10кл_Магнитное поле

Тема урока: Модуль вектора магнитной индукции. Закон Ампера

Цели урока:

1. Образовательные - ввести понятие вектора магнитной индукции однородного магнитного поля, сформировать представление о направлении вектора магнитной индукции и графическом изображении магнитных полей;

3. Развивающие – развивать познавательный интерес, развивать у школьников умения выделять главное, существенное в изучаемом материале, сравнивать, обобщать, логически излагать свои мысли; развивать самостоятельность и волю школьников, используя для этого творческие, экспериментальные задания; развивать эмоции учащихся, создавая на уроке ситуации занимательности; формировать потребность в дополнительном, послеучебном познавательном труде; способствовать обогащению словарного запаса, прививать культуру умственного труда;

4. Воспитательные – приучать детей к аккуратному ведению записей в тетради, к доброжелательному общению, взаимопомощи, к самоконтролю; воспитывать чувство сопереживания за товарищей, формировать познавательный интерес к физике.

Тип урока: изучение нового материала, применение и совершенствование полученных знаний

Материалы и оборудование:

План урока

1. Организационный момент

2. Подготовка к усвоению нового материала

3. Освоение нового материала

4. Закрепление материала

5. Домашнее задание

Ход урока

1. Этап начальной организации урока.

Задача: подготовить учащихся к работе на уроке.

Содержание: взаимное приветствие учителя и учащихся, определить отсутствующих, проверить готовность учащихся к уроку, организовать внимание учащихся, проверить готовность оборудования.

2. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала. Постановка проблемных вопросов.

Решение задач

Слайды 1-15

3. Этап изучения нового материала.

Задача: ввести понятие вектора магнитной индукции однородного магнитного поля, сформировать представление о направлении вектора магнитной индукции и графическом изображении магнитных полей;

Содержание.

Слайд 14 На прошлом уроке мы с вами разобрали, что магнитное поле обнаруживает себя конкретным действием. Оно действует некоторой силой на проводник с током, на магнитную стрелку, на проволочную рамку, магнитное поле Земли отклоняет от нее потоки заряженных частиц (протонов и электронов), испускаемых Солнцем.

Запишите тему урока «Модуль вектора магнитной индукции. Закон Ампера».

Силой Ампера мы будем называть силу, действующую со стороны магнитного поля на проводник с током.

Силу Ампера можно считать мерой «интенсивности» магнитного поля в той точке пространства, где находится данный проводник: чем сильнее поле, тем больше сила, действующая на этот проводник.

И с этого момента нас будет интересовать проводник с током не как источник магнитного поля, а как средство для изучения магнитного поля, созданного другими источниками.

Для изучения электростатического поля, созданноно другими зарядами, мы использовали пробный электрический заряд. Для описания магнитного поля

используют «пробный» ток - малый участок проводника (элемент тока).

Разместим в поле, создаваемом постоянным магнитом, проводник, и будем пропускать по нему ток. Со стороны магнитного поля на проводник с током будет действовать сила Ампера, направленная влево. Эксперимент показывает, что сила Ампера максимальна тогда, когда ток перпендикулярен полю, а направление силы можно определить с помощью правила левой руки: если разместить левую руку так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый на 90⁰ большой палец укажет направление силы Ампера.

От теории к практике: 991(а), 992(а)

От чего зависит Fмакс?

Проведя серию опытов, Ампер установил, что сила, которая действует со стороны магнитного поля на проводник с током, прямо пропорциональна следующим величинам:

• длине проводника;

• силе тока в этом проводнике;

Т о есть

Используем коэффициент пропорциональности B, тогда Fмакс = BIl, откуда

• модулю вектора магнитной индукции.

Действие магнитного поля на проводник с током

Слайд 16 Вернемся к опыту Эрстеда. Опыт Эрстеда доказал, что магнитное поле проводника с током действует определённой силой на магнит – вокруг жестко закрепленного проводника возникало магнитное поле, которое взаимодействовало с легкоподвижным магнитом – магнитной стрелкой.

А теперь представьте себе, что мы закрепили магнит, а по легкому проводнику будем пропускать ток. Ведь и в этом случае мы должны увидеть взаимодействие? И в этом случае на проводник с током должна действовать сила, только на этот раз двигаться будет уже проводник! Это предположение можно проверить экспериментально.

Соберём электрическую цепь, представленную на рисунке 139, а. При разомкнутой цепи действия со стороны магнитного поля подковообразного магнита на гибкий проводник не наблюдается. При замыкании цепи проводник приходит в движение: он либо втягивается в пространство между полюсами подковообразного магнита (рис. 139, б), либо выталкивается из него (рис. 139, в) при противоположном расположении полюсов магнита (или при изменении направления тока). Этот опыт наглядно доказывает, что магнитное поле постоянное магнита взаимодействует с магнитным полем, которое возникает вокруг проводника с током.

Вывод: магнитное поле действует только на движущиеся заряды.

Во всех рассмотренных случаях мы наблюдали действие магнитных сил.

Магнитные силы — силы, действующие со стороны магнитного поля на находящиеся в нём магниты, проводники с током или движущиеся заряды.

Действие магнитного поля на рамку с током

Слайд 17 Действие магнитного поля на проводник с током проявляется не только в притяжении или отталкивании.

Рассмотрим опыт. Подвесим около длинного тонкого вертикально расположенного проводника маленькую прямоугольную рамку (рис. 141, а).

Д опустим по проводнику течет ток I сверху вниз, по рамке тоже будем пропускать ток I’, по одной стороне рамки он течет сверху внизу, а по противоположной наоборот, снизу вверх. Тогда токи в проводнике и левой стороне рамки сонаправлены, значит, рамка будет этой стороной притягиваться, а другая сторона рамки будет отталкиваться, т.к. в ней течет ток в противоположном направлении, чем в проводнике. Эти две силы создадут вращающий момент, рамка начнет поворачиваться. До каких пор она будет поворачиваться? До того момента, пока левая сторона рамки не разместится к проводнику как можно ближе, а правая – как можно дальше от проводника.

Вывод: магнитное поле оказывает на рамку ориентирующее действие.

Если проволочную рамку поместить между полюсами постоянного подковообразного магнита (рис. 142) и пропускать по ней ток, то магнитное поле подковообразного магнита также оказывает на рамку с током ориентирующее действие.

Характеристики магнитного поля

Слайд 18 Вспомним, для исследования электростатического поля мы использовали пробный заряд, помещали его в поле, и смотрели, какая сила действовала на него со стороны поля – куда она была направлена, каков ее модуль. Силовой характеристикой электростатического поля является напряжённость.

Магнитное поле проявляет себя тоже конкретным действием, оно действует с некоторой силой на проводник с током, на движущуюся заряженную частицу или на полюсы постоянного магнита.

С ила — это векторная величина, поэтому естественно ожидать, что магнитное поле характеризуется также векторной величиной. Основной характеристикой, используемой для описания магнитного поля, является магнитная индукция или вектор магнитной индукции В.

Слайд 19 Для исследования магнитного поля можно использовать магнитную стрелку или рамку с током (пробный контур). Магнитное поле будет ориентировать их определенным образом. Описать магнитное поле, значит, выяснить как направлен вектор магнитной индукции в каждой точке поля и чему равен его модуль.

При изучении магнитных явлений надо изображать на черте­жах векторы, расположенные не только в плоскости чертежа, но и перпендикулярные этой плоскости, а также проводники с токами, направленными перпендикулярно плоскости чертежа.

Мы будем использовать обозначения, пока­занные на рисунке. Слева изображены векто­ры магнитной индукции, ток и сила, направлен­ные «от нас», а справа — направленные «к нам».

Слайд 20 Предположим, ток в проводнике течет от нас. Вокруг этого проводника имеется магнитное поле, которое можно обнаружить при помощи магнитных стрелок. Если вокруг него расположить несколько стрелок, то все они в этом поле будут ориентированы определенным образом.

За направление вектора магнитной индукции принимается направление, указываемое северным концом стрелки свободно разместившейся в данной точке магнитного поля (рис. 143).

Э

Слайд 21 Электростатическое поле мы изображали при помощи линий напряженности. Слайд 22-23 Магнитное же поле «увидеть» при помощи железных опилок. Стальные или железные опилки в магнитном поле намагничива­ются, превращаясь в очень маленькие магнитные стрелки, которые выстраиваются вдоль магнитных линий. Эти линии называют линиями магнитной индукции или магнитными линиями.

Т.к. поле слабеет с удалением, то расстояние между линиями становится все больше и больше. Линии индукции магнитного поля непрерывны (не имеют ни начала, ни конца), замыкаются сами на себя. Это характерно для любых магнитных полей. Поля, обладающие таким свойством, называют вихревыми.

С лайд 24 Линии индукции магнитного поля – воображаемые линии в пространстве, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением индукции магнитного поля.

Слайд 25 Определить направление линий магнитной индукции помогают правила буравчика или правило правой руки.

Если буравчик перемещается в направлении тока в проводнике, то ручка буравчика указывает направление магнитных линий поля, создаваемого этим током вокруг проводника.

Определить направление линий индукции магнитного поля прямолинейного проводника с током можно также с помощью правила правой руки: если мысленно обхватить проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление тока, то остальные пальцы окажутся согнуты в направлении линий индукции магнитного поля (рис. 148).

Зная индукцию магнитного поля, можно определить силу, действующую на проводник с током (движущийся заряд) в магнитном поле. О том, как это сделать, поговорим на следующих уроках.

5. Этап первичной проверки понимания учащимися нового учебного материала.

Задача: Установить, поняли ли учащиеся новый материал. Устранить проблемы в понимании материала. Научить применять полученные знания при решении качественных задач.

Содержание.

Решение задач:

7.  Этап подведения итогов урока.

Задача. Дать анализ успешности овладения знаниями об изученных явлениях, показать типичные недостатки в знаниях, умениях и навыках

8