Урок фізики у 9 класі на тему : "Магнітна дія електричного струму"

Тема: Магнітна   дія   електричного   струму. Прилади, принцип роботи яких ґрунтується на магнітній дії струму.

Мета: Ознайомити з магнітними властивостями провідників зі струмом. Розвивати  логічне мислення. сприяти розвитку уяви, творчої активності учнів . Закріплення вмінь використовувати отримані знання на практиці. Формувати культуру наукового мовлення. Виховувати доброзичливе ставлення до колективу і оточуючих;

 «Випадок допомагає освіченому розуму». Аристотель

Хід уроку.

I. Організаційний момент

II. Контроль  та  корекція  знань.

 Перевірка домашнього завдання.  Усне опитування:

1. Що таке постійний магніт? 2. Назвіть основні властивості постійних магнітів. 3. За допомогою яких дослідів можна виявити властивості постійних магнітів? 4. Як розташовуються в магнітному полі магнітні стрілки? 5. Наведіть означення магнітних ліній. 6. Який напрямок взято за напрямок ліній магнітного поля? 7. Як можна побачити спектр магнітного поля? 8. Доведіть, що Земля має магнітне поле. 9. Як розташовані магнітні полюси Землі відносно географічних? 10. Що називають магнітними аномаліями? 11. Що таке електричний струм? 12. Що таке постійний магніт? 13. Що таке полюси магніту і яку назву має кожний із них? 14. Чим можна пояснити виникнення магнітних бур? Як вони впливають на самопочуття людини?

III. Вивчення нового матеріалу .

 1). Актуалізація знань . Проблемна  ситуація.

- Перегляньте  фрагмент  мультфільму «Ну, постривай!». За  допомогою  якого  пристрою  вдалось  зсадити  вовка  з  корабля ?

  2). Пояснення  матеріалу

Дослід Ерстеда. Ще вчені Давньої Греції висловлювали припущення, що магнітні й електричні явища якимось чином пов'язані між собою, проте встановити цей зв'язок удалося лише на початку XIX ст. Данський учений X. Ерстед демонстрував студентам досліди з нагріванням провідників електричним струмом. Під час одного з дослідів він помітив, що при проходженні електричного струму по провіднику магнітна стрілка, розташована поблизу провідника, відхиляється від напрямку «північ — південь».

У разі ж відсутності струму стрілка знов встановлюється вздовж ліній магнітного поля Землі. Так учений з'ясував, що електричний струм чинить певну дію на магнітну стрілку. З досліду можна зробити висновок, що навколо провідника зі струмом є магнітне поле, воно і діє на магнітну стрілку. Магнітне поле існує навколо будь-якого провідника зі струмом, тобто навколо рухомих електричних зарядів. Отже, навколо нерухомих електричних зарядів існує тільки електричне поле, а навколо рухомих зарядів існує і електричне, і магнітне поля.

   Перегляд   флеш - анімації. Дослід Ерстеда

Лінії магнітного поля провідника зі струмом. Щоб побачити, яку форму мають лінії магнітного поля провідника зі струмом, можна провести дослід: прямий провідник пропустити крізь аркуш картону, на картон насипати тонкий шар залізних ошурок і ввімкнути струм.

Під дією магнітного поля струму залізні ошурки розміщуються навколо провідника вздовж кон-центричних кіл. Напрям магнітних ліній магнітного поля струму пов'язаний із напрямом струму в провіднику, на практиці його можна визначити за правилом свердлика: якщо вкручувати свердлик за напрямом струму в провіднику, то напрям обертання ручки свердлика вкаже напрям ліній магнітного поля.

Гіпотеза Ампера. Ерстед розіслав статтю з описом своїх дослідів усім провідним науковцям Європи. Французький математик і фізик А. Ампер уперше почув по досліди Ерстеда на засіданні Французької академії наук 4 вересня 1820 р. і вже за тиждень продемонстрував аудиторії взаємодію двох паралельно розташованих провідників зі струмом. Якщо маємо два паралельні провідники зі струмами одного напрямку, то ці провідники притягуються, якщо протилежних напрямків – відштовхуються.

Спостерігаючи за поведінкою магнітної стрілки в середовищі довкола провідника зі струмом, французький вчений Ампер, запропонував ідею, що магнетизм Землі викликано струмом, який тече всередині земної кулі. Далі Ампер висунув більш загальні висновки - магнітні властивості будь якого тіла визначаються замкнутими електричними струмами всередині нього.

Проаналізувавши результати дослідів, Ампер зробив кілька висновків:

1. Навколо постійного магніту, провідника зі струмом або будь-якої рухомої зарядженої частинки існує магнітне поле. 2. Магнітне поле діє з деякою силою на заряджену частинку, що рухається в цьому полі.

3. Електричний струм являє собою напрямлений рух заряджених частинок, тому магнітне поле діє на провідник із струмом. 4. Взаємодію провідника зі струмом і постійного магніту, а також взаємодію постійних магнітів можна пояснити, припустивши існування всередині магніту незгасаючих молекулярних електричних струмів. (Це припущення назвали гіпотезою Ампера).

Отже, магнітне поле — це вид матерії, що має властивості:

• існує навколо рухомих заряджених частинок або тіл; • діє на інші рухомі заряджені частинки або тіла;

• існує реально, незалежно від нас, від наших знань про нього.

IV. Закріплення   вивченого  матеріалу.

 1).   Робота  з  підручником. Бесіда .

• У чому суть відкриття Х. Ерстеда? • Опишіть досліди А. Ампера. • Як Ампер пояснював наявність магнітного поля постійних магнітів? • Дайте означення магнітного поля. • Що  існує  навколо постійного магніту, провідника зі струмом або будь-якої рухомої зарядженої частинки? • Як  можна визначити за правилом свердлика  напрям ліній магнітного поля ?

 2).  Гра  «Закінчи  речення».

1. З досліду можна зробити висновок, що навколо провідника зі струмом  існує (магнітне поле  )

2. Магнітне поле існує навколо будь-якого провідника зі струмом, тобто навколо .... (рухомих) електричних зарядів.

3. Навколо нерухомих електричних зарядів існує тільки ....... (електричне поле.

4. Навколо рухомих зарядів існує .......(електричне і магнітне) поле.

5. Вид матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія провідників зі струмом називається......(магнітним полем).

6. Лінії, уздовж яких в магнітному полі розташовуються осі маленьких магнітних стрілок, називаються.....(лініями магнітного поля, або силовими лініями магнітного поля).

7. Котушка із залізним сердечником всередині називається .... (електромагнітом).

  3).  Трішки  історії.

  Перегляд   флеш – анімації « Взаємодія струмів 1», « Взаємодія струмів 2»

  Вчимось розв'язувати задачі

Задача 1. Блискавка вдарила в ящик зі сталевими ножами. Після цього ножі виявилися намагніченими. Як це пояснити? Розв’язання: Блискавка - це є електричний розряд в кілька мільйонів вольт, пройшовши через сталеві ножі вона намагнітила їх. При внесенні сталі в електромагнітне поле воно намагнічується. Задача 2. Через провід (див. рисунок) іде електричний струм. У якому напрямку повернеться магнітна стрілка,поміщена в точкуA?У точкуC?Розв’язання:Північним полюсом до нас;північним полюсом від нас.

Задача 3. У тролейбусах встановлені електродвигуни постійного струму. Притягуються чи відштовхуються проводи тролейбусної лінії? Розв’язання: Відштовхуються, оскільки струми течуть по них у протилежних напрямках.

Для допитливих.  Чи вірите ви, що…

- можна зробити магніт власноруч, наприклад, намагнітити голку: для цього вздовж голки від середини до краю провести кілька разів ножицями?

- з голки можна зробити плаваючий компас?

- магніт може висіти в повітрі без нитки?

- можна зробити кільце зі скріпок, з’єднуючи їх не механічно, а використовуючи магніт?

- грузинські кишенькові злодії в першій половині 90-х років використовували магніти? (Так, грузинські монети — лари — добре притягувалися магнітом.)

- якщо взяти доларову купюру за кутик і піднести до потужного магніту, то папірець відхилиться до одного із полюсів? (Так, виявляється, що фарба на купюрі містить солі заліза.)

- магніт використовували для перехоплення гарматних ядер ворога?

1887 р. майор американського флоту Кінг наказав зробити гігантський електромагніт з двох найбільших берегових гармат калібром 36 см, по-ставлених поруч у форті Віллетс - Пойнт. Магнітний ланцюг замикався за допомогою приторочених до гармат залізничних рейок. Гармати, кожна з яких була завдовжки 5 м і мала масу 25 т, були обмотані багатожильним торпедним кабелем завдовжки 14 миль. Для живлення використовувався електрогенератор, який зазвичай застосовувався для ламп прожекторів. При включенні струму до жерла гармат притягувалися сталеві плити, які могли бути підняті лише при зусиллі 100 кН. Поблизу жерла гармати могли висіти, як гроно, одне під іншим чотири ядра, кожне масою 120 кг. Ті, у кого в кишенях або в руках були невеликі сталеві предмети, починали відчувати наближення до гармати за 2 м. Вплив же гармат на магнітну стрілку як писали автори, поширювався більше, ніж на 10 км. Що ж стосувалося ворожих ядер... їх гармата не притягувала.

V. Підведення підсумків уроку . Оцінювання.    Домашнє завдання. Вивчити  §

Задача 1. Намалюйте силові лінії магнітного поля котушки зі струмом. Укажіть їхній напрямок. Задача 2. На рисунку зображена силова лінія магнітного поля, утвореного провідником зі струмом. Визначте напрямок струму.