Сборник практических работ по рисунку по разделу «электродинамика»

М ИНИСТЕРСТВО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ЗАНЯТОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ПРИМОСКОГО КРАЯ ФИЛИАЛ КРАЕВОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ «УССУРИЙСКИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ» В ХАНКАЙСКОМ РАЙОНЕ

СБОРНИК ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО РИСУНКУ ПО РАЗДЕЛУ «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА»

Преподаватель физики:

Рыжих Татьяна Маратовна

Содержание

1. Пояснительная записка 3

2. Практическая работа по рисунку: «Определение значения магнитной индукции магнитного поля измерительного механизма прибора магнитоэлектрической

системы. 4

1. Практическая работа по рисунку: «Определение магнитной индукции с помощью

закона Ампера» 8

1. Практическая работа по рисунку:

«Решение задач по теме «ЭДС индукции в движущемся проводнике» 11

1. Практическая работа по рисунку:

«Решение задач на закон электромагнитной индукции» 13

Пояснительная записка.

Решение задач в процессе обучения физике занимает существенное место. Решая задачи, студенты осмысливают физические законы, углубляют и закрепляют знания, развивают своё физическое мышление.

На своих уроках я предлагаю студентам для решения экспериментальные, количественные и качественные задачи. По традиционной методике для формирования практических умений и навыков применяются действия с материальными объектами, реальным оборудованием. Из-за нехватки оборудования студенты объединяются в малые группы поэтому не всегда соблюдается принцип индивидуального обучения. Этот недочёт я ликвидирую применением наглядных задач. В задачах такого типа, вся информация необходимая для решения задачи, представлена на рисунке. Наглядные задачи могут быть нескольких видов: качественные, количественные, тренировочные и творческие. В данном сборнике приведены наглядные задачи по темам «Магнитное поле и Электромагнитная индукция».

Цель методических рекоменданий по выполнению практических работ: сформировать у студентов объём знаний, предусмотренных рабочей программой по раделу «Электродинамика» и научить применять теоретические знания для решения практических заданий.

Важнейшей задачей современной системы образования является формирование универсальных учебных действий, обеспечивающих студентам умение учиться, способность к саморазвитию и самосовершенствованию.

Задачи:

• вовлечь как можно больше студентов в самостоятельную активную познавательную деятельность;

• обеспечить максимум наглядности для развития умений и навыков применять теоретические знания для решения задач;

• преподнести материал в сжатой форме, обеспечив его научность и понимание для студентов;

• развивать познавательные умения для развития логического мышления студентов: умения анализировать, синтезировать, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы.

Практическая работа по рисунку.

Тема: «Определение значения магнитной индукции магнитного поля измерительного механизма прибора магнитоэлектрической системы».

Методическое обеспечение: Учебник: В. Ф. Дмитриева «Физика для профессий и специальностей технического профиля», рисунок к практической работе (приложение1), линейка.

Цель работы: Научиться определять значение магнитной индукции измерительного механизма прибора магнитоэлектрической системы.

Порядок выполнения работы

1. Работа с учебником В. Ф. Дмитриева стр. 227, п.12.1. Найдите ответы на вопросы:

1. Какое действие оказывает магнитное поле на рамку с током, которая находится в магнитном поле?

Ответ: магнитное поле оказывает ориентирующее действие на контур с током

1. Почему контур поворачивается в магнитном поле?

Ответ: на рамку с током I, которая находится в магнитном поле, действует момент сил М.

1. Назовите характеристику магнитного поля. Напишите её обозначение.

Ответ: магнитная индукция, В  = 1Тл.

1. Запишите в тетрадь формулу, по которой определяют модуль магнитной индукции. Напишите названия физических величин, входящих в формулу. Ответ: В= ,  р_m - магнитный момент рамки. - максимальное значение момента силы.

1. Изучите теоретические сведения.

p_m - магнитный момент контура. Он характеризует магнитные свойства контура с током, которые определяют его поведение во внешнем магнитном поле. Магнитный момент контура определяют по формуле: p_m = I·S

Момент сил выражается соотношением: М = p_m·B· = I·S·B· где S – площадь рамки, α – угол между нормалью к плоскости рамки и вектором магнитной индукции.

1. Практическое применение действия магнитного поля на рамку с током.

Действие магнитного поля на проводник с током имеет практическое применение в электроизмерительных приборах. Внимательно изучите рисунок измерительного механизма прибора магнитоэлектрической системы. На рисунке 1 показана рамка измерительного механизма прибора магнитоэлектрической системы. Рамка дополнена двумя полуосями, спиральными пружинами и указателем (стрелкой). Концы обмотки рамки через спиральные пружины соединяются с зажимами прибора. При повороте рамки пружины закручиваются и создают противодействующий момент М. Зависимость противодействующего момента от угла поворота показана на графике. На рисунке 2 рамка, расположенная между стальным цилиндром Ц и полюсами магнита, подключена к источнику тока.

Порядок выполнения работы

1. Изучите график зависимости противодействующего момента от угла поворота.

2. Определите значение момента М при угле в 20⁰

3. Снимите показания амперметра.

4. Замерьте линейкой стороны рамки.

5. Найдите площадь рамки.

6. Рассчитайте магнитный момент контура.

7. Определите значение магнитной индукции магнитного поля.

Если М =I·S·B· то B =

1. Нарисуйте картину магнитного поля между полюсами.

1. Решите задачу на закон Ампера .

Найдите в конспекте лекции закон Апера, запишите его в тетрадь. Напишите названия физических величин, входящих в формулу. Решите задачу № 4 стр. 242 учебника.

Под влиянием однородного магнитнного поля в нём с ускорением 0,2 м/с²движется алюминиевый проводник сечением 1мм².По проводнику течёт ток 5А, его направление перпендикулярно полю. Вычислите индукцию поля. Плотность алюминия равна 2,7·10³ кг/м³.

Дано:

а=0,2 м/с²

S=1мм²=10^-6м²

I=5А

=2,7·10³ кг/м³.

=1

Найти: В

Для решения задачи необходимо воспользоваться законом Ампера: F_a = I· B·ℓ· ,

F_a =m∙a, тогда m∙a= I· B·ℓ· ; B = ; так как = ; m= можно записать

B = , S; B = =

Сделайте вывод о проделанной работе.

Приложение 1.

Практическая работа по рисунку

Тема: «Определение магнитной индукции с помощью закона Ампера»

Цель работы: научиться применять закон Ампера для решения задач.

Методическое обеспечение: рисунок, учебник В. Ф. Дмитриева «Физика для профессий и специальностей технического профиля».

Порядок выполнения работы

1. Ответьте на вопросы:

1. Как называется сила, действующая на проводник с током в магнитном поле?

2. Запишите закон Ампера в тетрадь.

3. С помощью какого правила можно определить направление действия силы Ампера?

Примечание: в случае затруднения обратитесь к учебнику В. Ф. Дмитриева стр.231

1. Определите магнитную индукцию поля по рисунку.

- Изучите рисунок.

Из рисунка(1) видно, что алюминиевую трубочку АВ подвесили к динамометру. На рисунке (2) проводник подсоединили к источнику тока и расположили его между полюсами магнита. Показания динамометра изменились. Подумайте: как это явление отражено на рисунке?

- Ответьте на вопросы:

1. Какую физическую величину измеряют динамометром на рис. 1?

2. Почему показания динамометра на рисунке 2 изменились?

3. Можно ли, зная показания динамометра на рис. 1 и рис. 2 определить силу Ампера?

Если можно, то, как это сделать?

Запишите показания динамометров в обоих случаях и определите силу Ампера.

Ответ: F_a = 40мН- 15мН = 25мН=25∙10^-зН

1. Какой электроизмерительный прибор изображён на рисунке? Какую физическую величину он измеряет?

Ответ: амперметр

1. Снимите показания прибора, предварительно определите цену деления прибора.

Ответ: I= 2А. цена деления прибора рана 0,2 А

1. Запишите закон Ампера. F_a = I· B·ℓ· . Подумайте, как определить магнитную индукцию?

Ответ: определить магнитную индукцию можно по формуле. B=

1. Определите направление силы тока в проводнике (от А к В; или от В к А направлен ток в проводнике).

2. Зная направление силы Ампера, определите направление индукции магнитного поля (по правилу левой руки).

3. Ближний или дальний полюс магнита будет северным?

4. Попытайтесь изобразить на схеме направление силы тока, вектора магнитной индукции и силы Ампера.

Сделайте вывод о проделанной работе.

Практическая работа

Тема: Решение задач по теме «ЭДС индукции в движущемся проводнике»

Цель работы: научиться применять формулу ЭДС индукции в движущемся проводнике при решении задач.

Методическое обеспечение: рисунок, линейка, Учебник В. Ф. Дмитриева. «Физика для профессий и специальностей технического профиля».

Задание 1. Определите значение индукции магнитного поля по рисунку.

Проводник движется в магнитном поле дугообразного магнита из положения АА¹ , в положение ВВ¹. На рисунке дан график движения проводника.

Внимательно изучите рисунок.

Ответьте на вопросы:

1. Как называется явление, изображённое на рисунке?

2. Какую физическую величину измеряет вольтметр?

3. Запишите в тетрадь формулу, по которой определяют ЭДС индукции в движущемся проводнике. E_i = B·ℓ· (1)

B – магнитная индукция в Тл; - длина проводника в м; - скорость движения проводника в м/с; – угол между вектором магнитной индукции и направлением скорости проводника.

4. На графике видно, что проводник движется равномерно, значит можно определить скорость движения трубочки. Для этого запишите формулу для определения скорости тела при равномерном движении.

5. С помощью линейки измерьте длину проводника в метрах.

6. Ответьте на вопросы:

А) Как называется электроизмерительный прибор, изображённый на рисунке? Какую физическую величину он измеряет?

Б) Определите цену деления прибора.

В) Определите с помощью вольтметра значение ЭДС индукции, которая возникает в движущемся проводнике.

7. Чему равен угол ?

8. Для определения вектора магнитной индукции воспользуйтесь формулой 1.

Сделайте вывод о проделанной работе.

Практическая работа

Тема: «Решение задач на закон электромагнитной индукции»

Цель работы: научиться применять закон электромагнитной индукции для решения задач.

Порядок выполнения работы

1. Изучите внимательно рисунок. Магнитный поток Ф, пронизывающий катушку (см. рис.), изменяется во времени так, как это показано на графике.

2. Запишите в тетрадь закон электромагнитной индукции.

промежуток времени, за которое произошло изменение магнитного потока.

1. Назовите единицу измерения:

• Магнитного потока _________

• ЭДС индукции __________

1. Заполните таблицу.

1. Постройте график зависимости ЭДС, как функцию от времени (t).

Сделайте вывод о проделанной работе.

Литература.

1. М. А. Ушаков, К. М. Ушаков. Учебно-наглядное пособие. Раздаточный материал по физике. М., Просвещение 1986г.

2. Дмитриева В. Ф. «Физика для профессий и специальностей технического профиля»: учебник для образовательных учреждений начального и среднего проф. образования. М.: издательский центр « Академия», 2014.-448с.

11