Магнітне поле струму. Правило свердлика

Вчитель: Мокра Анна Ігорівна

Предмет: Фізика

Клас: 9

Семестр: І

Розділ: Магнітне поле

Тема: Магнітне поле струму. Правило свердлика

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про магнітні поля прямолінійного провідника та котушки зі струмом; сформувати знання про правило свердлика.

Розвиваюча: розвивати логічне мислення учнів, продовжити формування фізичного стилю мислення школярів шляхом розвитку вміння виявляти причинно-наслідкові зв'язки між явищами дійсності; продовжити формувати у свідомості школярів наукову картину світу шляхом розширення їхніх уявлень про електромагнітне поле.

Виховна: продовжити виховання інтересу школярів до фізики як науки та навчального предмета; прищеплювати цілеспрямованість і наполегливість.

Очікувані результати: учні мають усвідомлювати, що напрямок магнітних ліній магнітного поля провідника зі струмом залежить від напрямку струму в провіднику; влити визначати їх напрямок за допомогою правила свердлика та правила правої руки; розуміти, від чого залежить модуль індукції магнітного поля провідника зі струмом; уміти визначати розташування магнітних полюсів котушки зі струмом за допомогою правої руки.

Тип уроку: комбінований.

Наочність і обладнання: комп’ютер, проектор, підручник, прямолінійний провідник, джерело струму, аркуш картону, магнітні ошурки, 4-5 магнітних стрілок, роздатковий матеріал.

Навчальні відео: «Провідник зі струмом (ошурки)», «Провідник зі струмом (магнітні стрілки)», «Котушка зі струмом (магнітні стрілки)».

 

План уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП (2 хв)

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ (7 хв)

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (18 хв)

IV. ЗАКРІПЛЕНЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ (12 хв)

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ (4 хв)

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ (2 хв)

VII. ВІДПОВІДІ

 

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Вітання з учнями.

Звіт чергового учня.

Опитування щодо самопочуття.

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ 

Перевірка опрацювання § 2

 

Самостійна робота за питаннями

Учням роздається роздатковий матеріал – бланки з питаннями  - всього варіантів 4 по 2 питання в кожному.

Учні пишуть самостійну роботу

 

Питання самостійної роботи

1.     Дайте означення магнітної індукції.

Магнітна індукція – це векторна фізична величина, яка характеризує силову дію магнітного поля.

2.     Як напрямлений вектор магнітної індукції?

За напрямок магнітної індукції в даній точці магнітного поля обрано напрямок, у якому вказує північний полюс магнітної стрілки, встановленої в цій точці.

3.     Якою є одиниця магнітної індукції в СІ? На честь кого її названо?

Одиниця в систему СІ – тесла, названа на честь сербського фізика Ніколи Тесли:

4.     Наведіть означення ліній магнітної індукції.

Умовні напрямлені лінії, дотичні до яких у кожній точці збігаються з лінією, уздовж якої напрямлений вектор магнітної індукції, називають лініями магнітної індукції або магнітними лініями.

5.     Який напрямок узято за напрямок магнітних ліній?

За напрямок ліній магнітної індукції в даній точці домовилися брати напрямок вектора магнітної індукції.

6.     Від чого залежить щільність розташування магнітних ліній?

Лінії магнітної індукції щільніше розташовані в тих областях магнітного поля, де модуль магнітної індукції більше.

7. Яке магнітне поле називають однорідним?

Однорідне магнітне поле – це магнітне поле в кожній точці якого вектори магнітної індукції однакові як за модулем, так і за напрямком.

8. Яке магнітне поле називають неоднорідним?

Неоднорідне магнітне поле – це магнітне поле, в якого вектори магнітної індукції в різних точках мають різні значення та напрямки.

9. Доведіть, що Земля має магнітне поле.

З метою вивчення земного магнетизму Вільям Гільберт виготовив постійний магніт у вигляді кулі (модель Землі). Розташувавши на цій кулі компас, він помітив, що стрілка компаса поводиться точно так само, як на поверхні Земля. Експерименти дозволили вченому припустити, що Земля – це величезний магніт.

10. Як розташовані магнітні полюси Землі відносно географічних?

Поблизу північного географічного полюса Землі розташований її південний магнітний полюс, поблизу південного географічного полюса – північний магнітний полюс.

11. Що таке магнітні бурі? Як вони впливають на людину?

Сильні збурення магнітного поля Землі, що охоплюють усю планету і тривають від одного до кількох днів, називають магнітними бурями. Здорові люди їх практично не відчувають, а от у тих, хто має серцево-судинні захворювання та захворювання нервової системи, магнітні бурі викликають погіршення самопочуття.

 

Перевірка домашнього завдання № 2: завдання 2, 4 – усно.

Ви вже дізналися, що навколо провідника зі струмом існує магнітне поле.

Як графічно зобразити магнітне поле провідника зі струмом?

 

IІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Магнітне поле провідника зі струмом

 

Проведемо дослід (або демонстрація відео «Провідник зі струмом (ошурки)»

Крізь отвір у горизонтально розміщеному картоні пропустимо вертикальний провідник зі струмом. Притрусимо картон залізними ошурками й замкнемо коло. У результаті досліду ми побачимо, що ошурки розмістилися навколо провідника концентричними колами. Таким чином ошурки відтворять картину ліній індукції магнітного поля прямого провідника зі струмом.

 

Проблемне питання

• Як визначити напрямок магнітних ліній?

 

Проведемо дослід (або демонстрація відео «Провідник зі струмом (магнітні стрілки)»

 

Розташуємо поряд із провідником декілька магнітних стрілок і пустимо в провіднику струм – стрілки розташуються перпендикулярно до провідника та зорієнтуються (рис. а). Північний полюс кожної стрілки вкаже напрямок вектора індукції магнітного поля в даній точці, а отже, і напрямок магнітних ліній цього поля.

 

Зі зміною напрямку струму в провіднику зміниться й орієнтація магнітних стрілок (рис. б). Це означає, що напрямок магнітних ліній залежить від напрямку струму в провіднику.

 

Зрозуміло, що визначати напрямок ліній магнітної індукції за допомогою магнітної стрілки не завжди зручно, тому використовують правило свердлика або правило правої руки.

Правило свердлика: якщо вкручувати свердлик за напрямком струму в провіднику, то напрямок обертання ручки свердлика вкаже напрямок ліній магнітного поля струму.

Правило правої руки: якщо спрямувати великий палець правої руки за напрямком струму в провіднику, то чотири зігнуті пальці вкажуть напрямок ліній магнітного поля струму.

 

Проблемні питання

• Як напрямлені лінії індукції магнітних полів?

а) Струм іде до нас.

б) Струм іде від нас.

 

• За напрямком ліній індукції магнітного поля встановіть напрямок струму в провіднику АВ.

 

Модуль індукції магнітного поля:

- Зі збільшенням відстані від провідника індукція створеного ним магнітного поля значно зменшується.

- Зі збільшенням сили струму в провіднику індукція створеного ним магнітного поля збільшується.

 

Проблемне питання

• Чому зі збільшенням відстані від провідника щільність розташування ліній магнітної індукції зменшується?

• Чи однаковими є модулі векторів і  ?

 

 

2. Магнітне поле котушки зі струмом

Проведемо дослід (або демонстрація відео «Котушка зі струмом (магнітні стрілки)»

Змотаємо ізольований дріт у котушку й пустимо в ньому струм. Якщо тепер навколо котушки розмістити магнітні стрілки, то до одного торця котушки стрілки повернуться північним полюсом, а до другого – південним.

Навколо котушки зі струмом існує магнітне поле.

Котушка зі струмом має два полюси – південний і північний.

Правило правої руки (для котушки):

Якщо чотири зігнуті пальці правої руки спрямувати за напрямком струму в котушці, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок на північний полюс котушки.

 

Зі зміною напрямку струму в котушці її полюси зміняться.

 

Проблемне питання

• Як розташовані магнітні полюси соленоїда, підключеного до джерела струму?

 

Лінії індукції магнітного поля штабового магніту (а) і котушки зі струмом (б):

         

 

 

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ

1. Визначте напрямок силових ліній магнітного поля провідника зі струмом.

 

 

2. Укажіть напрямок струму в провіднику.

 

3. Як розташовані магнітні полюси соленоїда, підключеного до джерела струму? Намалюйте силові лінії магнітного поля котушки зі струмом. Укажіть їхній напрямок.

 

4. На рисунку зображено магнітне поле котушки зі струмом. Вкажіть напрямок струму в котушці.

 

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Повідомлення учням оцінок.

Відповіді на запитання.

 

Бесіда за питаннями

Чи дізналися ви щось цікаве на уроці?

Що вам найбільше сподобалося з уроку?

 

VI. Домашнє завдання

Опрацювати § 3, Вправа № 3 (1, 2)

 

VII. ВІДПОВІДІ

№3

1.  Напрямок струму в провіднику від В до А.

2.

1) Магнітне поле провідника напрямлене проти ходу годинникової стрілки.

2) Напрямок струму в провіднику – від нас.

3) На рис.2а поле в точках А і В  - однакове; на рис.2б магнітне поле в точці А сильніше.