Урок, "Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електродвигуни."

Тема: Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електромагніти.

Мета: Показати дію магнітного поля на провідник зі струмом, ознайомити учнів із принципом дії електричного двигуна; навчити визначати напрямок дії сили Ампера, розвивати уяву учнів. .

Необхідне обладнання: Дугоподібний магніт, джерело струму, алюмінієвий провідник, реостат, комп'ютер, мультимедійний проектор.

Хід уроку

I. Перевірка знань та умінь учнів.

1. Фронтальне опитування.

• Як маючи компас можна з'ясувати чи протікає в провіднику електричний струм?
• За допомогою якого правила можна знайти напрям магнітного поля провідника зі струмом?
• Який прилад називають електромагнітом?
• Як можна підсилити магнітну дію котушки зі струмом?
• Чому в котушці зі струмом магнітну поле найсильніше в середині котушки?
• Яки напрям має електричне поле котушки зі струмом?

2. Розв'язування задач.

1. Вказати полюси магніту, зображеного на малюнку 1.

2. Знайти напрям струму в провіднику, зображеному на малюнку 2.

3. Чи можна визначити полюси джерела струму, зображеного на малюнку 3?

4. Вказати напрям струму в котушці, зображеній на малюнку 4.

5. Чому котушки, зображені на малюнку 5 починають взаємодіяти, якщо по них пропустити струм?

6.Вкажіть полюси гальванічного елемента, зображеного на малюнку 6.

(Малюнки 1–6 проектуються на екран (слайди 1-6) ^[1] ).

ІІ. Оголошення теми і мети уроку.

На попередніх уроках ми з'ясували, що навколо провідника по якому тече струм існує магнітне поле. Це поле діє на магнітну стрілку, відхиляючи її у напрямку дії поля. А чи може бути навпаки: магнітне поле діяти на провідник по якому тече струм?

На сьогоднішньому уроці ми дізнаємось про це. (Оголошується тема і мета уроку (слайди 7-8)).

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

 Дослід 1.

Між полюсами постійного магніту розміщено провідник зі струмом. Замкнемо ключ. (Провідник виштовхується з проміжку між полюсами магніту (мал.7))

Дослід 2.

Змінюємо напрям струму. (Провідник втягується у проміжок між полюсами магніту (мал.8)).

Досліди  3 і 4.

Змінимо напрям магнітних ліній поля. (Провідник втягується у проміжок між полюсами магніту (мал.8) і виштовхується з проміжку між полюсами магніту (мал.10), (слайди 9-10)).

Висновок: На провідник зі струмом у магнітному полі діє сила, напрям якої залежить від напряму струму в провіднику та напряму магнітних ліній поля. (Висновок діти записують в зошитах)

 Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, називається силою Ампера. (На екран проектується портрет і коротка біографічна довідка про вченого (слайд 11).

Учень виступає з більш детальною інформацією.

Ампер Андре-Марі (22.січня 1775 – 10.червня 1836)

Французький фізик, математик і хімік, член багатьох академій наук. Одержав домашню освіту. В 1805-24 працював у Політехнічній школі в Парижі.

Основні фізичні роботи Ампера присвячені електродинаміці. В 1820 сформулював правило для визначення напрямку дії магнітного струму на магнітну стрілку (правило Ампера), здійснив велику кількість експериментів по дослідженню взаємодії між електричним струмом і магнітом, сконструював для цього безліч приладів, виявив вплив магнітного поля Землі на рухомі провідники зі струмом. Відкрив взаємодію електричних струмів і встановив закон цієї взаємодії (закон Ампера), розробив теорію магнетизму. Ампер уперше вказав на тісний взаємозв'язок між електричними й магнітними процесами й послідовно впроваджував струмову ідею походження магнетизму. Відкрив магнітний ефект котушки зі струмом - соленоїда, зробив висновок, що соленоїд, по якому проходить струм, є еквівалентом постійного магніту, висунув ідею посилення магнітного поля шляхом переміщення усередину соленоїда сердечника з м'якого заліза. В 1820 запропонував використати електромагнітні явища для передачі сигналів. Винайшов комутатор, електромагнітний телеграф. Сформулював поняття «кінематика». Дослідження стосуються також філософії й ботаніки.

Слово вчителя

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 90º великий палець укаже напрямок сили Ампера. (Правило діти записують в зошитах (слайд  12)).

Силою Ампера пояснюється магнітна взаємодія паралельних провідників зі струмом, яка лежить в основі визначення одиниці сили струму. (слайд  13).

Сила Ампера знайшла широке застосування на практиці. Для прикладу розглянемо явище обертання рамки зі струмом у магнітному полі (слайд 14). Далі розглядається принцип дії електродвигуна на основі відеофрагменту "Direct Current Electric Motor" (слайд 15).

ІV. Закріплення вивченого на уроці.

Фронтальне опитування.

• Від чого залежить напрямок дії сили Ампера?
• Як знайти цей напрямок?
• Як поводиться рамка зі струмом у магнітному полі? Де на практиці це застосовують?
• Знайти напрямок сили Ампера у випадках показаних на малюнках. (слайди 16 - 24).

V.  Підбиття підсумків уроку.

VI. Домашнє завдання.

Вивчити §§ 4; 6. Розв'язати   впр. № 4 (п.1, п. 2).

Додаток

^[1] Вигляд слайдів подано в додатку.