Магнитное Поле. Магнитная индукция. Анализ контрольной работы цель урока 2. Взаимодействие проводников с током. 3. Магнитное поле. 4. Направление магнитного поля.

101,102
Дата_____
ТЕМА: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ. АНАЛИЗ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
ЦЕЛЬ УРОКА: проанализировать результаты контрольной работы, сформулировать рекомендации по коррекции учебного процесса. Сформировать представление учащихся о магнитном поле как виде материи. Ввести понятие силовой характеристики магнитного поля. Формировать понятии взаимодействия посредством поля. Воспитывать умение воспринимать новый материал и применять полученные данные для решения поставленных задач.
ТИП УРОКА: урок изучения нового материала.
ПЛАН УРОКА:
Организационный момент.
Анализ контрольной работы
Актуализация опорных знаний
Сообщение темы, цели и задач урока.
Изучение нового материала
1. Простейшие магнитные свойства вещества.
2. Взаимодействие проводников с током.
3. Магнитное поле.
4. Направление магнитного поля.
5. Аналогия между электростатическими и магнитными взаимодействиями.
6.Действие магнитного поля на рамку с током.
Закрепление изученного материала
Вопросы
Задачи
Итоги урока
Домашнее задание

ХОД УРОКА:
Организационный момент.
Анализ контрольной работы
Приложение (10.101.1)
Актуализация опорных знаний
Сообщение темы, цели и задач урока.
Изучение нового материала
1. Простейшие магнитные свойства вещества.
Магнетизм известен, i по крайней мере, с V в. до н. э., но изучение магнитных явлений продвигалось медленно. Впервые свойства магнита были описаны лишь в 1269 г. Первая крупная работа, посвященная исследованию магнитных явлений книга В. Гильберта «О магните», вышедшая в 1600 г.
На основе опытных исследований Гильберт установил простейшие магнитные свойства материалов:
магнитное притяжение и отталкивание присущи только некоторым веществам: железу, стали и некоторым сплавам;
магнит имеет, по крайней мере, два полюса: северный и южный;
одноименные полюсы магнитов отталкиваются, а разноименные притягиваются;
свободно подвешенный магнит ориентируется определенным образом относительно стран света.
2. Взаимодействие проводников с током.
Важно обратить внимание учащихся на то, что связь между электрическими и магнитными явлениями отмечалась еще до знаменитых опытов Эрстеда и Ампера: было замечено, что молния перемагничивает компасы на кораблях, намагничивает стальные предметы.
Прямое экспериментальное обнаружение связи между электрическими и магнитными явлениями произошло благодаря счастливой случайности: когда Эрстед читал лекцию о постоянных токах, он обратил внимание на то, что магнитная стрелка, находящаяся вблизи проводника, повернулась при включении тока.
После того как были обнаружены взаимодействия магнитов с магнитами и электрических токов с магнитами, возник вопрос: будет ли иметь место магнитное взаимодействие между электрическими токами?
Положительный ответ на этот вопрос был получен Ампером. Он экспериментально установил, что параллельные проводники с токами взаимодействуют.
Схема магнитных взаимодействий:
Магнитные взаимодействия:
В. Гильберт магнит <-> магнит
X. Эрстед эл. ток <-> магнит
А. Ампер эл. ток <-> эл. ток
Взаимодействия между проводниками с током называются магнитными. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называются магнитными силами.
3. Магнитное поле.
Согласно теории близкодействия ток в одном из проводников не может непосредственно действовать на ток в другом проводнике. Подобно тому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, существует электрическое поле, в пространстве, окружающем токи, существует поле, называемое магнитным.
Магнитное поле есть вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами.
Необходимо знать определяющие свойства магнитного поля:
магнитное поле порождается магнитами и токами (движущимися зарядами);
магнитное поле обнаруживается по действию на магниты и токи (движущиеся заряды).
4. Направление магнитного поля.
Из опытов видно, что магнитная стрелка, которая может свободно вращаться вокруг своей оси, всегда устанавливается в данной области магнитного поля, ориентируясь определенным образом. Поэтому можно ввести понятие о направлении магнитного поля в данной точке. Для этого следует воспользоваться ориентирующим действием магнитного поля на магнитную стрелку.
Направление, на которое указывает северный полюс магнитной стрелки, является направлением магнитного поля в данной точке.
Если представить, что в какой-нибудь точке магнитного поля находится маленькая магнитная стрелка, то под действием поля стрелка повернется и установится по направлению касательной к линии поля в этой точке, причем ее северный полюс укажет направление силовой линии.
Линиями магнитного поля являются линии, проведенные так, что касательные к ним в каждой точке указывают направление поля в этой точке.
Следует обратить особое внимание учащихся на отличие линий магнитного поля от силовых линий электростатического поля: линии магнитного поля нигде не начинаются и не заканчиваются. Они либо замкнуты, либо начинаются и заканчиваются на бесконечности.
Поля с замкнутыми силовыми линиями называются вихревыми. Магнитное поле вихревое поле.
Учащимся необходимо усвоить следующее правило (правило «обхвата» правой рукой) для определения направления линий магнитного поля:
для прямолинейного провода с током: если правой рукой «обхватить» проводник так, чтобы большой палец был направлен по току, то четыре пальца покажут направление линий магнитного поля.
для катушки с током: если «обхватить» правой рукой катушку с током, расположив четыре пальца по направлению тока, то отогнутый большой палец укажет направление линий магнитного поля внутри катушки.
5. Аналогия между электростатическими и магнитными взаимодействиями. Переходя к изучению этого вопроса, следует обратить внимание учащихся на то, что сила Ампера и сила Лоренца являются аналогом силы, действующей на заряд в электростатическом поле. Между электростатическими и магнитными взаимодействиями имеется глубокая аналогия. Воспользуемся ею для введения силовой характеристики магнитного поля магнитной индукции В . Вектор В не называется напряженностью магнитного поля по историческим причинам, вследствие неудачного выбора наименования.
Аналогия между электростатическими и магнитными взаимодействиями
Взаимодействия

электростатические
магнитные

Электростатические взаимодействия взаимодействия между покоящимися зарядами
Магнитные взаимодействия взаимодействия между движущимися зарядами или токами

Взаимодействия осуществляются посредством электростатического поля
Взаимодействия осуществляются посредством магнитного поля

Силовой характеристикой электростатического поля является вектор
напряженности Е
Силовой характеристикой магнитного поля является вектор
магнитной индукции В

Объекты, создающие поле и испытывающие действие поля, электрические заряды:
q (скаляр)
Объекты, создающие поле и испытывающие действие поля, движущиеся заряды (или токи)
qv (вектор)

Сила, действующая на заряд в электростатическом поле с напряженностью Е ,
13 EMBED Equation.3 1415
(вектор = скаляр х вектор)
Сила, действующая на движущийся заряд (или элемент тока) в магнитном поле с индукцией В ,
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
(вектор = вектор х вектор)

6. Действие магнитного поля на рамку с током.
Изучение действия магнитного поля на рамку с током важно с двух точек зрения. Во-первых, это действие имеет качественно иную природу оно является ориентирующим. Этот факт позволит в дальнейшем понять характер поведения магнитов и частиц, обладающих магнитным моментом, во внешнем магнитном поле. Во-вторых, движение рамки с током в магнитном поле важно и с прикладной точки зрения, так как лежит в основе работы электродвигателей.
Переходя к изучению этого вопроса, следует рассмотреть, какие силы действуют на противоположные стороны рамки с током в магнитном поле. По ним текут токи, направленные в противоположные стороны. Поэтому силы, действующие со стороны магнитного поля на противоположные стороны рамки, будут противоположно направлены. Эти силы будут поворачивать рамку. Таким образом, магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие.
Определим величину момента сил, действующих на рамку с током (длина рамки l, ширина b), когда направление перпендикуляра h к рамке составляет угол а с направлением вектора магнитной индукции В . Вращающий рамку момент сил
М = F1d + F2d ,
где плечо сил
d =13 EMBED Equation.3 1415sin13 EMBED Equation.3 1415,
a силы F1 и F2 равны по модулю (F1= F2= F). Отсюда
М = Fb sin13 EMBED Equation.3 1415 .
Необходимо подчеркнуть, что отношение максимального момента Мтах к произведению силы тока в рамке на ее площадь S (S = lb) есть величина, не зависящая от размеров рамки и силы тока в ней, и поэтому может служить количественной характеристикой самого магнитного поля в данной точке:
13 EMBED Equation.3 1415
С учетом Mmax = Fb и S = lb , можно записать:
13 EMBED Equation.3 1415
Магнитное поле полностью характеризуется вектором магнитной индукции В . Таким образом, в каждой точке магнитного поля могут быть определены направление вектора магнитной индукции и его модуль с помощью измерения силы, действующей на участок проводника с током.
3. Единица магнитной индукции. За единицу магнитной индукции можно принять магнитную индукцию однородного поля, в котором на участок проводника длиной 1 м при силе тока в нем 1 А действует со стороны поля максимальная сила 1 Н:
Единица магнитной индукции получила название тесла (Тл) в честь югославского ученого-электрика Н. Тесла.
Закрепление изученного материала
Вопросы
1. Какие взаимодействия называют магнитными?
2. В чем суть теории близкодействия?
3. В чем проявляется магнитное действие электрического тока?
4. Что представляют собой силовые линии электростатического поля?
5. Что понимают под напряженностью электростатического поля Ё ?
6. Что такое момент силы?
7. Какое магнитное поле называют однородным?
Кирык Самостоятельные и контрольные работы С/Р № (начальный и средний уровень)
Задачи
1. По проводу идет электрический ток. В каком направлении повернется магнитная стрелка, помещенная в точку А? В точку С?
2. Определите направление тока в проводнике, сечение которого и магнитное поле показаны на рис.
3. По витку провода идет электрический ток. В каком направлении повернется магнитная стрелка, помещенная в точку А? В точку С?
4. Прямоугольная рамка с током находится в однородном магнитном поле. Как нужно повернуть рамку, чтобы на нее действовал наибольший вращающий момент?
5. Между полюсами магнита на гибких проводах подвешена прямоугольная рамка с током. Определите положения равновесия и устойчивость рамки в этих положениях.
Итоги урока
Домашнее задание
§61-64, вопросы (у), план ответа
Упр 21 (письменно)
Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 3211149
    Размер файла: 82 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий