План - конспект урока по физике: « Сила Ампера»
Цели урока:
1.Образовательная: – сформировать понятие о силе Ампера;
– дать определение правила левой руки;
– вывести закон Ампера;
– сформулировать определение магнитной индукции;
– вывести уравнения магнитной индукции.
– рассмотреть, на уроках каких спецдисциплин потребуется
знания по данной теме
2.Воспитательная:
–показать роль физического эксперимента и физической теории в изучении физических
явлений для формирования материалистического мировоззрения;
–воспитывать чувство сотрудничества, коллективизма, взаимопомощи, умение
отстаивать свою позицию, аргументировано защищать свое мнение.
3.Развивающая:
развивать: – мышление учащихся при установлении причинно – следственных связей;
– способности наблюдать, делать выводы;
– мотивацию к учению, интерес к современным информационным
технологиям.
Тип урока: комбинированный
Вид урока: урок теоретических и практических самостоятельных работ
репродуктивного и частично – поискового типа.
Оборудование к уроку:
Интерактивное оборудование: интерактивный проектор, компьютер, экран; презентация по теме «Сила Ампера», видео фрагменты, опорные конспекты, учебник физики 11 кл. – Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.
Методы обучения:
по источникам информации:
– словесные;
– наглядные;
по степени познавательной активности учащихся:
– объяснительно – иллюстративный;
– частично – поисковый;
активные методы обучения
– использование ЭСО
| Ход урока
| Деятельность преподавателя | Деятельность учащихся |
|
I. Оргмомент 2 мин
II. Актуализация знаний 10 мин
II.1 - Фронтальный опрос
II.2 - Самостоя -тельная работа
II.3 Взаимопровер ка и выставление оценок
I I I. Изучение нового материала.
28 мин.
ІV. Закрепление изученного и подведение итогов. 5 мин
|
Проверяет присутствие учащихся на уроке, с отметкой в журнале;
готовность учащихся к занятию.
На экране – презентация, слайд №1 Тема нашего урока «Сила Ампера». Важность этой темы заключается в ее практическом значении для вашей будущей профессии, т.к. современные суда речного и морского флота оснащены электродвигателями. Грамотно эксплуатировать и ремонтировать электрические двигатели можно, если знаешь принцип их работы. В основу работы всех электродвигателей положен главный принцип – явление силы Ампера. В чем он заключается – мы узнаем на этом уроке. Но прежде чем притупить к изучению этой темы повторим то, что мы уже знаем о магнитном поле.
На экране – презентация, слайды №2-6
1.Какая существует связь между электрическим током и магнитным полем?
2.Что называют линиями магнитной индукции?
3.Что принимают за направление вектора магнитной индукции?
4.Как определяют направление вектора магнитной индукции?
На экране – презентация, слайды № 7 - 9 Задача. Известно направление линий магнитной индукции. Укажите направление тока в проводнике.
Определите направление линий магнитного поля.
По расположению магнитных стрелок определите направление тока в проводнике.
На экране – презентация, слайд № 10
На экране – презентация, слайд № 11 На экране – цели урока. Читаю вслух. На сегодняшнем уроке предстоит сформировать понятие о силе Ампера; дать определение правила левой руки; вывести закон Ампера; сформулировать определение магнитной индукции; вывести уравнения магнитной индукции.
На экране – презентация, слайд №12 Задаю вопрос: Что произойдет с проводником, по которому идет ток, если мы поместим его во внешнее магнитное поле?
На экране – презентация, слайд №12, видеоопыт - Рассмотрим действие подковообразного магнита на отрезок проводника, который свободно подвешен в горизонтальной плоскости.
Вектор магнитной индукции в области, где находится отрезок проводника, направлен от северного плюса магнита к южному.
Если тока в проводнике нет I = 0 то проводник остается в покое. Никакая сила на проводник не действует. Замкнем электрическую цепь, пропустим ток по свободно подвешенному проводнику, находящемуся в магнитном поле подковообразного магнита. Мы заметим, что проводник придет в движение. Он втягивается в промежуток между полюсами. При перемене направления тока I проводник движется в обратную сторону, отталкивается от него. Этот опыт впервые наблюдал в 1820г. Андре Мари Ампер великий французский физик и математик, один из основоположников электродинамики. Увеличивая силу тока в 2 раза, заметили, что действующая на проводник сила FА также увеличилась в 2 раза. 2 I l ~ 2FА Добавив еще один такой же магнит, мы в 2 раза увеличим размеры области, где существует магнитное поле, и тем самым в 2 раза увеличим длину части проводника, на которую действует магнитное поле. Сила FА при этом также увеличится в 2 раза. 2 I Δl ~ 2FА Давайте рассуждать. В окружающем пространстве существует магнитное поле постоянного магнита и магнитное поле проводника, по которому течет электрический ток. Магнитное поле постоянного магнита и магнитное поле, созданное проводником с током, накладываются, что приводит к существованию силы, получившей название силы Ампера, т.к. впервые эту силу определил Ампер.
На экране – презентация, слайд №13 Им же было введено правило левой руки для определения направления силы Ампера, действующей на прямолинейный проводник с током со стороны внешнего магнитного поля. Правило утверждает: если расположить левую руку вдоль проводника так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в нем, а линии магнитной индукции входили в ладонь, то отогнутый большой палец будет указывать направление силы Ампера, действующий на проводник с током.
На экране – презентация, слайды №14-16 Меняя наклон подставки, на которой находится магнит, мы тем самым изменяем угол между проводником и линиями магнитной индукции.
Многочисленные опыты показали, что если направление тока совпадает с вектором магнитной индукции или противоположно ему, то магнитное поле не оказывает никакого действия на ток (между ними угол = 00 ). Когда вектор индукции магнитного поля перпендикулярен к направлению тока (между ними угол = 900 ), магнитное поле действует на проводник с наибольшей силой. На экране – презентация, слайд №17 Сопоставляя результаты проведенных опытов, Ампер сформировал закон, описывающий это действие магнитного поля. И пришел к выводу, что модуль силы, действующей на малый отрезок проводника с током, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией, определяется уравнением: FА = I В Δl sin ( 1 ) закон Ампера Сила Ампера равна произведению силы тока, модуля вектора магнитной индукции, длины отрезка проводника и синуса угла между направлениями тока и магнитной индукции. где FА - Н величина силы с которой вешнее магнитное поле действующая на проводник с током. I - А сила тока в проводнике Δl – м длина проводника, который мы поместили в исследуемое внешнее магнитное поле - угол между направлениями вектора индукции магнитного поля и тока в проводнике В – магнитная индукция В каких единицах должна измеряться магнитная индукция? Для того чтобы ответить на этот вопрос нам надо ввести количественную характеристику магнитной индукции. Проанализируйте эксперимент, который мы с вами рассмотрели, и, используя теоретический материал учебника стр. 12, попытайтесь получить уравнение для определения модуля магнитной индукции. А затем установим единицу измерения магнитной индукции.
Итак, в каких единицах должна измеряться магнитная индукция?
На экране – презентация, слайд №18 FАm В = ––––– ( 2 ) модуль вектора магнитной I Δl индукции На экране – презентация, слайд №19 Согласно данного определения магнитной индукции из уравнения ( 2) следует, что магнитная индукция - это силовая характеристика разных точек пространства магнитного поля. Кроме того, магнитное поле обладает определенным направлением в каждой его точке. Следовательно, величина, характеризующая магнитное поле, должна быть векторной величиной. Направление этого вектора совпадает с направлением магнитного поля, а модуль его характеризует интенсивность магнитного поля. Для силовой характеристики разных точек пространства, в которых существует магнитное поле, и была введена физическая величина, получившая название вектор магнитной индукции. На экране – презентация, слайд №20 Магнитная индукция это векторная физическая величина является силовой характеристикой внешнего магнитного поля и измеряется отношением силы FА с которой внешнее магнитное поле действует на проводник единичной длинны (1м), когда по этому проводнику проходит ток единичной величины (1А). Согласно данному определению магнитной индукции, уравнение магнитной индукции в векторной форме имеет вид: → → FАm основное уравнение В = ––––– магнитной индукции I Δl Это основное уравнение магнитной индукции, так как оно определяет не только числовое значение вектора магнитной индукции, но и его направление. А при решении задач применяем уравнение магнитной индукции в скалярной форме уравнение (2). Которое характеризует магнитное поле количественно. На экране – презентация, слайд №21 Исходя из формулы модуля вектора магнитной индукции, установим единицу измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц. Откройте учебник стр. 13 и найдите ответ на вопрос: в чем измеряется магнитная индукция?
Давайте подумаем, может ли пригодиться в обычной жизни то, что мы сейчас изучили? Где находят применения знания физики? На экране – презентация, слайд №22 Научные знания нужны для объяснения и предсказания физических явлений, для конструирования технических устройств. Знание о магнитном поле многое принесли людям. Например, поворот рамки с током в магнитном поле используют в электроизмерительных приборах (амперметрах, и вольтметрах) магнитоэлектрической системы. На экране – презентация, слайд №23 Явление движения проводника с током во внешнем магнитном поле положено в основу работы всех электродвигателей. При вращение рамки с током под действием силы Ампера происходит преобразование (превращение) электрической энергии в механическую. На экране – презентация, слайд №24 Более подробно вы будете знакомиться с эксплуатацией и техническим обслуживанием электродвигателей при изучении дисциплин: электрооборудование судов; электротехника и электроника. Электродвигатели в настоящее время являются альтернативой тепловых двигателей. И являются экологически более чистыми. Подведем итоги. На экране – презентация, слайд №25 Что нового мы узнали на сегодняшнем уроке? Что определяет закон Ампера?
Выставление оценок и их комментирование
На экране – презентация, слайд №26 Домашнее задание § 3, 4, 5 «Физика» 11класс Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев и др. Задачник 10 – 11 кл. А.П.Рымкевич № 839 Опорный конспект.
|
Учащиеся выстраиваются перед аудиторией, старшина докладывает о готовности к уроку; рассаживаются на свои места, подает заполненную рапортичку с фамилиями отсутствующих.
Записывают тему урока
Ответы учащихся: 1. Магнитное поле порождается электрическим током. Электрический ток это упорядоченное движение зарядов. Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током.
2.Линиями магнитной индукции называются линии, касательные к которым в любой их точке совпадают с вектором магнитной индукции в данной точке поля. Линии магнитной индукции – это воображаемые линии, с помощью которых графически изображают магнитное поле. 3. За направление вектора магнитной индукции принимается направление, которое показывает северный полюс магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле.
4.Правила буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направление тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.
Правило охвата правой рукой: если охватить проводник правой рукой, направив отогнутый большой палец по направлению тока, то кончики остальных пальцев в данной точке покажут направление вектора индукции в этой точке, т.е. (направление силовых линий магнитного поля данного тока).
Анализируют работу друг друга и выставляют оценки.
Слушают и осознают цели нового урока
Проводник придет в движение.
Учащиеся принимают участие в рассуждении, отвечая на контекстные вопросы
Записывают формулу и оставляют место под формулой, в ходе самостоятельной подготовки им будет рекомендовано перенести это определение в конспект
Самостоятельная работа с учебником
Отвечают на вопросы: опыты Ампера показали, что с усилением тока I увеличивается и сила FА , с которой магнитное поле магнита действует на проводник с током. Зависимость пропорциональная 2 I l ~ 2FА Увеличивая длину проводника в 3 раза, видим, что магнитное поле действует на проводник с силой, в 3 раза больше. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, прямо пропорциональна произведению силы тока на длину проводника. 3 IΔ l ~ 3FА Если взять отношения этих сил к произведениям сил токов на длину проводников, то окажется, что для данного места магнитного поля эти отношения являются величиной постоянной: 2FА 3FА ––––– = ––––– 2 I l 3 IΔ l
Это отношение можно принять за характеристику магнитного поля, так как оно не будет зависеть ни от силы тока в проводнике, ни от длины участка проводника. FАm В = ––––– ( 2 ) I Δl Модуль вектора магнитной индукции определяется отношением максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на отрезок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого отрезка.
Самостоятельная работа с учебником
Отвечают на вопрос: На основании уравнения (2) единица магнитной индукции равна 1Н [В] = ––––– = 1 Тл А · м Единица магнитной индукции – тесла 1 Тл Модуль вектора магнитной индукции численно равен максимальной силе, действующей на отрезок проводника длинной 1м при силе тока в нем 1А. Единица магнитной индукции получила название тесла в честь югославского ученого – электротехника Николы Тесла.
Участвуют в беседе
Мы изучили закон Ампера.
Закон Ампера определяет силу, действующую на проводник с током в магнитном поле. Законспектировать в тетрадь и выучить. |
13
