Взаимодействие токов. Магнитное поле. Магнитная индукция. Линии магнитной индукции

Название предмета: «Физика».

Класс: 11

УМК: Физика. 11 класс. /Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М.Чаругин; под.ред. Н.А. Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2014.

Уровень обучения: базовый.

Тема урока: «Взаимодействие токов. Магнитное поле. Магнитная индукция. Линии магнитной индукции»

Общее количество часов, отведённое на изучение темы: 12

Место урока в системе уроков по теме:

Данный урок является первым в курсе физики 11 класса. Вместе с тем, он является продолжением изучения раздела 10 класса «Основы электродинамики». Обучающиеся уже знакомы с понятием «стационарное электрическое поле». Продолжая изучение электродинамики, им предстоит познакомится со стационарными магнитным полем и изменяющимися со временем магнитным и электрическим полями.

Цель урока: формирование представления обучающихся о магнитном поле как виде материи и его свойствах.

Задачи урока:

• Дидактическая – создавать условия для усвоения нового учебного материала через проблемно-деятельностный подход.

• Образовательная – формировать представления о природе магнитных взаимодействий свойствах магнитного поля, линиях магнитной индукции, направлении вектора магнитной индукции.

• Развивающая – развивать логическое мышление обучающихся при рассмотрении задач на определение направления вектора индукции магнитного поля.

• Воспитательная – прививать культуру умственной деятельности.

Планируемые результаты.

Обучающиеся должны:

• понимать механизм взаимодействия между проводниками с током, смысл понятий «магнитное поле», «индукция магнитного поля», «линии магнитной индукции», «вектор магнитной индукции», «однородное и неоднородное магнитное поле» «вихревое поле»;

• знать свойства магнитного поля;

• уметь определять направление вектора магнитной индукции по правилу буравчика.

Техническое обеспечение урока:

1. Компьютер, проектор, экран, документ-камера.

2. Оборудование по физике: источник питания, реостат, амперметр, катушка на подставке с компасом, ключ, соединительные провода.

Демонстрации: опыта Эрстеда, движения проводника с током в магнитном поле, силовых линий магнитного поля постоянного магнита, магнитного поля прямого тока.

Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока:

1. Видеоурок «Магнитное поле постоянного электрического тока» http://interneturok.ru/physics/11-klass/bmagnitnoe-poleb/magnitnoe-pole-postoyannogo-elektricheskogo-toka1?chapter_id=7395&book_id=102

2. Инструкции для вводного инструктажа по теме «Правила техники безопасности в кабинете физики и на уроках физики, при выполнении демонстраций, практических и лабораторных работ».

3. Карточки-задания.

Содержание урока:

I.Организационный момент (1 мин.). Мобилизующее начало урока («исходная мотивация». Позитивный настрой на урок.

Вводный инструктаж (3 мин). Правила техники безопасности в кабинете физики и на уроках физики, при выполнении демонстраций, практических и лабораторных работ (на перемене роспись учащихся об ознакомлении с правилами по ТБ в журнале по технике безопасности на уроках физики).

II.Актуализация знаний (5 мин.). Основная цель актуализации - посредством воспроизведения ранее полученных знаний подготовить почву для активного усвоения нового материала.

Вопросы на слайде (слайды №2, №3):

1. Что означают выражения «частица обладает электрическим зарядом», «тело обладает электрическим зарядом»?

2. Что такое «электрическое поле»?

3. По каким свойствам можно обнаружить электрическое поле?

4. Как объяснить взаимодействие двух покоящихся точечных зарядов или заряженных тел?

5. По какой формуле рассчитывается сила взаимодействия между точечными зарядами?

6. Какая физическая величина является основной силовой характеристикой электрического поля?

7. Как рассчитывается напряжённость электрического поля?

III. Изучение нового материала.

1.Краткая историческая справка о развитии учения магнитного поля (слайд №4).

2.Итак, неподвижные электрические заряды создают вокруг себя электрическое поле. Движущиеся заряды создают магнитное поле. Вокруг любого магнита существует магнитное поле. В 1820 году Эрстед обнаружил, что магнитное поле порождается электрическим током (проведение демонстрационного эксперимента №1. Опыт Эрстеда). Ампер предложил, что «магнитные свойства постоянных магнитов обусловлены множеством круговых токов, циркулирующих внутри молекул этих тел».

3. Показ видеоролика «Магнитное поле постоянного электрического тока» http://interneturok.ru. Обучающиеся получают задание законспектировать основные понятия по ходу видеоурока.

4. Проверка конспектов. Обучающиеся выделяют основные понятия (слайд №5).

Магнитными силами называют силы, с которыми проводники с током взаимодействуют друг с другом.

Магнитное поле – это особая форма материи, которая существует независимо от нас и обнаруживается с помощью проводников с током или магнитных стрелок.

Свойства магнитного поля:

• Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током.

• В отличие от электрического поля магнитное поле обнаруживается по его действию на движущиеся заряды (заряженные тела).

• Магнитное поле материально, т.к. оно действует на тело, следовательно, обладает энергией.

• Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.

Магнит имеет два полюса: северный и южный, одноимённые полюсы отталкиваются, разноимённые – притягиваются.

1. Проведение демонстрационного эксперимента №2. Расположим перед катушкой компас. Замкнём цепь и будем наблюдать за поведением стрелки компаса.

Вывод: вокруг проводника с током возникает магнитное поле, которое поворачивает стрелку перпендикулярно плоскости витка катушки.

6. Графическое изображение магнитного поля (слайд №6). Магнитное поле можно изобразить графически при помощи линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направление вектора магнитной индукции.

Линии магнитной индукции не пересекаются. При изображении магнитного поля с помощью линий магнитной индукции эти линии наносятся так, чтобы их густота в любом месте поля была пропорциональна значению модуля магнитной индукции.

Характерной особенностью линий магнитной индукции является их замкнутость. Магнитное поле является вихревым.

7. «Правило буравчика», направление тока и линий его магнитного поля (слайд №7).

Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.

А как определить направление тока, если мы знаем направление магнитных линий? По тому же правилу. Только изначально бы берем за известный факт не направление движения буравчика, а направление вращения его ручки.

Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

1. Закрепление изученного материала.

4.1. Вопросы (слайд №8):

1. Какие взаимодействия называются магнитными?

2. Каковы основные свойства магнитного поля?

3. Опишите опыт Эрстеда. Что доказывает опыт Эрстеда?

4. Что называют линиями магнитной индукции?

5. Как направлен вектор магнитной индукции?

6. Что собой представляют линии магнитного поля прямого проводника с током, соленоида?

7. Какое магнитное поле считают однородным? неоднородным?

8. Какие поля называют вихревыми?

9. В чём состоит правило буравчика?

10. Что можно определить по правилу правой руки?

4.2. Самостоятельная работа (карточки-задания см. в приложении):

1. Рефлексия:

Какие сведения о магнитном поле вам были известны ранее? Что вы узнали нового на уроке?

1. Домашнее задание: § 1, стр.10, А₁-А₄

Приложение

«Магнитное поле тока. Вектор магнитной индукции»

Вариант 1.

1. Вокруг катушки с током образовалось магнитное поле. Верно ли указано направление вектора магнитной индукции в точке А?

2. Магнитная стрелка на оси катушки установилась так, как показано на рисунки. Верно ли указано направление тока в катушке?

Вариант 2.

1. Соответствует ли направление вектора магнитной индукции направлению концов магнитной стрелки?

2. Магнитная стрелка в магнитном поле прямого проводника в точке А установилась так, как показано на рисунке. Верно ли указано направление тока в проводнике?