед уроком або самостійною роботою
🧲 Фарадей (1831)
Зміна магнітного поля породжує індукційний струм у замкненому контурі.
🛡️ Правило Ленца
Індукційний струм протидіє причині, що його викликала (закон збереження енергії).
⚡ Генератор
Перетворює механічну енергію турбіни на електричну енергію.
🇺🇦 Енергетика
АЕС, ГЕС, ТЕС України живлять єдину енергомережу напругою до 750 кВ.
Самоперевірка (картки знань)
Натискай для перевороту (або Пробіл / ◀ ▶ на клавіатурі)
У зошит (за підручником)
Вправи з підручника «Фізика 9 клас (Бар'яхтар, Довгий та ін., Ранок 2026)», § 16, с. 110. Виконуй у робочий зошит або за комп'ютером за вказівкою вчителя:
Визначення напрямку індукційного струму за правилом Ленца
💡 Підказка від нас: Якщо магніт N наближається — торець котушки стає N (відштовхує). Якщо N віддаляється — торець стає S (притягує). Знаючи полюс, за правилом правої руки визнач напрямок струму у витках.
Аналіз досліду з суцільним та розрізаним алюмінієвими кільцями
💡 Підказка від нас: Суцільне кільце відштовхується від магніту (в ньому тече індукційний струм), а розрізане не рухається, бо коло розімкнене і струм не може виникнути.
Розрахунок виробленої електроенергії генератором гідроелектростанції
💡 Підказка від нас: Енергія W = P · t = η · (m · g · h), де вода падає з греблі висотою h, обертаючи турбіну генератора.
Бос-тест до § 16: Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії
Питання 1 з 3 • Завдай удару по босу теми