Розробка уроку з теми: "Магнітна взаємодія та магнітне поле"

Тема: Магнітна взаємодія та магнітне поле. Індукція магнітного поля.

Мета: Розширити уявлення учнів про магнітне поле, довести, що воно є матеріальним фізичним об’єктом; встановити взаємозв’язок між магнітним полем і електричним струмом (рухомими електричними зарядами); вивчити силову характеристику магнітного поля, дати поняття вектора індукції магнітного поля та навчити практично визначати його напрям; сформувати поняття про лінії магнітної індукції, вихровий характер магнітного поля.

Формувати в учнів пізнавальної зацікавленості темою, що вивчається, розширити світогляд учнів про магнітні явища (предметна і самоосвітня компетентність). Продовжити формування соціальної компетентності через організацію роботи в парах. Розвивати вміння узагальнювати і систематизувати знання; з метою розвитку мислення розвивати вміння: пояснювати подібні матеріали; виявляти аналогії; розкривати загальне і конкретне; встановлювати закономірності; встановлювати головне, суттєве у матеріалі, що вивчається. Виховувати уважність, зібраність, спостережливість.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Очікувані результати: учень наводить приклади магнітної взаємодії, впливу магнітних полів на живі організми, називає полюси  магнітів, пояснює природу магнітного поля.

Наочність і обладнання: мультимедійні засоби навчання, підручник, прилади і матеріали для демонстрації досліду Ерстеда, взаємодії паралельних провідників зі струмом, дії магнітного поля на провідник зі струмом.

Перебіг уроку

І. Організаційний  етап

ІІ. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми і мети уроку

Гра «Упізнай героя»

• Це використовують птахи, черепахи, корови.
• Це можна визначити за допомогою одного з додатків телефону
• Початок вивчення  цього пов’язують  зі знахідкою пастуха з острова Кріт.
• Це є у Землі, але немає у Марса

«Полярне сяйво» ( робота в парах)

Мета: Розуміти, що полярне сяйво - прояв магнітних сил Землі.

Матеріал: Магніт, металеві ошурки, два аркуші паперу, трубочка для коктейлю, повітряна куля, дрібні шматочки паперу.

Проведення досвіду. Учні кладуть під аркуш паперу магніт. З іншого аркуша на відстані 15см здувають через трубочку на папір металеві тирса. З'ясовують, що відбувається (тирсу розташовуються у відповідності з полюсами магніту). Учні повинни зробити висновок, що так само діють магнітні сили землі, затримуючи сонячний вітер, частки якого, рухаючись до полюсів, стикаються з частками повітря і світяться. Діти спостерігають притягання дрібних шматочків паперу до наелектризованому тертям про волосся повітряної кулі (шматочки паперу - частинки сонячного вітру, куля - Земля).

Демонстрація досліду Ампера:

Схема досліду

Якщо в двох паралельних провідниках течуть струми одного напрямку, провідники притягуються. Якщо протилежних напрямків – провідники відштовхуються.

Аналізуючи результати дослідів, учений зробив висновок: провідники електрично нейтральні, тому їхнє притягання або відштовхування не може бути пояснене дією кулонівських сил – їхня поведінка є наслідком дії магнітних сил

Магнітне поле – це форма матерії, яка існує навколо намагнічених тіл, провідників зі струмом, рухомих заряджених тіл і частинок та діє на інші намагнічені тіла, провідники зі струмом, рухомі заряджені тіла й частинки, розташовані в цьому полі.

Властивості магнітного поля:

1. Магнітне поле є матеріальним – воно існує реально, незалежно від наших уявлень.

2. Магнітне поле є складовою електромагнітного поля.

3. Магнітне поле створюють: намагнічені тіла; провідники зі струмом; рухомі заряджені частинки і тіла; змінне електричне поле.

4. Магнітне поле діє з деякою силою: на заряджені тіла й частинки, що рухаються в цьому полі; на провідники зі струмом; на намагнічені тіла.

5. Магнітне поле чинить орієнтувальну дію: на магнітну стрілку; на рамку зі струмом.

6. Магнітне поле діє на будь-яку речовину, намагнічуючи її певним чином.

Якщо прямий провідник, виготовлений із немагнітного матеріалу, підвісити на проводах між полюсами постійного магніту і пропустити в провіднику струм, то провідник відхилиться. Причиною такого відхилення є сила Ампера.

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

Змінюючи силу струму в провіднику, довжину активної частини провідника (тобто частини провідника, яка перебуває в магнітному полі), кут між провідником і лініями магнітної індукції магнітного поля, можна переконатися:

1) сила Ампера прямо пропорційна і силі струму , і довжині активної частини провідника, а отже, прямо пропорційна їх добутку:

2) сила Ампера є максимальною , якщо провідник розташований перпендикулярно до ліній магнітної індукції.

Оскільки , то для даної ділянки магнітного поля відношення не залежить ані від сили струму в провіднику, ані від довжини провідника, а залежить тільки від властивостей магнітного поля. Тому це відношення обрали за силову характеристику магнітного поля – вона одержала назву магнітна індукція.

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

Одиниця магнітної індукції в СІ –  Тл (тесла):

1 Тл – це магнітна індукція такого однорідного магнітного поля, яке діє з максимальною силою 1 Н на провідник завдовжки 1 м, сила струму в якому 1 А.

• Магнітна індукція – векторна величина. Як визначити напрямок вектора магнітної індукції?

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

Напрямок вектора магнітної індукції магнітного поля провідника зі струмом і котушки зі струмом визначають за допомогою правила свердлика або за допомогою правої руки.

Правило правої руки (для провідника зі струмом):

Якщо спрямувати великий палець правої руки за напрямком струму в провіднику, то чотири зігнуті пальці вкажуть напрямок ліній магнітної індукції магнітного поля струму.

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 ліній магнітної індукції магнітного поля всередині котушки.

Магнітні поля графічно зображують за допомогою ліній магнітної індукції (ще їх називають лініями магнітного поля або магнітними лініями).

Лінії магнітної індукції – умовні напрямлені лінії, у кожній точці яких дотична збігається з лінією, уздовж якої напрямлений вектор магнітної індукції.

Лінії магнітної індукції домовлено креслити так, щоб їхня густота відображала значення модуля магнітної індукції магнітного поля: чим більшим є модуль магнітної індукції, тим густіше креслять лінії.

Властивості ліній магнітної індукції (штабового магніту і котушки зі струмом):

• поза магнітом виходять із північного полюса магніту і входять у південний;

• завжди замкнені (магнітне поле – це вихрове поле);

• найщільніше розташовані біля полюсів магніту;

• ніколи не перетинаються.

ІІІ. Закріплення нових знань і вмінь

 «Поясни малюнок»

. Визначте напрямок ліній магнітної індукції прямого провідника зі струмом.

2. Визначте напрямок ліній магнітної індукції прямого провідника зі струмом.

ІV. Підбиття підсумків уроку

Інтерактивна вправа «Ключові слова»

V. Домашнє завдання

Опрацювати § 10,

Збірник ЗНО тести  №30.1-30.7, 30.53*