Конспект урока по теме «Модуль вектора магнитной индукции. Сила Ампера"

Название предмета: «Физика».

Учитель: к.п.н., Долгова Валентина Михайловна

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: «Модуль вектора магнитной индукции. Сила Ампера. Лабораторная работа №1 «Наблюдение действия магнитного поля на ток».

Общее количество часов, отведённое на изучение темы: 12

Место урока в системе уроков по теме:

С понятиями «модуль магнитной индукции» и «сила Ампера» обучающиеся знакомились в 9 классе. В 11 классе данному уроку отводится роль более глубокого усвоения знаний, высокого уровня обобщения и систематизации.

Цель урока: повторение и углубление знаний по теме «Модуль вектора магнитной индукции. Сила Ампера».

Задачи урока:

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

• Образовательная – выявить качество и уровень овладения знаниями и умениями, полученными ранее по данной теме; повторить и углубить представления о действии магнитного поля на проводник с током, модуле магнитной индукции и силе Ампера, определении силы Ампера по правилу левой руки; рассмотреть проявления действия магнитного поля на электрический ток;

• Развивающая – развивать познавательный интерес обучающихся; развивать умение анализировать явление действия магнитного поля на проводник с током.

• Воспитательная – воспитать культуру учебного труда, навыков самообразования, совершенствовать навыки коммуникации в ходе совместной работы на уроке.

Планируемые результаты:

Проработав материал данного урока, обучающиеся должны знать и понимать:

явление действия магнитного поля на проводник с током;

величины: модуль магнитной индукции, силу Ампера;

правило левой руки;

применять: логические методы познания при решении задач на определение силы Ампера и модуля магнитной индукции и экспериментальные методы познания при выполнении лабораторной работы.

Техническое обеспечение урока:

1. Компьютер, проектор, экран.

2. Оборудование по физике: источник питания, реостат, амперметр, проволока, ключ, соединительные провода, дугообразный магнит.

Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока:

Содержание урока:

I. Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса.

1. Магнитное поле и его свойства.

2. Правило буравчика (направление вектора магнитной индукции)

3. Линии магнитной индукции. Вихревое поле.

4. Проверка выполнения качественных задач: стр.10, А₁-А_4.

(Каждому отвечающему ученику одноклассники задают дополнительные вопросы по теме: «Взаимодействие токов. Магнитное поле. Линии магнитной индукции»)

Вопросы:

1.Какие силы называются магнитными?

2.Как взаимодействуют проводники с током?

3. Как установлены свойства магнитного поля?

4.Перечислите свойства магнитного поля.

5.Как магнитное поле проводника действует на замкнутый контур с током ?

6.Какая величина характеризует магнитное поле в каждой точке?

7.Какое направление принимают за направление вектора магнитной индукции?

8. В чём состоит правило «буравчика»?

9. Что позволяет определить правило правой руки?

10. Какие поля называют вихревыми? В чем заключается отличие вихревого поля от потенциального?

II.Актуализация знаний.

2.1. Историческая справка (подготовлена учеником).

Андре Мари Ампер (1775-1836) - французский физик, математик, химик, иностранный член Петербургской Академии наук (1830), один из основоположников электродинамики.

Выдающийся ученый, в честь которого названа одна из основных электрических величин - единица силы тока - ампер. Автор самого термина «электродинамика» как наименования учения об электричестве и магнетизме, один из основоположников этого учения.

Основные труды Ампера в области электродинамики. Он автор первой теории магнетизма. Предложил правило для определения направления действия магнитного поля на магнитную стрелку (правило Ампера).

Ампер провел ряд экспериментов по исследованию взаимодействия между электрическим током и магнитом, для которых сконструировал большое количество приборов. Обнаружил действие магнитного поля Земли на движущиеся проводники с током.

Открыл (1820) магнитное взаимодействие токов и установил закон этого взаимодействия (закон Ампера). Утверждал, что большой магнит состоит из огромного количества элементарных «плоских магнитов».

Андре Мари Ампер открыл (1822) магнитный эффект катушки с током (соленоида). Высказал идею об эквивалентности соленоида с током и постоянного магнита. Предложил помещать металлический сердечник из мягкого железа для усиления магнитного поля. Высказал идею использования электромагнитных явлений для передачи информации (1820). Ампер изобрел коммутатор, электромагнитный телеграф (1829).

2.2. Постановка цели и задач урока. Формулирование темы урока обучающимися.

III. Изучение нового материала.

3.1. Проведём демонстрационный эксперимент. Наблюдаем действие выталкивающей силы на проводник, подключённый к источнику тока. При увеличении силы тока, действующая на проводник сила тоже увеличивается. Меняя наклон подставки, на которой находится магнит, убедились, что сила Ампера также изменилась.

Таким образом, при исследовании магнитного поля с помощью прямолинейного проводника с током экспериментально получили формулы для определения магнитной индукции: F= I· B· L·— закон Ампера.

Максимальная сила Ампера вычисляется по формуле: Fm= I ·ΔL· B

B = F/I L; B= M/I S; где F – сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током (Н);

I – сила тока (А); L – длина проводника (м); М – момент силы (Н·м); S – площадь рамки с током (м²). Единица измерения индукции определяется: 1Н/ 1А ·1м = 1Тл (тесла)

3.2. Направление силы Ампера определяется с помощью правила левой руки.

Левую руку располагаем так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца показывали направление тока в проводнике, то большой палец отогнутый на 90˚ покажет направление силы Ампера.

3.3. Лабораторная  работа по теме «Наблюдение действия магнитного поля на ток».
Цель: (сформулировать самим).

Фронтальная беседа с учащимися по материалу лабораторной работы:

• Почему около постоянного магнита существует магнитное поле?

• Почему нагляднее проводить опыты не с одиночным проводником, а с проволочным мотком?

• Как изображаются магнитные поля?

• Какие линии служат для графического представления магнитного поля.

Оборудование для лабораторной работы: дугообразный магнит, проволочный моток, штатив, реостат, источник постоянного тока, соединительные провода, ключ.

Инструктаж обучающихся по технике безопасности.

Ход работы:

Перед проведением лабораторной работы правильно разместим приборы. Проволочный моток подвесим на штатив, а затем подключим его к источнику тока последовательно с реостатом (для увеличения сопротивления) и выключателем. Движок реостата поставим на самое большое сопротивление, чтобы не произошло повреждение пластмассового кольца, на который намотана проволока. Ключ замыкаем только во время проведения опыта и сразу размыкаем его после окончания опыта.

Самостоятельный эксперимент с действием магнитного поля на электрический ток

1. Дугообразный магнит поднесем к висящему на штативе проволочному мотку, замыкая ключ, наблюдаем за движением мотка.

2. Зарисуем 4 варианта расположения магнита относительно проволочного мотка, указывая на рисунках направление тока. Направление линий магнитной индукции и предположительное движение мотка относительно магнита.

3. Справедливость предположений о направлении движения мотка и характере этих движений проверяем на опыте.

4. Из тонкой фольги вырезать длинную полоску. Подвесить ее на штативе U –образно и подключить к электрической цепи. Пронаблюдать взаимодействие полоски с током и дугообразным магнитом.

5. Сделать вывод.

IV.Закрепление изученного материала.

4.1. Решение тестовых задач: Стр.16, А₂-А₆

4.2. Самостоятельное решение задачи (с последующей проверкой):

Проводник длиной 0,25 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого равен 0,6 Тл. Сила тока в проводнике 3 А. Найдите работу, которая была совершена при перемещении проводника на 0,01 м по направлению действия силы Ампера.

V. Подведение итогов урока. Рефлексия (Какой момент урока для вас оказался наиболее сложным? Удалось ли справится с затруднениями?).

VI. Домашнее задание: §2, Стр.16, А₁

Список использованной литературы и Интернет-источников

1. Магнитное поле. Магнитное взаимодействие токов. [Электронный ресурс] //ООО «Физикон».– М., 1999-2016.- URL: http://physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph16/theory.html#.V9-HTfmLTIU.

2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; Физика. 11 класс. / под.ред. Н.А. Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2014.- 432 с.

3. Самин Д.К. 100 великих ученых. - М.: Вече, 2000.- 590 с.

4. Спиваковский В. Модуль вектора магнитной индукции. Сила Ампера [Электронный ресурс] // «Гипермаркет знаний». – М., 2008-2016.- URL: http://edufuture.biz/index.php