Урок "Магнітна дія струму. Дослід Ерстеда. Магнітне поле провідника зі струмом"

Урок фізики в 9 класі

Тема. Магнітна дія струму. Дослід Ерстеда. Магнітне поле провідника зі струмом.

Мета: показати взаємозв’язок між електрикою й магнетизмом; ознайомити учнів з дослідом Ерстеда; продовжувати формувати поняття магнітного поля, силових ліній магнітного поля; вчити учнів визначати напрям магнітних ліній, використовуючи правила свердлика і правої руки; розвивати мислення, пам'ять, уяву; виховувати уважність, культуру мови, охайність, інтерес до предмету.

 Обладнання: ППЗ «Фізика, 9 клас», екран, проектор, комп’ютер, котушка для демонстрації магнітного поля провідника зі струмом, набір провідників, джерело струму, металеві ошурки, плакати : девіз уроку, сьогодні на …

Демонстрації: 1) дослід Ерстеда;

2) дослідження магнітного поля магніту;

3) дослідження магнітного поля струму;

4) форми ліній магнітного поля провідника зі струмом;

5) правило свердлика;

6) правило правої руки;

7) взаємодія струмів.

Девіз уроку. Допитливий розум і у давно відомому завжди відкриє нове, невідоме.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Повторення вивченого матеріалу

Фронтальне опитування за запитаннями:

1. Які види взаємодії вам відомі?( гравітаційна, електрична, магнітна).
2. Які тіла називаються магнітами? (які здатні до магнітних взаємодій).
3. Що таке феромагнетики? (речовини, що містять у собі залізо, сталь, нікель, чавун або їх сплави, притягуються магнітом).
4. Хто вперше дослідив магніти?( Уільям Гільберт).
5. Назвіть полюси магніту(N- північний, S – південний).
6. Як поводяться між собою різнойменні, однойменні полючи магніту? (різнойменні – притягуються, однойменні – відштовхуються).
7. Чи співпадають магнітні та географічні полюси Землі? ( ні)
8. Де знаходяться магнітні полюси Землі?( на півночі – південний магнітний полюс, на півдні – північний).
9. Чи точний напрямок на північ показує компас? (ні).
10. Що існує навколо магнітів? ( магнітне поле).
11. Що таке магнітне поле? ( одна з форм матерії, яка існує навколо магніту і через яку відбувається взаємодія магнітів).
12. Чи однакове магнітне поле в різних місцях?(ні, поблизу полюсів - сильніше і послаблюється при віддаленні магніту).
13. Що називають магнітною лінією?( лінія, вздовж якої встановлюються магнітні стрілки).
14. Який напрямок мають магнітні лінії?( їх напрям збігається з напрямком, в якому встановлюється північний полюс стрілок - вони виходять з північного полюса магніту і входять у південний полюс).

Підсумок: повторений теоретичний матеріал знадобиться під час вивчення нового матеріалу та при  розв’язанні задач.

Повідомлення учнів на тему «Магнетизм і природа».

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Учитель повідомляє тему, мету, девіз уроку

План бесіди

1. Перші сумніви

   Протягом тривалого часу вчені вивчали електричні та магнітні явища не знаходячи між ними жодного зв’язку. Разом з тим поступово ставали відомими деякі факти. Учені звернули увагу на те,що голки, залізні й сталеві предмети які перебували поруч з іскровим розрядом намагнічувалися; грозовий розряд попавши в ящик зі сталевими ложками та  виделками намагнічував їх; після удару блискавки в корабель два магнітні компаси перемагнітились, а третій взагалі втратив магнітні властивості.

   В вище перерахованих та в багатьох інших випадках зміни магнітних властивостей  відбувались у електричному полі розрядів у газах, яке як тоді вважалося не може вплинути на намагніченість предметів. В учених виникла думка, що проходження струму супроводжується і магнітним полем, проте тривалий час підтвердити дослідом існування магнітного поля навколо струму не вдавалось.

2. Відкриття Ерстеда

Але у 1820 р. людству вдалося зробити ще один крок до розуміння природи магнітної взаємодії. 15 лютого цього року професор Копенгагенського університету (Данія) Ганс Ерстед демонстрував своїм студентам теплову дію електричного струму. Біля провідника, який нагрівався електричним струмом, поруч випадково опинився компас. Один із студентів помітив, що в момент замикання кола стрілка компаса змінювала свій напрямок . а в разі розмикання кола поверталася в початковий стан. Цікавий студент попросив Ерстеда пояснити, що відбувається. Однак професор не знав, що відповісти. До честі професора , він не відмахнувся від допитливого юнака. А просто повторив дослід і зробив… відкриття. Виявилося, що навколо будь – якого провідника зі струмом існує магнітне поле (дем.1).

3. Висновки Андре Ампера:

• електричне поле існує навколо зарядів незалежно від того, перебувають вони в спокої чи рухаються;
• навколо заряду, що рухається, крім електричного, існує магнітне поле;
• електричний струм – напрямлений рух електричних зарядів, тому навколо струму існує магнітне поле.

4. Електродинаміка

Розділ фізики, який вивчає рухомі електричні заряди і явища, що їх супроводжують.

5. Магнітне поле провідника зі струмом

Магнітні поля магнітів ми досліджували за допомогою магнітних стрілок (дем.2) Скористаємось цим же методом для дослідження магнітного поля струму. При пропусканні струму у провіднику стрілки навколо нього установлюються в напрямку дії на них сили струму з боку магнітного поля.  Форму ліній магнітного поля провідника зі струмом  можна спостерігати за допомогою металевих ошурків ( дем.3,4).

Висновок: лінії магнітного поля провідника зі струмом мають форму концентричних кіл. Чим далі від провідника, тим лінії розташовані рідше.

6. Визначення напрямку магнітних ліній

• за правилом свердлика: якщо обертати свердлик так, щоб його поступальний рух збігався з напрямком струму, обертальний рух свердлика показує напрям ліній магнітного поля ( дем.5);
• за правилом правої руки: якщо відігнутий великий палець правої руки показує напрям струму, чотири зігнуті пальці показують напрям ліній магнітного поля (дем.6).

7. Взаємодія струмів

Ампер виходячи з того, що навколо провідників існує магнітне поле зробив ще один важливий висновок: паралельно установлені провідники , у яких іде струм повинні взаємодіяти між собою (дем.7).

Примітка: кожний пункт плану супроводжується відеоматеріалом (демонстраціями), коментується вчителем при цьому використовується матеріал підручника ( означення, малюнки тощо).

Підбиваємо підсумки вивченого:

• навколо будь якого провідника зі струмом існує магнітне поле;   
• це явище відкрив Ганс Ерстед у 1820р.
• магнітне поле провідника зі струмом характеризується магнітними лініями;
• напрям ліній  магнітного поля можна визначити за правилами свердлика та правої руки.

V. Закріплення вивченого матеріалу

Розв’язування задач

1. На малюнках показано взаємодію магнітів. Укажіть невідомі полюси магнітів

 а)                                                                              б)

                                      в)                                                                                                   г)

      2.  Визначте напрямок силових ліній магнітного поля провідника зі   струмом             

    І

3. Укажіть напрямок струму в провіднику

4. Накресліть силові лінії магнітного поля провідника зі струмом

   І

 *

 а) б) в)

Задачі  на повторення

5. На катоді з розчином Nі SO₄  протягом години виділилось 4,4 г нікелю. Визначте силу струму у ванні.

6. Опори резисторів R₁,  R₂, R₃, R₄ однакові і дорівнюють 9 Ом. Визначте опір усієї ділянки кола.

 R₄

 R₁ R₂ R₃

VI. Підсумок уроку: учні роблять підсумок використовуючи плакат «Сьогодні на уроці …».

VII. Домашнє завдання

Прочитати теоретичний матеріал з §29, вивчити означення, правила, розв’язати задачі на визначення напрямку струму в провіднику, силових ліній магнітного поля: №12.9⁰, 12.10,12.22^*,12.24^*.

Література

1. Фізика: підр. для 9 класу загальноосвіт. навч. закл./ В.Д. Сиротюк. – К.: Зодіак – ЕКО, 2009. – 208с.: іл.
2. Програми для загальноосвітніх навчальних закладів. Фізика. Астрономія. 7 – 12 класи. Київ. Ірпінь. 2005.
3. Фізика, 9 клас: Методичний посібник/ Під ред.. Гоголя В.В. – Рівне: ПП «Контур плюс», 2010. - 38с., компакт – диск.
4. Ненашев І.Ю. фізика. 9 клас: Збірник задач. – Х.: Видавництво «Ранок», 2009. – 144с.