Энергия и электричество · Расчёт и модель
Катушка Тесла: исследуем индукцию в модели
Как скорость движения магнита связана с отклонением индикатора в модели индукции?
8–11 классы · 3 встречи по 45 минут · ожидание между встречами указано в шагах
До начала работы
Высоковольтную катушку не собирать; работа только в модели. Без компьютера используй расчётную замену шага 1 и называй результаты расчётом, а не наблюдением.
Покажите план руководителю и согласуйте условия. Магнитный поток как характеристика поля через контур; изменение потока во времени; знак направления и относительная величина сигнала.
Подготовьте материалы
- симуляция PhET «Закон Фарадея»
- лист
- карандаш
Сначала предположение
Запишите, какой результат ожидаете и почему. Для конструкции задайте критерий успеха, для расчёта — допущения, для источников — проверяемое утверждение.
- Меняем или сравниваем
- движение магнита: покой, медленное и быстрое
- Фиксируем
- направление и относительная величина отклонения индикатора
- Сохраняем / принимаем в модели
- одинаковая катушка и траектория
Маршрут исследования
- 1
Открой симуляцию и проверь сигнал при неподвижном магните. Без компьютера: используй относительную модель E=-ΔΦ/Δt при одном витке. Для ΔΦ=1 условная единица и Δt=1, 2, 4 с вычисли E; повтори с ΔΦ=-1. При покое ΔΦ=0. Вместо шагов 2–4 заполни эту таблицу шести расчётов.
- 2
Проведи магнит через катушку медленно, затем быстро.
- 3
Повтори движения в обратную сторону и запиши знак сигнала.
- 4
Составь таблицу шести наблюдений.
- 5
Объясни, какую часть темы индукции показывает модель и почему она не моделирует всю катушку Тесла.
Что должно остаться после работы
- Исходная таблица с единицами или карточки свидетельств. Неудачные попытки и изменения условий тоже записаны.
- Ответ на вопрос с двумя конкретными свидетельствами, объяснением и ограничением.
- План следующей проверки: Сравни катушки с разным числом витков, если выбранная модель позволяет это менять.
- Личный итог каждого участника и короткая защита по исходному журналу.
Нужна помощь? Начните с двух вариантов и одной строки таблицы. Если результат не получается, проверьте условия с руководителем. Отсутствие ожидаемого эффекта можно обсуждать; выдумывать измерения нельзя.
Мой журнал проекта
Записи хранятся только в этом браузере и не отправляются руководителю. Для передачи скачайте файл. На общем компьютере после скачивания очистите записи. Можно вести тот же журнал на бумаге.
Загружаем записи…
Источники и инструменты
- Science Buddies: переменные и условия сравнения ↗
Опора для планирования исследования; конкретные задания курса написаны заново.
- Science Buddies: инженерный процесс ↗
Различаем проверку гипотезы и улучшение конструкции по критериям.
- PhET: закон Фарадея ↗
Внешняя модель для исследования индукции; требуется интернет. В карточке есть вариант без компьютера.
Предметное объяснение и ограничения — в руководстве учителю. Общие методические источники не являются проверкой каждого опыта. Руководитель предварительно пробует конкретную установку.