Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

Урок физики 9 класс.«Обнаружение магнитного поля по его действию на электрич. ток. Правило левой руки»

Цели урока:

Образовательные: изучить как обнаруживается магнитное поле по его действию на электрический ток, изучить правило левой руки, повторить ранее пройденные определения электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства; закрепить правила правой и левой руки с помощью упражнений;

научить применять знания, полученные на уроке;

Воспитательные: формировать интерес к предмету, к учебе, творческое отношение, воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки, как самостоятельной работы, так и работы в коллективе, воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету.

Развивающие: развивать физическое мышление учащихся, их творческие способности, умение самостоятельно формулировать выводы, расширять познавательный интерес путем привлечения дополнительного материала;

развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы.

Оборудование: Проволочный моток (или тонкая медная проволока), штатив, источник постоянного тока, реостат, ключ, соединительные провода, дугообразный магнит.

Урок комбинированный.

Этапы урока:

1. Организационный момент.
2. Проверка домашнего задания, знаний и умений.

3. Объяснение нового материала

4. Закрепление. Решение задач.
5. Итоги. Домашнее задание.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Здравствуйте ребята. Сегодня мы с вами будем продолжать изучение магнитного поля. Выясним  как можно обнаружить магнитное поле, в частности выясним его действие на электрический ток. Слайд1.
2. Проверка домашнего задания, знаний и умений.

Сегодня на уроке каждый из вас получит оценку, она будет складываться из оценки полученной за проверку домашнего задания и оценки полученной за освоение нового материала.

Тестовая работа. Ответы записываем в карточку.

1. Магнитное поле порождается______________ (электрическим током).

2. Магнитное поле создается ______________заряженными частицами (движущимися).

3. За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает _________полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку.(северный).
4.Магнитные линии выходят из _________ полюса магнита и входят в ________. (Северного, южный).

Самопроверка .Слайд2.

3.   Объяснение нового материала.

  Как можно обнаружить магнитное поле? Оно не действует на наши органы чувств – не имеет запаха, цвета, вкуса.

Сегодня на уроке мы изучим,  как  обнаружить магнитное поле по его действию на электрический ток и изучим правило левой руки. Слайд3.

Из курса физики 8 класса вы знаете, что на всякий проводник с током, помещенный в магнитное поле и не совпадающий с его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой, наличие такой силы можно посмотреть с помощью такого опыта (Демонстрация опыта): проводник подвешен на гибких проводах, который через ключ присоединен к аккумуляторам. Проводник помещен между полюсами подковообразного магнита, т. е. находится в магнитном поле. При замыкании ключа в цепи возникает электрический ток, и проводник приходит в движение. Если убрать магнит и замкнуть цепь, то отклонения рамки не наблюдается.

Значит, со стороны магнитного поля на проводник с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения.

Действие магнитного поля на проводник с током может быть использовано для обнаружения магнитного поля в данной области пространства.
Конечно, обнаружить магнитное поле проще с помощью компаса. Но действие магнитного поля на находящуюся в нем магнитную стрелку компаса, по существу, тоже сводится к действию поля на элементарные электрические токи, циркулирующие в молекулах и атомах магнитного вещества, из которого изготовлена стрелка.

Слайд4. Вывод 1: Таким образом, магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток.

Выясним, от чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Демонстрация опыта: поменять полюса магнита и поменять направление тока .Опыт показывает, что при изменении направления тока изменяется и направление движения проводника, а значит, и направление действующей на него силы. Направление силы изменится и в том случае, если, не меняя направления тока, поменять местами полюсы магнита (т. е. изменить направление линий магнитного поля).
Следовательно, направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой. Слайд5.
Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки. В наиболее простом случае, когда проводник расположен в плоскости, перпендикулярной линиям магнитного поля, это правило заключается в следующем: Слайд6. если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы.

Слайд 7. Видео с еще одной трактовкой правила «левой руки»

За направление тока во внешней части электрической цепи (т.е. вне источника тока) принимается направление от положительного полюса источника тока к отрицательному. Пользуясь правилом левой руки это следует помнить.
Другими словами, четыре пальца левой руки должны быть направлены против движения электронов в электрической цепи. В таких проводящих средах, как растворы электролитов, где электрический ток создается движением зарядов обоих знаков, направление тока, а значит, и направление четырех пальцев левой руки совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.    

Слайд 8. С помощью правила левой руки можно определить направление силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую движущуюся в нем частицу, как положительно, так и отрицательно заряженную. Для наиболее простого случая, когда частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям, это правило формулируется следующим образом: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы.

Пользуясь правилом левой руки, можно определить не только направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током или движущуюся заряженную частицу. По этому правилу мы можем определить направление тока (если знаем, как направлены линии магнитного поля и действующая на проводник сила), направление магнитных линий (если известны направления тока и силы), знак заряда движущейся частицы (по направлению магнитных линий, силы и скорости движения частицы).
Сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линиями магнитного поля или параллельны им.

Слайд 9. Нельзя ли защититься от действия магнитных сил,
укрыться от них за какой-нибудь непроницаемой для них преградой?  
   Как ни странно, веществом, непроницаемым для магнитных сил, является то же самое железо, которое так легко намагничивается!
Внутри кольца из железа стрелка компаса не отклоняется магнитом, помещенным вне кольца.
   Железным футляром можно защитить от действия магнитных сил стальной механизм карманных часов. Если бы вы положили золотые часы на полюсы сильного подковообразного магнита, то все стальные части механизма, прежде всего тонкая волосяная пружинка при балансире, намагнитились бы и часы перестали бы ходить правильно. Удалив магнит, вы не вернете часов к прежнему состоянию, стальные части механизма останутся намагниченными, и часы потребуют самой радикальной починки, замены многих частей механизма. Поэтому с золотыми часами не следует делать подобного опыта, – он обойдется чересчур дорого. 
   Напротив, с часами, механизм которых плотно закрыт железными или стальными крышками, вы можете смело произвести этот опыт, – магнитные силы через железо и сталь не проникают.
Поднесите такие часы к обмоткам сильнейшей динамо,  – верность хода не пострадает ни в малейшей степени.
Для электротехников такие дешевые железные часы являются идеальными, тогда как золотые или серебряные скоро приходят в негодность от воздействия магнитов.
В конце XIX века эта проблема намагничивания часов приобрела столь крупные масштабы, что понадобилась разработка прибора для размагничивания часов. 
А уже в 1888 г. часовая компания «Валтхам» выпустила часы, которые не боялись никаких  магнитных полей. Для испытания эти часы поместили на 15 мин у самого жерла гигантской «пушки-магнита» майора Кинга. Самым надежным экраном для предохранения железных частей часового механизма от намагничивания оказалось само железо.

4. Закрепление. Слайд 10 -14.

Самостоятельная работа на карточках.

5.Итоги урока. Домашнее задание. П 45 упражнение 36 (1,5), вопросы стр 154. Слайд 15.