Разработка урока в 11 классе по теме: "Действие магнитного поля на проводник с током"

Тема урока: Действие магнитного поля на проводник с током.

Цели урока:

Обучающие: продолжить формирование понятия магнитного поля, обеспечить усвоение учащимися зависимости силы, действующей на проводник с током от силы тока в проводнике, длины проводника, от угла, образованного вектором магнитной индукции с проводником. Получить закон Ампера. Уметь определять направление силы, действующей на проводник, находить модуль вектора магнитной индукции, определить единицы измерения магнитной индукции. В целях формирования научного мировоззрения показать роль физического эксперимента и наблюдений в раскрытии причинно-следственных связей между понятиями: силы Ампера, силы тока, магнитной индукции.

Развивающие: развивать умение наблюдать, сравнивать и сопоставлять изучаемые явления, определять зависимость физических величин. Развивать коммуникативные качества личности, умение работать с информацией.

Воспитательные: подготовить личности информационного общества, воспитывать у учащегося интерес к научным знаниям и развитие способности к исследовательскому труду. Продолжить формирование навыков работы в группе, вырабатывать бережное отношение к оборудованию.

Оборудование: штатив, проводник, источник тока, ключ, амперметр, подковообразный магнит, интерактивные модели ПК.

План урока

Содержание	Методы и приемы
Контроль знаний по теме: “Магнитное поле”	Тест. Проверка теста по слайду
Актуализация опорных знаний.	Фронтальный опрос. Беседа. Использование слайда 2
Изучение нового материала	Демонстрация опыта. Выдвижение гипотезы и ее экспериментальная проверка c использованием реальных и виртуальных лабораторий. Анализ исследуемых зависимостей. Работа с учебником. Запись в тетрадях
Закрепление темы	Беседа. Работа по слайдам. Решение задачи.
Итог урока	Объявление полученных оценок. Самоанализ.
Задание на дом	Запись на доске и в дневниках

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Контроль знаний. Проверочный тест

Тест по теме: « Магнитное поле»

1. Движущиеся заряды создают вокруг себя…

А) электрическое поле;

Б) магнитное поле;

В) электрическое и магнитное поля.

2. Магнитная стрелка представляет собой…

А) продолговатый магнит с одним южным полюсом;

Б) продолговатый магнит с одним северным полюсом;

В) продолговатый магнит с двумя полюсами на концах-южным S и северным N.

3. За направление вектора магнитной индукции принимают направление…

А) от северного N полюса к южному S полюсу;

Б) от южного S полюса к северному N полюсу;

В) от южного N полюса к северному S полюсу.

4. Характеристику магнитного поля называют…

А) напряженностью;

Б) вектором магнитной индукции;

В) напряжением.

5. Линии магнитной индукции …

А) не имеют начала;

Б) не имеют конца;

В) не имеют ни начала ни конца.

6. Магнитное поле…

А) имеет источник N полюс;

Б) имеет источник S полюс;

В) не имеет источников.

7. Магнитное поле действует только…

А) на покоящиеся электрические заряды;

Б) на движущиеся электрические заряды;

В) на любые электрические заряды.

8. Для усиления магнитного поля используют…

А) один виток;

Б) несколько витков, соединенных последовательно и расположенных параллельно друг другу;

В) несколько витков, соединенных параллельно и расположенных перпендикулярно друг другу.

9. Магнитная индукция поля системы токов равна…

А) нулю;

Б) векторной разности магнитных индукций полей каждого из токов в отдельности;

В) векторной сумме магнитных индукций полей каждого из токов в отдельности.

10. Северным магнитным полюсом называется полюс…

А) из которого выходят линии магнитной индукции;

Б) в который входят линии магнитной индукции;

В) полюс S.

Проверка работы по слайду 1.

Критерии набранных баллов см. в листе учета знаний.

Актуализация опорных знаний. Фронтальный опрос.

• 1.Какие линии называются силовыми линиями магнитного поля?

(Линии, образуемые магнитными стрелками или железными опилками в магнитном поле)

• 2.Какая векторная физическая величина характеризует магнитное поле?

(Вектор магнитной индукции)

• 3.Сформулируйте правило буравчика и правило правой руки, определяющей направление вектора магнитной индукции, созданной прямым током?

(Если ввинчивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление скорости движения конца его рукоятки в данной точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции в этой точке. Если ввинчивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление скорости движения конца его рукоятки в данной точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции в этой точке)

• 4. Сформулируйте правило буравчика для витка с током.

(Если вращать рукоятку буравчика по направлению тока в витке, то поступательное движение буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции, созданной током в витке на своей оси)

• 5.Сформулируйте принцип суперпозиции для магнитного поля.

(Результирующий вектор магнитной индукции в данной точке складывается из векторов магнитной индукции, созданной различными токами в этой точке )

• 6.Как определить направление вектор магнитной индукции на оси вектора с током?

(По правилу буравчика. Если вращать рукоятку буравчика по направлению тока в витке, то поступательное движение буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции, созданной током в витке на своей оси )

• 7.Как направлен вектор магнитной индукции снаружи от кольцевого тока?

(Вектор магнитной индукции снаружи от кольцевого тока направлен противоположно вектору магнитной индукции внутри кольцевого тока)

• 8.Дайте определение понятия линий магнитной индукции.

(Линии магнитной индукции-линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке)

• 9.Какой полюс магнита называется северным?

(Северный полюс магнита-полюс, из которого выходят линии магнитной индукции)

• 10.Чем вызван земной магнетизм?

(Токами, обтекающими Землю с запада на восток)

Слайд 2, 3 ПК

Изучение новой темы:

Учитель: Пока мы умеем находить только направление вектора магнитной индукции. Надо научиться определять модуль В. Это необходимо для решения главной задачи: сформулировать закон, определяющий силу. Которая действует на проводник с током со стороны магнитного поля. Выясним экспериментально, отчего зависит сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Это позволит нам дать определение модуля вектора магнитной индукции, а затем найти силу Ампера. Действия магнитного поля на проводник с током будем изучать на интерактивных моделях ПК.

Демонстрация опыта по действию силы на проводник с током в магнитном поле.

Вопрос учащимся: Определите от каких величин зависит сила отклоняющая проводник?

Работа в группах по дидактическим карточкам.

Установление зависимостей:

силы Ампера от силы тока,

силы Ампера от длины проводника,

силы Ампера от угла, образованного вектором магнитной индукции с проводником.

Использование слайда 4

Слайд 4

Дидактическая карточка № 1

Задание: установить зависимость силы, действующей на проводник с током от угла, образованного между вектором магнитной индукции с проводником.

Рекомендации по выполнению работы

1. Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.

2. Продумайте ход эксперимента.

3. Заполните таблицу:

Угол ά	0°	45°	90°	135°	180°	225°	270°	360°
FА

1. Установите зависимость между силой, действующей на проводник с током от угла, образованного между вектором магнитной индукции с проводником.

2. Сделайте вывод. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

3. Определите, при каком угле сила, действующая на проводник максимальная.

Использовать программу БНП 1С образование.

Раздел «Электродинамика» модели - модель 7

Дидактическая карточка № 2

Задание: установить зависимость силы, действующей на проводник с током от силы тока, протекающего по проводнику.

Рекомендации по выполнению работы

1. Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.

2. Продумайте ход эксперимента.

3. Заполните таблицу:

Сила тока I	0	0,5	1	1,5	2
Сила Ампера F
Магнитная индукция В

4.Определите зависимость силы, действующей на проводник от силы тока, протекающей по проводнику.

5.Сделайте вывод. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

6. Запишите полученную зависимость при перпендикулярном направлении силы тока и вектора магнитной индукции и неизменной длине проводника.

7. Рассчитайте модуль вектора магнитной индукции для каждого значения силы тока и запишите результат в таблицу.

8. Сделайте вывод.

Использовать программу «Физикон». Лаборатории. Взаимодействие параллельных токов ( 39).

Дидактическая карточка № 3

Задание: установить зависимость силы взаимодействия двух проводников с током от силы тока, протекающего по проводникам.

Рекомендации по выполнению работы

1. Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.

2. Продумайте ход эксперимента.

3. Заполните таблицу:

I1	0	0,2	0,6	-0,2	1,6
I2	0	0,2	0,6	-0,4	-1,8
B12
B21
F12
F21

1. Сделайте вывод. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

2. Определите зависимость силы взаимодействия двух проводников с токами I1 и I2 от расстояния r между проводниками.

3. Запишите формулу для вычисления силы, действующей на проводники. Решите задачу.

Использовать программу «Открытая физика». Раздел «Электродинамика»

Дидактическая карточка № 4

Задание: Дайте подробное объяснение взаимодействия токов.

Используйте программу «Физикон». Видеофильм «Взаимодействие токов».

Для этого изучите:

«Взаимодействие параллельных токов»,

«Магнитное поле».

Дидактическая карточка № 5

Задание: установить зависимость силы взаимодействия двух проводников с током от силы тока, протекающего по проводникам. Установить зависимость силы, действующей на проводник с током от угла, образованного между вектором магнитной индукции с проводником. Установить зависимость силы, действующей на проводник с током от длины проводника.

Рекомендации по выполнению работы

1. Соберите установку по рисунку

2.Увеличьте значение силы тока, протекающего по проводнику в два раза. Пронаблюдайте за движением проводника в магнитном поле.

1. Измените длину проводника, пронаблюдайте за отклонением проводника

2. Измените угол наклона подставки, на которой находятся магниты, так, чтобы изменился угол между проводником и линиями магнитной индукции. Пронаблюдайте за движением проводника в магнитном поле.

3. Сделайте вывод.

Составление отчета.

Определение модуля вектора магнитной индукции. Слайд 5

Слайд 5

Определение единицы измерения магнитной индукции.

Таблица значений магнитной индукции (учебник).

Вывод закона Ампера.

Формулировка на слайде 6

Слайд 6

Направление силы Ампера. Правило левой руки. Слайд 7

Слайд 7

Группа, работающая по карточке № 4 объясняет видеофильм.

Видеофильм «Взаимодействие токов».

«Взаимодействие параллельных токов»,

«Магнитное поле».

Закрепление темы

Слайд 8

Итог урока. Объявление оценок. Самоанализ работы на уроке.

Задание на дом: §20, задача №3, 5

Дидактическая карточка № 1

Задание: установить зависимость силы, действующей на проводник с током от угла, образованного между вектором магнитной индукции с проводником.

Рекомендации по выполнению работы

1. Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.

2. Продумайте ход эксперимента.

3. Заполните таблицу:

Угол ά	0°	45°	90°	135°	180°	225°	270°	360°
FА

1. Установите зависимость между силой, действующей на проводник с током от угла, образованного между вектором магнитной индукции с проводником.

2. Сделайте вывод. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

3. Определите, при каком угле сила, действующая на проводник максимальная.

Использовать программу БНП 1С образование.

Раздел «Электродинамика» модели - модель 7

Дидактическая карточка № 2

Задание: установить зависимость силы, действующей на проводник с током от силы тока, протекающего по проводнику.

Рекомендации по выполнению работы

1. Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.

2. Продумайте ход эксперимента.

3. Заполните таблицу:

Сила тока I	0	0,5	1	1,5	2
Сила Ампера F
Магнитная индукция В

4.Определите зависимость силы, действующей на проводник от силы тока, протекающей по проводнику.

5.Сделайте вывод. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

6. Запишите полученную зависимость при перпендикулярном направлении силы тока и вектора магнитной индукции и неизменной длине проводника.

7. Рассчитайте модуль вектора магнитной индукции для каждого значения силы тока и запишите результат в таблицу.

8. Сделайте вывод.

Использовать программу «Физикон». Лаборатории. Взаимодействие параллельных токов ( 39).

Дидактическая карточка № 3

Задание: установить зависимость силы взаимодействия двух проводников с током от силы тока, протекающего по проводникам.

Рекомендации по выполнению работы

1. Сформулируйте гипотезу по данной проблеме.

2. Продумайте ход эксперимента.

3. Заполните таблицу:

I1	0	0,2	0,6	-0,2	1,6
I2	0	0,2	0,6	-0,4	-1,8
B12
B21
F12
F21

1. Сделайте вывод. Подтвердил ли опыт вашу гипотезу?

2. Определите зависимость силы взаимодействия двух проводников с токами I1 и I2 от расстояния r между проводниками.

3. Запишите формулу для вычисления силы, действующей на проводники. Решите задачу.

Использовать программу «Открытая физика». Раздел «Электродинамика»

Дидактическая карточка № 4

Задание: Дайте подробное объяснение взаимодействия токов.

Используйте программу «Физикон». Видеофильм «Взаимодействие токов».

Для этого изучите:

«Взаимодействие параллельных токов»,

«Магнитное поле».

Дидактическая карточка № 5

Задание: установить зависимость силы взаимодействия двух проводников с током от силы тока, протекающего по проводникам. Установить зависимость силы, действующей на проводник с током от угла, образованного между вектором магнитной индукции с проводником. Установить зависимость силы, действующей на проводник с током от длины проводника.

Рекомендации по выполнению работы

1. Соберите установку по рисунку

2.Увеличьте значение силы тока, протекающего по проводнику в два раза. Пронаблюдайте за движением проводника в магнитном поле.

1. Измените длину проводника, пронаблюдайте за отклонением проводника

2. Измените угол наклона подставки, на которой находятся магниты, так, чтобы изменился угол между проводником и линиями магнитной индукции. Пронаблюдайте за движением проводника в магнитном поле.

3. Сделайте вывод.

Лист учета знаний

Вид работы	Количество баллов	Количество выполненных заданий
Проверочный тест	5 4 3	10-11 8-9 5 - 7
Фронтальный опрос	5 4 3	Активное участие Допущены негрубые ошибки Допущены ошибки
Актуализация опорных знаний. Изучение нового материала, выполнение эксперимента. Закрепление темы.	5 4 3	Активное участие, эксперимент выполнен верно Участие в обсуждении, но допущены неверные ответы Неактивное участие в обсуждении темы, допущены ошибки в проведении эксперимента

Критерии оценки работы на уроке

Количество баллов	Оценка
14 -15	5
11 - 13	4
8 - 10	3

Фронтальный опрос

• 1.Какие линии называются силовыми линиями магнитного поля?

(Линии, образуемые магнитными стрелками или железными опилками в магнитном поле)

• 2.Какая векторная физическая величина характеризует магнитное поле?

(Вектор магнитной индукции)

• 3.Сформулируйте правило буравчика и правило правой руки, определяющей направление вектора магнитной индукции, созданной прямым током?

(Если ввинчивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление скорости движения конца его рукоятки в данной точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции в этой точке. Если ввинчивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление скорости движения конца его рукоятки в данной точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции в этой точке)

• 4. Сформулируйте правило буравчика для витка с током.

(Если вращать рукоятку буравчика по направлению тока в витке, то поступательное движение буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции, созданной током в витке на своей оси)

• 5.Сформулируйте принцип суперпозиции для магнитного поля.

(Результирующий вектор магнитной индукции в данной точке складывается из векторов магнитной индукции, созданной различными токами в этой точке )

• 6.Как определить направление вектор магнитной индукции на оси вектора с током?

(По правилу буравчика. Если вращать рукоятку буравчика по направлению тока в витке, то поступательное движение буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции, созданной током в витке на своей оси )

• 7.Как направлен вектор магнитной индукции снаружи от кольцевого тока?

(Вектор магнитной индукции снаружи от кольцевого тока направлен противоположно вектору магнитной индукции внутри кольцевого тока)

• 8.Дайте определение понятия линий магнитной индукции.

(Линии магнитной индукции-линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке)

• 9.Какой полюс магнита называется северным?

(Северный полюс магнита-полюс, из которого выходят линии магнитной индукции)

• 10.Чем вызван земной магнетизм?

(Токами, обтекающими Землю с запада на восток)

1

2

В

В

3

4

Б

Б

5

6

В

В

7

Б

8

Б

9

10

В

А

Определите направление линий магнитной индукции

Определите направление линий магнитной индукции

Самостоятельное проведение учениками экспериментов

для проверки теоретических прогнозов

1. Я предполагаю что…

2. Рассуждения, на основе

которых сделано

предположение

3. Как я хочу проверить

свое предположение

4. Мне необходимы такие

приборы и материалы

5. Полученные результаты

а ) Факты б) показания приборов

6. Сравнение предположений и выводов из эксперимента

Предсказания Данные опыта

а) а)

б) б)

Заключение-1: мои рассуждения верны полностью, частично, не верны.

Заключение-2: выдвинутое предположение доказано, не доказано.

(В текстах заключений зачеркните ненужные слова.)

F m

B = ─

I ∆ ℓ , где

F m – максимальная сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля

I – сила тока, протекающая по проводнику,

∆ ℓ - длина отрезка проводника

• F=B |I| ∆ ℓ sin α , где
• В – модуль вектора магнитной индукции,
• I – сила тока, протекающая по проводнику,
• ∆ ℓ - длина отрезка проводника,
• α – угол, образованный вектором магнитной индукции с проводником

Определите направление движения проводника в магнитном поле

2

1

3

4