Мета: навчальна: ознайомлення з електричною та магнітною взаємодією та явищем
електромагнітної взаємодії.
розвиваюча: розвивати образне та логічне мислення, творчу уяву,
уважність.
виховна: виховувати здатність долати труднощі; інтерес до
вивчення фізики; формувати науковий світогляд.
Обладнання:
мультимедійна презентація до теми уроку, відеофільм «Взаємодія струмів».
Тип уроку: урок повідомлення нового матеріалу.
Структура
уроку
I.
Організаційний етап.
II.
Актуалізація опорних знань.
III.
Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми, мети уроку.
IV.
Вивчення нового матеріалу
1. Взаємодія магнітів
2. Взаємодія магнітів і
провідників зі струмами
V. Закріплення нового
матеріалу.
VI. Підбиття підсумків
уроку. Рефлексія.
VІI. Завдання додому.
Хід уроку
І. Організаційний
етап
Вітання.
II. Актуалізація опорних знань
Фронтальне опитування
1. Дайте означення поняттю електричного поля.
2. Основною ознакою електричного поля є ...
3. Напруженість електричного поля – це ....
Запишіть формулу.
4. Сформулюйте закон, за яким визначають силу
взаємодії двох заряджених тіл. Запишіть формулу. Ім’я якого вченого він носить?
5. Як взаємодіють одно- й різнойменні заряди?
6. Дайте означення силі струму та напрузі.
7. Пригадайте, що таке магнітне поле?
8. Які властивості магнітного поля вам відомі?
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.
Оголошення теми, мети уроку.
В 9 класі ви вже вивчали магнітне поле та його властивості, на
попередніх уроках ми докладно вивчили електричне поле та електричний струм.
Сьогодні ми вивчимо взаємодію поєднання електричної та магнітної взаємодій –
електромагнітну взаємодію. Але для початку давайте розв’яжемо задачу. (Постановка проблемної ситуації).
Задача (винахідницька).
Як еталон прямолінійності зручно використовувати тонкий натягнутий
дріт. Але під дією сили тяжіння Землі дріт, хоч і небагато, але прогинається.
Оскільки це еталон,то навіть незначні прогини недопустимі. Як усунути цей
недолік?
(Учні висловлюють власні припущення)
Ідеї цікаві. Але сьогоднішній урок допоможе вам знайти ще легше
вирішення даної проблеми.
ІV. Повідомлення нового матеріалу.
У будь-якого магніту є два полюси (полюсами магніту називають ті його
частини, поблизу яких найбільше сильно проявляється дія магніту). Однойменні
полюси магнітів відштовхуються, а різнойменні — притягуються.
Взаємодія полюсів магніту дуже схожа на взаємодію електричних зарядів. Так
само, як і для електричних зарядів, сила взаємодії полюсів убуває обернено
пропорційно квадрату відстані між ними.
Одержати «одиночні» магнітні полюси (тільки північний і тільки південний),
подібні до позитивних і негативних електричних зарядів, неможливо: якщо
розпиляти магніт, виходять два менших магніти, у кожного з яких є знову два
полюси — північний і південний. Уже в XX столітті було встановлено, що навіть
елементарні частинки, такі як протон і електрон, є малюсінькими магнітами, які
мають по два полюси.
Між нерухомими електричними зарядами діють сили, які визначаються за
законом Кулона. Проте між електричними зарядами можуть діяти сили й іншої
природи. Взаємодії між провідниками зі струмом, тобто взаємодії між рухомими
електричними зарядами, називають магнітними.
Учення про магніти та їх взаємодію тривалий час розвивалося відокремлено,
як одна із галузей науки, аж поки низка відкриттів і теоретичних досліджень у XIX ст.
не довела органічний зв'язок магніта з електрикою.
Одним із фундаментальних доведень єдності електричних і
магнітних явищ є результат досліду Г.-К. Ерстеда, датського фізика, який у 1820
р. виявив, що магнітна стрілка змінює своє положення поблизу провідника зі
струмом.
Причиною цього є електричний струм — напрямлений рух
заряджених частинок у провіднику.
Магнітні явища хоча й пов'язані з електричними, проте не тотожні їм. Це
також підтверджується дослідами.
Якщо взяти два довгі паралельні провідники і приєднати їх до джерела
струму, то ми побачимо, що провідники, по яких струм тече у різних напрямах,
відштовхуються один від одного (мал. 1, а), а коли у провідниках струм
проходить в одному напрямі, вони притягуються один до одного (мал. 1, б).
Висновок:
якщо струми течуть в одному напрямку, то провідники притягуються, а якщо в протилежних напрямках — то відштовхуються.
Цей дослід було проведено Ампером. Він експериментально встановив, що
паралельні провідники зі струмами взаємодіють.
Електричний
струм в одному з провідників створює навколо себе магнітне поле, яке діє на
струм у другому провіднику. Поле, створене електричним струмом другого
провідника, діє на перший.
Отже, подібно до того, як у просторі, що оточує нерухомі
електричні заряди, існує електричне поле, у просторі, що оточує струми, існує
поле, яке називають магнітним.
Взаємодію між
провідниками зі струмом, тобто взаємодію між рухомими електричними зарядами,
називають магнітною. Сили, з якими провідники зі струмом діють один на
одного, називають магнітними силами.
Магнітне поле — це особлива форма матерії, за допомогою якої
здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками.
Властивості
магнітного поля:
Ø магнітне поле завжди
зв'язане з рухом заряджених частинок або тіл;
Ø магнітне поле діє на
рухомі заряджені частинки або тіла.
Два провідники зі струмом
взаємодіють один з одним. Це явище пояснюється тим, що сила, яка діє на кожний
з провідників, зумовлена магнітним полем, створеним струмом другого провідника.
Тому зрозуміло, що коли ми помістимо провідник зі струмом у магнітне поле,
наприклад в поле постійного магніту, то на нього діятиме сила.
Дослід.
Замкнувши коло, пропустимо струм повільно підвішеному провіднику, що
перебуває в магнітному полі підковоподібного магніту. Ми помітимо, що провідник
почне рухатися (мал. 2).
Якщо ж забрати магніт, то провідник зупиниться. Отже, з боку магнітного
поля на провідник зі струмом діє сила F так само, як діє сила з боку магнітного поля на магнітну стрілку.
Змінюючи напрям струму або напрям силових ліній магнітного поля, ми помічаємо,
що змінюється і напрям руху провідника, а отже, і напрям сили, що діє на
провідник. Цю силу називають силою Ампера.
Напрям сили, що діє
на провідник зі струмом у магнітному полі, можна визначити, користуючись
правилом лівої руки.
Правило лівої руки:
Руку
розміщують так, щоб силові лінії поля входили в долоню, а чотири пальці
збігалися з напрямом струму у провіднику, тоді великий палець, відігнутий на
90°, покаже напрям сили, що діє на провідник (мал. 3)
Рух провідника зі струмом у магнітному полі дуже широко застосовується в
техніці: в електродвигунах, у вимірювальних приладах з котушкою, що
обертається, і в багатьох інших пристроях.
V. Закріплення нового матеріалу.
Розв'язання проблемної задачі (винахідницька задача):
Над
еталоном слід протягнути другий дріт, пропустити в них струми одного напрямку,
щоб гравітаційний прогин був скомпенсований взаємним протягуванням дротів один
до одного.
(Розв’язання задачі базується на
знанні взаємодії прямолінійних провідників зі струмом і застосована для
винахідницького розв’язання задачі з механіки).
Якісні
задачі
1. Північний полюс
магніту підносять до позитивно зарядженої тенісної кульки, що висить на нитці.
Що спостерігатиметься — притягання або відштовхування? Як зміниться відповідь,
якщо кулька заряджена негативно?
Розв'язання
В обох випадках буде спостерігатися притягання, обумовлене поділом заряджених
частинок у нейтральному тілі (магніті) під дією електричного поля. Заміна
позитивного заряду кульки на негативний і (або) північного магнітного полюса на
південний ніяк не вплине на результат: магнітне поле взагалі не діє на нерухомі
заряджені частинки або тіла.
2. Чи відхилиться
магнітна стрілка, якщо її розмістити поблизу рухомого пучка частинок:
а) електронів;
б) атомів;
в) позитивних іонів?
3. У який спосіб можна
дізнатися, чи є струм у проводі, не користуючись амперметром?
VІ. Підбиття
підсумків уроку. Рефлексія.
1.
Що нового ви дізналися на уроці сьогодні?
2.
Вам було цікаво?
3.
Що було найнеочікуванішим на уроці сьогодні?
VІI. Завдання додому.
1. Опрацювати
відповідний параграф підручника.
2. Обміркувати питання.
Відповіді записати в зошиті.
1. Чи можна розрізати магніт так, щоб один з отриманих
магнітів мав тільки північний полюс, а інший — тільки південний?
2. Опишіть кілька способів, за допомогою яких можна
визначити, чи намагнічений шматок сталевого дроту.
3. Турист знайшов у лісі сталеве полотно ножівки. Як може
він визначити, чи намагнічене це полотно, якщо в нього немає із собою предметів
з магнітних матеріалів?
Немає коментарів:
Дописати коментар