Методическая разработка урока "Действие магнитного поля на проводник с током"

Тема: Действие магнитного поля на проводник с током.

Цели урока:

1.Познакомить учащихся с законом Ампера и правилом левой руки. Научить применять это правило для определения направления силы Ампера. Рассмотреть применение магнитного действия тока на практике.

2.Систематизировать полученные ранее знания.

Стимулировать желание учащихся самостоятельно добывать знания из разных источников.

Оборудование: постоянный полосовой и дуговой магниты, проводник, источник постоянного тока, соединительные провода.

Демонстрации: действие магнитного поля на проводник с током, зависимость направления силы Ампера от направления тока и вектора магнитной индукции.

Ход урока.

I.Организационный момент.

1.Установленить сознательную дисциплину в классе.

2.Сформулировать цели урока.

II. Актуализация знаний

1.Фронтальный опрос.

1).Магнитное поле?

2)Основные свойства магнитного поля?

3)Силовая характеристика магнитного поля?

4) Магнитные линии? Что о них мы знаем?

5)Вихревое поле?

6)Каким полем является магнитное поле?

7)Направление вектора магнитной индукции магнитного поля постоянных магнитов.

8)Как можно определить направление вектора магнитной индукции магнитного поля:

А) прямого проводника с током;

Б) витка с током;

В) катушки с током.

9)Правило буравчика Iчасть.

10)Правило буравчика II часть.

11)Правило правой руки.

12)Что можем сказать о магнитном поле Земли?

13)Какие гипотезы по объяснению существования магнитного поля Земли существуют?

14)Куда направлена стрелка компаса?

15)Практическое применение магнитного действия тока.

2.Работа с заданиями на применение правила буравчика I, II части, правила правой руки.

3.Самостоятельная работа по применению правила буравчика I, II части, правила правой руки.

Выводы по повторению.

3.Объяснение новой темы. (Рассказ, демонстрация, решение задач, презентация, работа с учебником).

Итак, еще раз вспомним основные свойства магнитного поля:

1.Существует реально независимо от нас и наших знаний о нем.

2.Порождается движущимися зарядами или проводником с током.

3.Обнаруживается по его действию на движущиеся электрические заряды или на проводник с током.

Давайте на опыте посмотрим действие магнитного поля на проводник с током.

О1. Возьмем проводник и поместим его между полюсами постоянного дугообразного магнита.

Тока в проводнике нет. Проводник находится в покое.

О2. Замыкаем цепь. По проводнику пойдет ток. Проводник выдвигается из дугообразного магнита.

Следовательно, со стороны магнитного поля на проводник с током, помещенный в это магнитное поле , действует сила.

В 1820 году французский физик Андре Мари Ампер экспериментально установил, от каких величин зависит сила, действующая на элемент тока. Учитывая заслуги ученого, эту зависимость назвали законом Ампера. Силу, с которой магнитное поле действует на участок проводника с током, назвали силой Ампера.

Сила , с которой магнитное поле действует на помещенный в него отрезок проводника с током, равна произведению силы тока, модуля вектора магнитной индукции, длины отрезка проводника и синуса угла между направлениями тока и магнитной индукции.

F=IВLsinα

Рассмотрим примеры:

1.Силу тока увеличивают в 4 раза, длину проводника уменьшают в 8 раз, Во сколько раз изменится сила Ампера? В=const, α=соnst.

2. Модуль вектора магнитной индукции увеличивают в 2 раза, силу тока увеличивают в 5 раз. L=const, α=соnst. Как меняется сила Ампера?

Как мы видим из формулы, сила Ампера зависит от синуса угла между направлениями тока и магнитной индукции.

Если α=0 sin0=0 F=0 т.е. сила Ампера не действует.

Если α=90 sin90=1 F=Fa max т.е. сила Ампера максимальная.

Итак, если направление вектора магнитной индукции магнитного поля совпадает или противоположно направлению тока, то сила Ампера на проводник не действует.

Если направление вектора магнитной индукции магнитного поля перпендикулярно направлению тока, то сила Ампера наибольшая.

Отсюда и получаем формулу для вычисления модуля вектора магнитной индукции.

В=Fа max/ IL

Модуль вектора магнитной индукции – физическая величина, равная отношению максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на отрезок проводника с током, к произведению силы тока на длину отрезка проводника.

Единица измерения магнитной индукции – 1тесла=1Тл

В честь сербского электротехника Николы Тесла.

1Тл=1Н\1А1м

Магнитная индукция однородного поля равна 1Тл, если на отрезок проводника длиной 1м при силе тока в нем 1А действует со стороны поля максимальная сила 1Н.

Обратимся к учебнику. На странице 75 дается таблица с значениями индукции магнитного поля. Рассмотрим эту таблицу.

Итак, теперь мы умеем не только определять направление вектора магнитной индукции, но и умеем оценивать количественно.

Единица измерения магнитной индукции названа в честь Николы Тесла. Кто он , каковы его заслуги? Об этом мы узнаем из презентации.

Презентация «Никола Тесла».

Еще раз обратимся к нашему опыту.

О3. Попробуем поменять направление тока. Направление силы Ампера меняется.

О4.Изменяем местами полюсы полюса магнита. Тем самым, меняя направление вектора магнитной индукции. Направление силы Ампера меняется.

Следовательно, направление силы Ампера зависит от направления тока и от направления вектора магнитной индукции.

Для определения направления силы Ампера существует правило левой руки: если кисть левой руки расположить так, что четыре вытянутых пальца указывают направление тока в проводнике, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на отрезок проводника.

V. Рефлексия.

Рассмотрим примеры применения правила левой руки для определения силы Ампера.

Практическое применение силы Ампера: электроизмерительные приборы, громкоговоритель, электродвигатель…

Вспомним устройство и принцип действия амперметра, вольтметра.

Итак, что мы узнали нового на уроке?

Сила Ампера. От каких величин зависит. Закон Ампера. Формула для определения модуля вектора магнитной индукции. Определение. Единица измерения. Правило левой руки. Применение действия магнитного поля на проводник с током.

VI.Тестирование с помощью ИКТ.

VII.Домашнее задание: §20 прочитать, ответить на вопросы, №1-4 решить.

.