Опорний конспект уроку Сила Ампера

Вчитель: Мокра Анна Ігорівна

Предмет: Фізика

Клас: 9

Семестр: І

Розділ: Магнітне поле

Тема: Сила Ампера

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про силу Ампера та магнітну індукцію як силову характеристику магнітного поля.

Розвиваюча: розвивати логічне мислення школярів; продовжити розвиток фізичного стилю мислення учнів; продовжити формування у свідомості школярів наукової картини світу шляхом висвітлення єдності та взаємозумовленості електричних та магнітних явищ.

Виховна: продовжити виховання інтересу школярів до вивчення фізики, виховувати уважність, спостережливість учнів.

Очікувані результати: учні повинні вміти характеризувати силу Ампера як фізичну величину, визначати її напрямок за правилом лівої руки, розуміти фізичний зміст магнітної індукції.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Наочність і обладнання: комп’ютер, проектор, підручник, джерело струму, реостат, ключ, дугоподібний магніт, алюмінієвий провідник на підвісах, дроти.

Навчальні відео: «Дія магнітного поля на провідник зі струмом».

 

План уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП (2 хв)

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ (5 хв)

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (17 хв)

IV. ЗАКРІПЛЕНЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ (16 хв)

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ (3 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 § 3

 

Бесіда за питаннями

1.     Як визначити напрямок ліній магнітного поля провідника зі струмом?

Напрямок ліній індукції магнітного поля провідника зі струмом можна визначити за допомогою магнітних стрілок або за допомогою правила свердлика чи правила правої руки.

2.     Сформулюйте правило свердлика.

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

3.     Сформулюйте правило правої руки.

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

4.     Як індукція магнітного поля провідника зі струмом залежить від відстані до провідника? Від сили струму в провіднику?

Зі збільшенням відстані від провідника магнітна індукція створеного ним магнітного поля значно зменшується. Зі збільшенням сили струму в провіднику магнітна індукція створеного ним магнітного поля збільшується.

5.     Який вигляд мають лінії магнітного поля прямого провідника зі струмом? Котушки зі струмом?

Лінії індукції магнітного поля прямого провідника зі струмом мають вигляд концентричних кіл, що охоплюють провідник. Лінії магнітного поля котушки зі струмом виходять із північного полюса котушки і входять у південний, завжди замкнені.

6.     Як визначити магнітні полюси котушки зі струмом?

Магнітні полюси котушки зі струмом можна визначити за допомогою правила правої руки.

 

Перевірка домашнього завдання №3 (1, 2) - усно

 

З досліду Ерстеда, ми знаємо, що магнітне поле, створене провідником зі струмом, діє на магнітну стрілку. З курсу фізики 8-го класу пам’ятаєте, що сила – це векторна фізична величина, тому, щоб повністю визначити силу, слід уміти розраховувати її значення та визначати напрямок.

Чи може магнітне поле постійного магніту чинити дію на провідник зі струмом?

Саме вивченням цієї сили, з якою діє магнітне поле постійного магніту на провідник, ми будемо сьогодні досліджувати.

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Характеризуємо силу, яка діє на провідник зі струмом

Демонстраційний дослід (або демонстрація відео «Дія магнітного поля на провідник зі струмом»)

 

Візьмемо прямий провідник, виготовлений зі слабомагнітного матеріалу, наприклад алюмінію, і підвісимо його на тонких і гнучких проводах таким чином, щоб він перебував між полюсами підковоподібного постійного магніту (рис. а).

Якщо замкнути коло, провідник почне рухатися (у випадку, зображеному на рис. б – втягуватись до підковоподібного магніту).

Якщо поміняти напрямок магнітного поля (положення полюсів магніту) на протилежний (рис. в), провідник у магнітному полі підковоподібного магніту буде рухатися у протилежний бік.

Напрямок руху провідника зміниться на протилежний і у випадку зміни напрямку струму в провіднику.

                 Рис. а                                  Рис. б                                  Рис. в

Рух провідника пояснюється взаємодією двох полів: магнітного поля, що створюється струмом, і поля постійного магніту. Причиною такого відхилення є сила, що діє на провідник зі струмом з боку магнітного поля. Довів наявність цієї сили і з’ясував, від чого залежать її значення та напрямок, французький фізик Андре Марі Ампер. Саме тому цю силу називають силою Ампера.

Сила Ампера – це сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом.

Проблемне питання

• Від чого залежить сила Ампера?

Сила Ампера прямо пропорційна силі струму в провіднику та довжині активної частини провідника (тобто частини, яка розташована в магнітному полі).

Сила Ампера збільшується зі збільшенням індукції магнітного поля і залежить від того, під яким кутом до ліній магнітної індукції розташований провідник.

Значення сили Ампера () обчислюють за формулою:

 

F_А – сила Ампера;

B – індукція магнітного поля, в якому розташований провідник;

I – сила струму в провіднику;

l – довжина активної частини провідника (тобто частини провідника, розташованої в магнітному полі);

α – кут між напрямком вектора магнітної індукції і напрямком струму в провіднику.

 

Проблемне питання

• Поясніть чому:

Сила Ампера:

• буде найбільшою, якщо провідник розташований перпендикулярно до магнітних ліній поля; (
• дорівнюватиме нулю, якщо провідник розташований паралельно магнітним лініям поля. (

Магнітне поле не діє на провідник зі струмом , якщо провідник розташований паралельно магнітним лініям поля .

Проблемне питання

• Як визначити силу Ампера?

Щоб визначити напрямок сили Ампера, використовують правило лівої руки:

Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок сили Ампера.

Проблемне питання

•    Визначте напрямок сил, що діють на провідники зі струмом у магнітному полі.

                            

 

 

2. Магнітна індукція

Якщо провідник розташований перпендикулярно до ліній магнітного поля , то поле діє на провідник із максимальною силою:

Звідси отримуємо формулу для визначення модуля магнітної індукції:

Магнітна індукція – це векторна фізична величина, що характеризує силову дію магнітного поля та чисельно дорівнює відношенню максимальної сили, з якою магнітне поле діє на розташований у цьому полі провідник зі струмом, до добутку сили струму в провіднику на довжину активної частини провідника.

Значення магнітної індукції не залежить ані від сили струму в провіднику, ані від довжини провідника, а залежить тільки від властивостей магнітного поля.

Наприклад, якщо зменшити силу струму в провіднику, то зміниться й сила Ампера, з якою магнітне поле діє на провідник, а от значення магнітної індукції залишиться незмінним.

У СІ одиниця магнітної індукції — тесла (Тл), одиниця сили — ньютон (Н), сили струму — ампер (А), довжини — метр (м), тому:

1 Тл – це індукція такого однорідного магнітного поля, яке діє із силою 1 Н на провідник завдовжки 1 м, у якому тече струм силою 1 А.

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ

1. Визначте напрямок сил, що діють на провідники зі струмом у магнітному полі.

                                             

 

2. Визначте напрямок струму в провіднику, який перебуває у магнітному полі.

                             

 

3. Визначте полюси постійного магніту.

                             

4. Визначте напрямок дії сили Ампера. У якому випадку магнітне поле не діє на провідник зі струмом?

5. Визначте модуль сили Ампера, що діє на провідник зі струмом завдовжки 25 см у магнітному полі з індукцією 0,04 Тл, якщо кут між вектором магнітної індукції й напрямком струму становить 30°. Сила струму в провіднику дорівнює 0,25 А.

Дано:	Розв’язання На провідник зі струмом у магнітному полі діє сила   Відповідь:

 

6. Прямолінійний провідник довжиною 0,5 м, по якому проходить струм силою 2 А, знаходиться в однорідному магнітному полі під кутом 30° до ліній індукції. При цьому на нього діє сила Ампера, модуль якої 0,5 Н. Визначити модуль індукції магнітного поля.

Дано:	Розв’язання На провідник зі струмом у магнітному полі діє сила   Відповідь:

    V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Повідомлення учням оцінок.

Бесіда за питаннями

Чи дізналися ви щось цікаве на уроці?

Що вам найбільше сподобалося з уроку?

 

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати § 4, Вправа № 4 (1, 2)

Вчитель розділяє учнів на 3 команди (щоби порівну учні, що добре розуміють фізику і ті, що погано) і дає завдання:

Підготувати по 4 питання з § 4 для іншої команди, команда яка краще всіх відповість на питання отримає імунітет до поганих оцінок (<8 або тих, що учні вважають для себе поганими) до кінця уроку.

VIІ. ВІДПОВІДІ

1. Для визначення напрямку сили Ампера використаємо правило лівої руки:

а) сила Ампера напрямлена вгору;

б) сила Ампера напрямлена вправо;

в) сила Ампера напрямлена вправо;

г) сила Ампера дорівнює нулю.

2.