Презентація до заняття з фізики "Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера"

Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера.

Мета уроку: Розкрити залежність сили дії магнітного поля на провідник зі струмом від індукції магнітного поля, сили струму в провіднику, довжини активної частини провідника і кута між напрямом струму в провіднику і напрямом ліній магнітної індукції. Добитися засвоєння і уміння застосовувати в різних ситуаціях правила лівої руки. Розвивати уміння спостерігати, порівнювати і узагальнювати результати експерименту, розвивати в учнів навички самостійного набування знань.

Рухомий електричний заряд Правило правого гвинта Тл

В -І 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 а б в г В -ІІ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 а б в г В -ІІІ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 а б в г В -ІV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 а б в г

Між полюсами постійного магніту розміщено провідник зі струмом. Замкнемо ключ. Коли по провіднику проходить струм провідник виштовхується з проміжку між полюсами магніту змінюємо напрям струму провідник втягується у проміжок між полюсами магніту

Змінимо напрям магнітних ліній поля Провідник втягується у проміжок між полюсами магніту Провідник виштовхується з проміжку між полюсами магніту Висновок: На провідник зі струмом у магнітному полі діє сила. Напрям сили, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, залежить від напряму струму в провіднику та напряму магнітних ліній поля.  

Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, називається силою Ампера. Напрям сили Ампера можна визначити за правилом лівої руки. Правило лівої руки Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 900 великий палець укаже напрямок сили Ампера.

Від чого залежить сила Ампера? Дослід 1. Дослідження залежності сили Ампера від сили струму в провіднику. Зібрати експериментальну установку. Движок реостата встановити на максимальний опір. Замкнути електричне коло на декілька секунд. 4. Спостерігаємо відхилення котушки від первинного положення. 5. Дослід повторити при різних значеннях сили струму, яка змінюється за допомогою реостата. Висновок: Дротяний моток відхиляється на більший кут, якщо збільшити силу струму. Сила Ампера збільшується із збільшенням сили струму в провіднику.

Дослід 2. Дослідити залежність сили Ампера від магнітної індукції. Спостерігаємо відхилення котушки від первинного положення спочатку при одному, а потім при двох магнітах. Висновок: Сила Ампера збільшується із збільшенням індукції магнітного поля. Дослід 3. Дослідити залежність сили Ампера від напряму магнітного поля. Змінити відносне розташування мотка і магніту. Вкажіть напрям магнітного поля, напрям струму і передбачуваний рух мотка відносно магніту. Висновок: Якщо напрям магнітної індукції перпендикулярний площі витка, то відхилення максимальне, паралельний – відхилення витка не спостерігається.  

Дослід 4. Дослідити залежність сили Ампера від довжини провідника. Спостерігаємо відхилення від первинного положення спочатку однієї котушки, а потім двох котушок, в однаковому магнітному полі. Висновок: Сила Ампера збільшується із збільшенням довжини провідника.

Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, прямо пропорційна силі струму, магнітній індукції, активній довжині провідника і залежить від кута між напрямом струму і напрямом ліній магнітної індукції. провідник розташований паралельно магнітним лініям провідник розташований перпендикулярно до магнітних ліній

І1 І1 І2 І2 В1 В2 F12 сила струму-в одному напрямку сили ампера – назустріч провідники притягуються сила струму – в різних напрямках сили Ампера – протилежні провідники відштовхуються

У результаті дії сили Ампера рамка зі струмом може обертатися в магнітному полі. Явище обертання рамки зі струмом у магнітному полі використовують у роботі електродвигунів.

Застосування магнітів Електромагніт — пристрій, що створює магнітне поле при проходженні електричного струму. Звичайно електромагніт складається з обмотки і феромагнітного осердя, який набуває властивостей магніту при проходженні по обмотці струму.

Магнітна дефектоскопія Властивості виникнення полюсів у любому місці, де намагнічений матеріал, розділений на частини, використовується для знаходження тріщин в стальних предметах.

ОСОБЛИВА ДОШКА Якось відомий фізик і математик Ампер ішов вулицею і вираховував щось у голові. Раптом він побачив перед собою чорну дошку, таку ж, як в аудиторії. Зрадівши, він підбіг до неї, дістав шматочок крейди, яку завжди мав при собі, і почав писати формули. Дошка, однак, зрушила з місця. Ампер, не усвідомлюючи того, що робить, пішов за нею. Дошка набирала швидкість. Ампер побіг. Отямився він тільки тоді, коли почув нестримний сміх перехожих. Аж тепер учений помітив, що дошка, на якій він писав формули, - це задня стінка чорної карети.

1. 2.

S N I 3. 4. Знайти напрям сили Ампера FA - до нас

FA – не діє

а) зменшиться в 4 рази; б) збільшиться в 2 рази; в) збільшиться в 4 рази; г) зменшиться в 2 рази. 1. Як зміниться сила Ампера, що діє на провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при збільшенні індукції магнітного поля в 2 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції. Тестові завдання:

а) зменшиться в 3 рази; б) збільшиться в 3 рази; в) збільшиться в 9 разів; г) зменшиться в 9 разів. 2. Як зміниться сила Ампера, що діє на прямолінійний провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при зменшенні сили струму в провіднику в 3 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції.

3. Як зміниться сила Ампера, що діє на прямолінійний провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при збільшенні сили струму в провіднику в 2 рази та зменшенні довжини провідника в 2 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції. а) зменшиться в 2 рази; б) збільшиться в 4 рази; в) не зміниться; г) зменшиться в 4 рази.

4. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі. а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

5. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі. а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

6. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

7. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

8. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

9. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

Релаксація Проведемо дослід, який на мою думку, є парадоксальним. Запалимо сірник, потушимо його і піднесемо до полюса магніту. Головка притягується до магніту. Що відбувається? При виробництві сірників в склад головок добавляють оксид заліза (ІІІ) – залізний сурик, який не має магнітних властивостей. При згорянні в результаті високотемпературної реакції залізний сурик перетворюється в іншу кристалічну модифікацію оксиду залізі (ІІІ), яка притягується магнітом.

Задача 1. Провідник зі струмом силою 14 А вміщений у магнітне поле з індукцією 0,5 Тл. З якою силою діє поле на провідник довжиною 50 см, розміщений під кутом 900 до вектора магнітної індукції? Чому дорівнює сила, коли напрям струму утворює з напрямом вектора індукції кут 300? Чому дорівнює сила, коли провідник зі струмом розміщений вздовж ліній магнітної індукції поля? Розв’язування задач. Відповідь: 3,5Н; 1,75Н; 0 Н.

Задача 2. В однорідному магнітному полі з індукцією 0,8 Тл на прямий провідник зі струмом 30А, довжина активної частини якого10см, діє сила 1,5Н. Під яким кутом до вектора індукції розташований провідник? Відповідь: 390 Задача 3. Сила струму в горизонтально розташованому провіднику завдовжки 20 см і масою 4 г дорівнює 10 А. Знайти індукцію магнітного поля, в яке потрібно помістити провідник, щоб сила тяжіння урівноважилася силою Ампера. Провідник розташований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. Відповідь: 20мТл.

Задача 4. Яку роботу виконує однорідне магнітне поле з індукцією 15мТл під час переміщення провідника довжиною 2м зі струмом 10А на відстань 20см у напрямі дії сили? Провідник розташований під кутом 300 до ліній індукції магнітного поля. Відповідь: 30мДж.

Домашнє завдання. Є.В. Коршак «Фізика 11» вивчити §26-28, повторити §24-25. Ф.Я. Божинова «Збірник задач. Фізика 11», розв’язати задачі №11.10, 11.18, 11.34.